一种燃气轮机多燃料阀切换装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107218135A(43)申请公布日2017.09.29(21)申请号201610158153.8(22)申请日2016.03.21(71)申请人北京澳尔金石油技术开发有限公司地址100101北京市朝阳区北苑路172号万兴苑17号（住宅）楼2402房间(72)发明人陈志方(51)Int.Cl.F02C7/232(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种燃气轮机多燃料阀切换装置及方法(57)摘要本发明提供一种燃气轮机多燃料阀切换装置及方法，该方法包括：获取燃气轮机机组各燃料系统的燃料流量调节阀门控制权；然后在燃气轮机机组运行过程中，从一种燃料切换到另外一种燃料，切换过程采用开环，加闭环的组合控制方式，降低控制阀门操控死区和燃料热值波动对燃气轮机机组运行的影响。本发明可以保证整个燃料切换过程的平稳和抗干扰性，保证负荷波动低，切换过程燃气轮机机组不熄火和不跳闸。CN107218135ACN107218135A权利要求书1/1页1.一种燃气轮机多燃料阀切换装置及方法，其特征在于包括以下步骤：1)燃气轮机有2个及2个以上的燃料供应系统，并且各个系统的燃料供应流量可调节；2)用一种燃料F1进行燃气轮机的启动，在运行过程中，因为燃气轮机功率或经济性等原因，切换为另外一种燃料F2进行运行；3)燃料的切换过程中，两种燃料流量至少有一种呈非线性变化；4)燃料的切换过程中，两种燃料流量至少有一种燃料流量处于闭环控制状态。2.根据权利要求1所述燃气轮机多燃料阀切换装置及方法，其特征在于，多燃料的切换控制逻辑包括：1)燃气轮机发电机组处于某一稳定工作状态，给出燃气轮机燃料切换指令，燃料F2进入控制状态；2)后加入的燃料F2以开环控制增大，当前燃料F1进行闭环控制；3)燃料F1进入流量调节阀门死区区域后，燃料F1转成开环控制，燃料F2进行闭环控制；4)燃料F1完全关闭，由燃料F2驱动燃气轮机继续工作。3.根据权利要求1所述燃气轮机多燃料阀切换装置及方法，其特征在于，各个燃料流量调节阀门的操作死区不超过10％。4.根据权利要求2所述燃气轮机多燃料阀切换装置及方法，其特征在于，在闭环控制中采用鲁棒PI控制器设计方法，把非闭环控制，呈线性变化的那路燃料看作对整个燃气轮机控制的干扰量。5.根据权利要求2所述燃气轮机多燃料阀切换装置及方法，其特征在于，如果涉及3种以上的燃料切换，应该从燃料F1，先切换到燃料F2，再切换到燃料F3逐步切换，每次切换遵循上述双燃料切换步骤。2CN107218135A说明书1/3页一种燃气轮机多燃料阀切换装置及方法技术领域[0001]本发明涉及一种燃气轮机多燃料阀切换装置及方法，属于燃气轮机控制技术和辅机系统领域。背景技术[0002]燃气轮机是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械，包括压气机、加热工质的设备(如燃烧室)、透平、控制系统和辅助设备等。而燃气轮机在工作时，它的启动、停车和升降负荷主要是通过调节燃气轮机的燃料量供应来实现的，从而使得燃烧室喷入的燃料和压气机过来的压缩空气能够很好的混合，产生相应的功率。然而由于现代燃气轮机应用领域的多样性，为了保证它的经济性和实用性，通常不得不采用多种热值和特性的燃料，其中最典型的方式就是用价格较贵的高热值燃料进行启动，等燃气轮机的燃烧室温度到达一定程度后，再切换到价格便宜的低热值燃料进行长期运行，保证整个燃气轮机机组的效益。[0003]然而，在两种或两种燃料切换的过程中，由于燃料热值的不一样，通常选用的控制阀门也不一样，如果切换不当，容易造成熄火或者跳闸。然而，现有的多燃料切换过程通常为直接的线性切换，不得不把燃料切换点选在高负荷状态，以防止切换过程因热值扰动带来熄火，但高温状态下的燃烧温度波动，会给燃气轮机热端部件寿命带来较大的折损，给燃气轮机运行商的维修维护带来损失。发明内容[0004]本发明的目的是为了解决燃气轮机的多燃料切换过程中，保证燃气轮机在燃料切换过程中功率和燃烧稳定。[0005]本发明提出了一种燃气轮机多燃料阀切换装置及方法，其特征在于包括以下步骤：[0006]1)燃气轮机有2个及2个以上的燃料供应系统，并且各个系统的燃料供应流量可调节；[0007]2)用一种燃料F1进行燃气轮机的启动，在运行过程中，因为燃气轮机功率或经济性等原因，切换为另外一种燃料F2进行运行；[0008]3)燃料的切换过程中，两种燃料流量至少有一种呈非线性变化；[0009]4)燃料的切换过程中，两种燃料流量至少有一种燃料流量处于闭环控制状态。[0010]进一步地，多燃料的切换控制逻辑为：[0011]a)燃气轮机发电机组处于某一稳定工作状态，给出燃气轮机燃料切换指令，燃料F2进入控