一种燃气轮机智能吹扫系统的制作方法

1.本实用新型涉及燃气轮机吹扫技术领域，具体涉及一种燃气轮机智能吹扫系统。


背景技术：

2.燃气轮机的排气道和余热锅炉中可能集聚有可燃气体，该可燃气体可能来自于燃料未充分燃烧、点火失败等特殊工况。对于标准燃气轮机控制策略，燃气轮机每次启动时必须进行一段时间的吹扫，以确保在燃气轮机和余热锅炉内没有爆炸性混合气体的存在。但基于电网对联合循环电厂有快速启停的需求，又希望可以缩短机组启动并网的时间。
3.因此，如何缩短燃气轮机的启机时间就成为了人们亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种燃气轮机智能吹扫系统，以解决现有燃气轮机吹扫系统无法满足快速启停的技术问题。
5.本实用新型所采用的技术方案为：一种燃气轮机智能吹扫系统，包括：
6.浓度检测模块，所述浓度检测模块通过测点取样管线与燃气轮机的排气管线、余热锅炉连接，用于检测所述燃气轮机的排气管线和余热锅炉内的可燃气浓度；
7.吹扫模块，所述吹扫模块用于将所述燃气轮机的排气管线和余热锅炉内的可燃气外排；
8.燃机控制模块，所述燃机控制模块通过控制电缆分别与所述浓度检测模块、吹扫模块电连接，所述燃机控制模块可在所述浓度检测模块检测的可燃气浓度大于阈值时启动所述吹扫模块。
9.优选的，所述浓度检测模块有两个，分别为第一浓度检测模块和第二浓度检测模块，所述第一浓度检测模块的引气端与测点取样管线的排气端连接，所述测点取样管线的进气端与所述燃气轮机的排气管线连通；所述第二浓度检测模块的引气端与所述测点取样管线的排气端连接，所述测点取样管线的进气端与所述余热锅炉顶部连通。
10.优选的，所述第一浓度检测模块和第二浓度检测模块均包括引气管线和清吹管线，所述引气管线的引气端与所述测点取样管线的排气端连接，且所述引气管线的引气端设有反吹阀，所述清吹管线与反吹阀的一进气端连接，用于对所述反吹阀下游的引气管线进行清吹。
11.优选的，所述清吹管线上设有一三通阀，所述三通阀的一进气端与压缩空气供给管线连接，另一进气端与空气供给管线连接。
12.优选的，所述测点取样管线进气端连通有至少三个取样支管，所述取样支管上设有与所述燃机控制模块电连接的隔离阀。
13.本实用新型的有益效果：
14.1、本实用新型先通过浓度检测模块对燃气轮机和余热锅炉内部的可燃气浓度的进行检测，然后控制模块将检测到的可燃气浓度与阈值进行比较，当烟气轮机和余热锅炉
内部的可燃气浓度达标时，控制模块可控制燃气轮机跳过吹扫作业直接启动，以缩短燃气轮机的启机时长；当烟气轮机和余热锅炉内部的可燃气浓度超标时，控制模块可控制燃气轮机先吹扫后启动，有效保证了燃气轮机启动时的安全。
15.2、本实用新型设置有两路测点取样管线，分别用于燃气轮机和余热锅炉内部气体的采样和检测，可准确测量出燃气轮机和余热锅炉内可燃气浓度，以便于控制模块判断燃气轮机是否执行吹扫作业。
16.3、本实用新型中的浓度检测模块包括引气管线和清吹管线，引气管线可将燃气轮机和余热锅炉内的气体引出，并用于检测可燃气浓度；清吹管线通过三通管与引气管线连通，可在引气管线堵塞时，通过向清吹管线输送压缩空气对清吹管线进行疏通，以保证吹扫系统的正常运行。
17.4、本实用新型的智能吹扫系统可以使燃气轮机快速并网投运，提高机组相应发电及供热产出；可以使机组快速响应电网要求，在竞价上网中凸显优势；机组快速启动后热水侧热损失减少，汽水系统快速响应，提升收益；热通道和余热锅炉部件快速冷却时间短，热应力损伤降低，使用寿命延长；减少单次起机吹扫时间后，吹扫过程中所需的电量得到节省，减少电厂的投入成本。
附图说明
18.图1为本实用新型的燃气轮机智能吹扫系统结构示意图；
19.图2为本实用新型的浓度检测模块的结构示意图；
20.图3为本实用新型的浓度检测模块的结构简图。
21.图中附图标记说明：
22.10、浓度检测模块；
23.11、测点取样管线；12、第一浓度检测模块；13、第二浓度检测模块；14、引气管线；15、清吹管线；
24.111、取样支管；112、隔离阀；
25.141、反吹阀；142、减压阀；143、除水过滤器；144、除硫器；145、流量计；146、可燃气监测器；
26.151、三通阀；152、压缩空气供给管线；153、空气供给管线；
27.20、吹扫模块；
28.30、燃机控制模块；
29.31、控制电缆；
30.40、燃气轮机；
31.41、排气管线；
32.50、余热锅炉。
具体实施方式
33.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
37.实施例，如图1-图3所示，一种燃气轮机智能吹扫系统，该系统包括：
38.一浓度检测模块10，该浓度检测模块10通过测点取样管线11与燃气轮机40的排气管线41、余热锅炉50连接，用于检测燃气轮机40的排气管线41和余热锅炉50内的可燃气浓度。
39.一吹扫模块20，该吹扫模块20用于将燃气轮机40的排气管线41和余热锅炉50内的可燃气外排；
40.一燃机控制模块30，该燃机控制模块30通过控制电缆31分别与浓度检测模块10、吹扫模块20和燃气轮机40电连接，燃机控制模块30可在浓度检测模块10检测的可燃气浓度大于阈值时启动吹扫模块20。
41.本技术先通过浓度检测模块10对燃气轮机40和余热锅炉50内部的可燃气浓度的进行检测，然后通过燃机控制模块30将检测到的可燃气浓度与阈值进行比较，当燃气轮机40和余热锅炉50内部的可燃气浓度达标时，燃机控制模块30可控制燃气轮机40跳过吹扫作业直接启动，大大缩短了燃气轮机40的启机时长；当燃气轮机40或余热锅炉50内部的可燃气浓度超标时，燃机控制模块可控制燃气轮机40先吹扫后启动，有效保证了燃气轮机40启动时的安全。
42.在一具体实施例中，如图1所示，浓度检测模块10有两个，分别为第一浓度检测模块12和第二浓度检测模块13，第一浓度检测模块12的引气端与一测点取样管线11的排气端连接，该测点取样管线11的进气端与燃气轮机40的排气管线41连通；第一浓度检测模块12用于对燃气轮机40的排气管线41内的可燃气浓度进行检测。第二浓度检测模块13的引气端与另一测点取样管线11的排气端连接，该测点取样管线11的进气端与余热锅炉50顶部连通，用于对余热锅炉50顶部的可燃气浓度进行检测。如此设置，通过设置两路测点取样管线，一路测点取样管线11配合第一浓度检测模块12对燃气轮机40的排气管线41内部气体进行采样和检测，另一路测点取样管线11配合第二浓度检测模块13对余热锅炉50内部气体进行采样和检测，可准确测量出燃气轮机40和余热锅炉50内可燃气浓度，以便于燃机控制模块30判断燃气轮机40是否执行吹扫作业。
43.在一具体实施例中，如图2所示，第一浓度检测模块12和第二浓度检测模块13均包括引气管线14和清吹管线15；引气管线14的引气端与测点取样管线11的排气端连接，用于将燃气轮机40或余热锅炉50内的气体引流至引气管线14上的检测设备中；在引气管线14的
引气端设有一反吹阀141，清吹管线15与反吹阀141的一进气端连接，用于对反吹阀141下游的引气管线14进行清吹。如此设置，在与测点取样管线11相连的引气管线14上设置一反吹阀141，并将反吹阀141的一进气端与清吹管线15的一端连接，可通过向清吹管线15的进气端输送压缩空气对引气管线14的下游进行疏通，以防止引气管线14的堵塞，保证浓度检测模块10的正常作业和吹扫模块20的正常运行。
44.在一具体实施例中，如图3所示，在清吹管线15的一端设有一与燃机控制模块30电连接的三通阀151，该三通阀151的出气端与清吹管线15的一端连通，三通阀151的一进气端与压缩空气供给管线152连接，另一进气端与空气供给管线153连接。如此设置，当燃气轮机40正常运行时，三通阀151使清吹管线15与空气供给管线153处于连通状态，使得浓度检测模块10检测空气中的可燃气浓度并达标，以保证燃气轮机40的正常运行；当燃气轮机40停机时，引气管线14上的反吹阀141使得引气管线14与测点取样管线11处于连通状态，使得燃气轮机40和余热锅炉50内部气体外排，并在燃气轮机40启动前，对燃气轮机40和余热锅炉50内部气体进行可燃气浓度检测；当引气管线14或其上的检测设备堵塞时，可通过三通阀151使引气管线14、清吹管线15和压缩空气供给管线152处于连通状态，并通过向压缩空气供给管线152向引气管线14输送压缩空气，实现引气管线14的疏通。
45.具体的，在引气管线14上沿气体流动方向依次设有反吹阀141、减压阀142、除水过滤器143、除硫器144、流量计145和可燃气监测器146。如此设置，是因为在长期停机后，引气管线14可能聚集冷凝水和灰尘并造成堵塞，可通过与反吹阀141连通的清吹管线15通入缩空气进行清吹和疏通；减压阀142主要是对引气管线14内的高温高压气体进行减压，防止高压气体对下游仪器仪表产生损坏，同时降压后，仪表采集分析的准确性也得到提升；除水过滤器143、除硫器144分别对取样气体进行除水过滤和除硫，保证进入到可燃气监测器146的介质不会损坏设备；流量计145用于流量监控，判断浓度检测模块10是否存在堵塞等情况；可燃气监测器146用于分析可燃气体浓度并向燃机控制模块30发生模拟量信号。
46.在一具体实施例中，如图3所示，在测点取样管线11进气端连通有至少三个取样支管111，三个取样支管111的进气端设置于燃气轮机40的排气管线41的不同位置、或余热锅炉50顶部的不同位置，且取样支管111上一一对应设有与燃机控制模块30电连接的隔离阀112，用于对燃气轮机40或余热锅炉50不同位置的同步检测或独自检测。如此设置，可通过燃机控制模块30控制取样支管111上隔离阀的开启和关闭，实现燃气轮机40或余热锅炉50不同位置的同步检测或独自检测，满足不同的检测需求。同时，由于可燃气浓度低于空气，将采样点设置在燃气轮机40的排气管线41和余热锅炉50的顶部，可准确检测出可燃气浓度。
47.本实用新型的工装的使用过程如下：
48.本技术在燃气轮机40至余热锅炉50侧连接的排气管线41和余热锅炉50顶部分别安装浓度检测模块10和燃机控制模块30，用于检测及传输可燃气体浓度信号，并进行逻辑判断，当燃气轮机40排气中可燃气浓度大于设定值时，燃机控制模块30控制吹扫模块20对燃气轮机40和余热锅炉50进行12min的吹扫作业；当燃气轮机40排气中可燃气浓度小于设定值时，燃机控制模块30控制燃气轮机40直接启动。
49.与现有技术相比，本技术至少具有以下有益技术效果：
50.本技术的智能吹扫系统通过监测燃气轮机40的排气管线41和余热锅炉50中可燃
气浓度，结合浓度测量值，释放机组是否可以取消吹扫程序，直接启机，可在保证机组安全性的同时通过缩减燃气轮机40启机时的吹扫次数，来提高联合循环机组快速启动的响应性。
51.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。