适用于燃气轮机的煤化工伴生气混合处理系统及工作方法与流程

本发明涉及伴生气处理领域，具体地，涉及适用于燃气轮机的煤化工伴生气混合处理系统及工作方法。

背景技术：

在煤化工产业，低热值的煤化工伴生气(也称驰放气)成分为液氨洗燃料气、低甲燃料气等，通常是废气，无法进行有效的回收利用，需要经过燃烧或者其他方式处理后排掉，不仅造成了能量的浪费，也对环境带来污染。

专利文献cn109321297a公开了一种石油伴生气处理工艺，属于石油伴生气处理技术领域，所述处理工艺包括以下步骤：伴生气压缩步骤、干燥步骤、氨预冷步骤、膨胀机制冷步骤、产品分馏步骤、干气发电步骤，所述干燥步骤采用复合膜干燥脱水，所述复合膜是由不锈钢纤维和玻璃纤维混合编织成网状底层膜，再经过薄膜压坯后烧制成型的双层复合膜；并将石油伴生气处理后用于干气发电。

专利文献cn101633504a公开一种三氯氢硅生产过程中伴生气体的处理工艺，是由除尘、淋洗、沉淀、气体分离、吸收、废气处理等步骤组成。该发明提供的技术方案净化了废弃的排放，减少了对空气的污染，对废弃物进行了回收利用。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于燃气轮机的煤化工伴生气混合处理系统及工作方法。

根据本发明提供的一种适用于燃气轮机的煤化工伴生气混合处理系统，包括：煤化工伴生气混合单元、煤化工伴生气过滤单元、控制系统、低热值燃料气输送系统、高热值燃料气输送系统和混合燃料气输出系统；

所述低热值燃料气输送系统一端连接所述煤化工伴生气混合单元一端并输入低热值伴生气，所述高热值燃料气输送系统一端连接所述煤化工伴生气混合单元一端并输入高热值燃料气，所述煤化工伴生气混合单元另一端连接所述煤化工伴生气过滤单元一端，所述煤化工伴生气过滤单元另一端连接所述混合燃料气输出系统一端；

所述低热值燃料气输送系统、所述高热值燃料气输送系统、所述混合燃料气输出系统、所述煤化工伴生气混合单元和所述煤化工伴生气过滤单元连接所述控制系统并通过所述控制系统调节。

优选地，所述高热值燃料气输送系统包括：高热值燃料气流量传感器、高热值燃料气流量调节阀、高热值燃料气色谱仪和高热值燃料气入口管路；

所述高热值燃料气入口管路一端连接所述高热值燃料气色谱仪一端，所述高热值燃料气色谱仪另一端连接所述高热值燃料气流量传感器一端，所述高热值燃料气流量传感器另一端连接所述高热值燃料气流量调节阀，所述高热值燃料气流量调节阀另一端连接所述煤化工伴生气混合单元一端。

优选地，所述低热值燃料气输送系统包括：第一低热值燃料气输送系统和第二低热值燃料气输送系统；

所述第一低热值燃料气输送系统和所述第二低热值燃料气输送系统连接所述煤化工伴生气混合单元。

优选地，所述第一低热值燃料气输送系统包括：第一路低热值燃料气流量传感器、第一路低热值燃料气流量调节阀、第一路低热值燃料气色谱仪和第一路低热值燃料气入口管路；

所述第一路低热值燃料气入口管路一端连接所述第一路低热值燃料气色谱仪一端，所述第一路低热值燃料气色谱仪另一端连接所述第一路低热值燃料气流量传感器一端，所述第一路低热值燃料气流量传感器另一端连接所述第一路低热值燃料气流量调节阀另一端，所述第一路低热值燃料气流量调节阀另一端连接所述煤化工伴生气混合单元一端。

优选地，第二低热值燃料气输送系统包括：第二路低热值燃料气流量传感器、第二路低热值燃料气流量调节阀、第二路低热值燃料气色谱仪和第二路低热值燃料气入口管路；

所述第二路低热值燃料气入口管路一端连接所述第二路低热值燃料气色谱仪一端，所述第二路低热值燃料气色谱仪另一端连接所述第二路低热值燃料气流量传感器一端，所述第二路低热值燃料气流量传感器另一端连接所述第二路低热值燃料气流量调节阀，所述第二路低热值燃料气流量调节阀另一端连接所述煤化工伴生气混合单元一端。

优选地，所述混合燃料气输出系统包括：混合燃料气流量调节阀、混合燃料气流量传感器、混合燃料气色谱仪和出口管路；

所述煤化工伴生气过滤单元一端连接所述混合燃料气流量调节阀一端，所述混合燃料气流量调节阀另一端连接所述混合燃料气流量传感器一端，所述混合燃料气流量传感器另一端连接所述混合燃料气色谱仪，所述混合燃料气色谱仪另一端连接所述出口管路一端，所述出口管路另一端连接燃气轮机。

优选地，所述第一路低热值燃料气流量调节阀、所述第二路低热值燃料气流量调节阀、所述高热值燃料气流量调节阀和所述混合燃料气流量调节阀连接所述控制系统并通过所述控制系统控制燃料气输入输出量。

优选地，所述第一路低热值燃料气流量传感器、所述第二路低热值燃料气流量传感器、所述高热值燃料气流量传感器和所述混合燃料气流量传感器连接所述控制系统并向所述控制系统反馈燃料气流量。

优选地，所述第一路低热值燃料气色谱仪、所述第二路低热值燃料气色谱仪、所述高热值燃料气色谱仪和所述混合燃料气色谱仪连接所述控制系统并向所述控制系统反馈燃料气成分。

本发明还提供一种适用于燃气轮机的煤化工伴生气混合处理系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤s1，打开所述第一路低热值燃料气流量调节阀和所述第二路低热值燃料气流量调节阀流入低热值燃料气，所述第一路低热值燃料气色谱仪和所述第二路低热值燃料气色谱仪分析低热值燃料气成分并反馈所述控制系统，所述第一路低热值燃料气流量传感器和所述第二路低热值燃料气流量传感器测试低热值燃料气流量并反馈所述控制系统；

步骤s2，打开所述高热值燃料气流量调节阀流入高热值燃料气，所述高热值燃料气色谱仪分析高热值燃料气成分并反馈所述控制系统，所述高热值燃料气流量传感器测试高热值燃料气流量并反馈所述控制系统；

步骤s3，所述控制系统根据反馈数据计算并通过所述高热值燃料气流量调节阀控制高热值燃料气流量，以提高混合燃料气热值与华白指数；

步骤s4，低热值燃料气和高热值燃料气先后进入所述煤化工伴生气混合单元和所述煤化工伴生气过滤单元，所述控制系统控制所述煤化工伴生气混合单元混合燃料气，所述控制系统控制所述煤化工伴生气过滤单元过滤混合燃料气；

步骤s5，打开所述混合燃料气流量调节阀流入混合燃料气，混合燃料气通过所述混合燃料气流量传感器向所述控制系统反馈成分，混合燃料气通过所述混合燃料气色谱仪向所述控制系统反馈流量，所述控制系统根据反馈数据通过所述混合燃料气流量调节阀控制混合燃料气流量，混合燃料气最后通过所述出口管路流入所述燃气轮机。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、通过采用本专利中的煤化工伴生气处理系统，可以对低热值伴生气进行处理，按燃气轮机燃烧标准混合高热值燃料气，解决了低热值燃料气无法直接用于燃气轮机中稳定燃烧的问题，避免了低热值燃料气无法使用造成的资源浪费。

2、采用混合前后燃料气的成分监测和流量控制方法，综合调节燃料气混合比例，确保混合燃料气品质满足燃气轮机燃烧要求，保证长期稳定高效的燃烧，进一步解决了低热值燃料气无法高效稳定燃烧的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为煤化工伴生气混合处理系统工作原理图；

图中所示：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，一种适用于燃气轮机的煤化工伴生气混合处理系统，其特征在于，包括：煤化工伴生气混合单元1、煤化工伴生气过滤单元2、控制系统3、低热值燃料气输送系统、高热值燃料气输送系统和混合燃料气输出系统；低热值燃料气输送系统一端连接煤化工伴生气混合单元1一端并输入低热值伴生气，高热值燃料气输送系统一端连接煤化工伴生气混合单元1一端并输入高热值燃料气，煤化工伴生气混合单元1另一端连接煤化工伴生气过滤单元2一端，煤化工伴生气过滤单元2另一端连接混合燃料气输出系统一端；低热值燃料气输送系统、高热值燃料气输送系统、混合燃料气输出系统、煤化工伴生气混合单元1和煤化工伴生气过滤单元2连接控制系统3并通过控制系统3调节。

高热值燃料气输送系统包括：高热值燃料气流量传感器6、高热值燃料气流量调节阀9、高热值燃料气色谱仪13和高热值燃料气入口管路18；高热值燃料气入口管路18一端连接高热值燃料气色谱仪13一端，高热值燃料气色谱仪13另一端连接高热值燃料气流量传感器6一端，高热值燃料气流量传感器6另一端连接高热值燃料气流量调节阀9，高热值燃料气流量调节阀9另一端连接煤化工伴生气混合单元1一端。低热值燃料气输送系统包括：第一低热值燃料气输送系统和第二低热值燃料气输送系统；第一低热值燃料气输送系统和第二低热值燃料气输送系统连接煤化工伴生气混合单元1。第一低热值燃料气输送系统包括：第一路低热值燃料气流量传感器4、第一路低热值燃料气流量调节阀7、第一路低热值燃料气色谱仪11和第一路低热值燃料气入口管路16；第一路低热值燃料气入口管路16一端连接第一路低热值燃料气色谱仪11一端，第一路低热值燃料气色谱仪11另一端连接第一路低热值燃料气流量传感器4一端，第一路低热值燃料气流量传感器4另一端连接第一路低热值燃料气流量调节阀7另一端，第一路低热值燃料气流量调节阀7另一端连接煤化工伴生气混合单元1一端。第二低热值燃料气输送系统包括：第二路低热值燃料气流量传感器5、第二路低热值燃料气流量调节阀8、第二路低热值燃料气色谱仪12和第二路低热值燃料气入口管路17；第二路低热值燃料气入口管路17一端连接第二路低热值燃料气色谱仪12一端，第二路低热值燃料气色谱仪12另一端连接第二路低热值燃料气流量传感器5一端，第二路低热值燃料气流量传感器5另一端连接第二路低热值燃料气流量调节阀8，第二路低热值燃料气流量调节阀8另一端连接煤化工伴生气混合单元1一端。混合燃料气输出系统包括：混合燃料气流量调节阀10、混合燃料气流量传感器14、混合燃料气色谱仪15和出口管路19；煤化工伴生气过滤单元2一端连接混合燃料气流量调节阀10一端，混合燃料气流量调节阀10另一端连接混合燃料气流量传感器14一端，混合燃料气流量传感器14另一端连接混合燃料气色谱仪15，混合燃料气色谱仪15另一端连接出口管路19一端，出口管路19另一端连接燃气轮机20。

第一路低热值燃料气流量调节阀7、第二路低热值燃料气流量调节阀8、高热值燃料气流量调节阀9和混合燃料气流量调节阀10连接控制系统3并通过控制系统3控制燃料气输入输出量。第一路低热值燃料气流量传感器4、第二路低热值燃料气流量传感器5、高热值燃料气流量传感器6和混合燃料气流量传感器14连接控制系统3并向控制系统3反馈燃料气流量。第一路低热值燃料气色谱仪11、第二路低热值燃料气色谱仪12、高热值燃料气色谱仪13和混合燃料气色谱仪15连接控制系统3并向控制系统3反馈燃料气成分。

本发明还提供一种适用于燃气轮机的煤化工伴生气混合处理系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤s1，打开第一路低热值燃料气流量调节阀7和第二路低热值燃料气流量调节阀8流入低热值燃料气，第一路低热值燃料气色谱仪11和第二路低热值燃料气色谱仪12分析低热值燃料气成分并反馈控制系统3，第一路低热值燃料气流量传感器4和第二路低热值燃料气流量传感器5测试低热值燃料气流量并反馈控制系统3；

步骤s2，打开高热值燃料气流量调节阀9流入高热值燃料气，高热值燃料气色谱仪13分析高热值燃料气成分并反馈控制系统3，高热值燃料气流量传感器6测试高热值燃料气流量并反馈控制系统3；

步骤s3，控制系统3根据反馈数据计算并通过高热值燃料气流量调节阀9控制高热值燃料气流量；

步骤s4，低热值燃料气和高热值燃料气先后进入煤化工伴生气混合单元1和煤化工伴生气过滤单元2，控制系统3控制煤化工伴生气混合单元1混合燃料气，控制系统3控制煤化工伴生气过滤单元2过滤混合燃料气；

步骤s5，打开混合燃料气流量调节阀10流入混合燃料气，混合燃料气通过混合燃料气流量传感器14向控制系统3反馈成分，混合燃料气通过混合燃料气色谱仪15向控制系统3反馈流量，控制系统3根据反馈数据通过混合燃料气流量调节阀10控制混合燃料气流量，混合燃料气最后通过出口管路19流入燃气轮机20。

实施例2

实施例2作为实施例1的优选例。

煤化工伴生气混合处理系统包括：煤化工伴生气混合单元1、煤化工伴生气过滤单元2、控制系统3、第一路低热值燃料气流量传感器4、第二路低热值燃料气流量传感器5、高热值燃料气流量传感器6、第一路低热值燃料气流量调节阀7、第二路低热值燃料气流量调节阀8、高热值燃料气流量调节阀9、混合燃料气流量调节阀10、第一路低热值燃料气色谱仪11、第二路低热值燃料气色谱仪12、高热值燃料气色谱仪13、混合燃料气流量传感器14、混合燃料气色谱仪15、第一路低热值燃料气入口管路16、第二路低热值燃料气入口管路17、高热值燃料气入口管路18、出口管路19和燃气轮机20。

其中，煤化工伴生气产生的低热值燃料气通过第一路低热值燃料气入口管路16和第二路低热值燃料气入口管路17进入煤化工伴生气混合单元1，并通过第一路低热值燃料气流量调节阀7和第二路低热值燃料气流量调节阀8控制低热值燃料气输入量。高热值燃料气通过高热值燃料气入口管路18进入煤化工伴生气混合单元1，并通过高热值燃料气流量调节阀9调节高热值燃料气流量，以提高混合燃料气热值与华白指数。输入的燃料气在煤化工伴生气混合单元1中混合后通过煤化工伴生气过滤单元2，然后经过混合燃料气流量调节阀10和混合燃料气出口管路19进入燃气轮机20。

在第一路低热值燃料气入口管路16上安装第一路低热值燃料气色谱仪11、第一路低热值燃料气流量传感器4和第一路低热值燃料气流量调节阀7。在第二路低热值燃料气入口管路17上安装第二路低热值燃料气色谱仪12、第二路低热值燃料气流量传感器5和第二路低热值燃料气流量调节阀8。在高热值燃料气入口管路18上安装高热值燃料气色谱仪13、高热值燃料气流量传感器6和高热值燃料气流量调节阀9。在出口管路19上安装混合燃料气流量传感器14、混合燃料气色谱仪15和混合燃料气流量调节阀10。

控制系统3对整套煤化工伴生气处理系统进行自动控制。运行时，第一路低热值燃料气流量调节阀7与第二路低热值燃料气流量调节阀8保持开启。控制系统3通过第一路低热值燃料气色谱仪11与第一路低热值燃料气流量传感器4获取第一路低热值燃料气的成分和流量，通过成分计算得到第一路低热值燃料气的热值与华白指数，通过第二路低热值燃料气色谱仪12与第二路低热值燃料气流量传感器5获取第二路低热值燃料气的成分与流量，通过成分计算得到第二路低热值燃料气的热值与华白指数，并通过高热值燃料气色谱仪13获取高热值燃料气成分，通过成分计算得到高热值燃料气的热值与华白指数。控制系统3根据燃气轮机20适用燃料的标准范围计算得出应混入的高热值燃料气流量，并通过高热值燃料气流量调节阀9和高热值燃料气流量传感器6来控制混入的高热值燃料气流量。控制系统3通过混合燃料气色谱仪15来获取混合后燃料气成分，并确认混合后燃料气满足燃机标准要求。通过混合燃料气流量传感器14和混合燃料气流量调节阀10来调节进入燃气轮机的燃料流量。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。