[发明专利]燃气轮机值班燃气进气量控制系统

说明书

本发明公开了一种燃气轮机值班燃气进气量控制系统，当燃气轮机透平被启动电机拖动运行到设定点火转速时，控制控制燃料值班阀的开度k为开始点火开度k_T0，然后按照固定的步长递加，直到点火成功，但期间燃料值班阀的开度k不能高于透平点火值班阀最大开度限制值k_TE。透平点火成功后，燃料值班阀的开度k保持在透平点火成功时开度k_proc。该燃气轮机值班燃气进气量控制系统，能在燃机设备应急启动时，使燃料值班阀的开度随环境温度关系自动调整，保证燃机在紧急情况下的快速平稳起机运行，避免燃机的频繁起停，提高燃机的寿命，并节约燃料和人力成本。

技术领域

本发明涉及燃气轮机控制技术，特别涉及燃气轮机值班燃气进气量控制系统。

背景技术

燃气轮机(Gas Turbine)是一种以连续流动的气体作为工质，把工质热能转换为机械功的旋转式动力机械。以简单循环燃气轮机为例，主要包括压气机、燃烧室和涡轮，工作过程为：压气机从大气中吸入空气并进行压缩，压缩后空气进入燃烧室与喷入的燃料混合后燃烧产生高温燃气，高温燃气流入涡轮进行膨胀做功，推动涡轮旋转将热能转化为旋转的机械能输出，做功后的燃气直接排放至大气中，而排出的燃气温度仍然可达500℃至700℃。为了提高能源利用效率发展了回热型燃气轮机，除了包括压气机、燃烧室和涡轮外，还包括回热器，通过回热器利用排气余热对压缩空气进行加热，从而减少燃烧室燃料的消耗，提高能源的利用效率。

随着社会的发展，燃气轮机的应急发电已经广泛的应用到工业的各个领域。但作为应急备用电源的性质，需要减少人为摸索值班燃料开度与环境温度关系的时间，保证燃机在紧急情况下的快速的平稳起机运行，这决定了它的启动必须及时、平稳、安全，而不是随着燃机所处的环境温度的变化，每次都需要花很多的时间和精力去摸索燃机点火时值班燃料需要多大的开度才能顺利的点火成功。

而在实际应用中，燃机最大的弱点就是，随着外部环境温度的变化，燃机的出功能力也会出现较大幅度的改变。就其本质，随着环境温度的升高，空气的体积容积增大，空气密度下降，使得压气机在同等的转速和压比下，排出的空气质量下降。如果此时，操作人员仍然将燃机的燃气值班阀的开度按照过往的经验的设定在一个固定值上，此时燃机将会出现富气点火燃烧，并且可能伴随爆燃的现象。同理，当环境温度的下降时，空气的体积容积减小，空气密度增加，使得压气机在同等的转速和压比下，排出的空气质量增加，如果此时，操作人员仍然将燃机的燃气值班阀的开度按照过往经验，设定在一个固定值上，燃机将会出现贫气燃烧的现象，燃机可能会一直点火失败。不管是富气方式的点火，还是贫气方式的点火，多次、频繁的启动都会造成对燃机的伤害和寿命的缩短。同时随着季节的变化，特别是夏天与冬天的温差变化较大时，值班燃料的调整尤其显得重要，而燃机的频繁起停，不仅影响燃机的寿命，同时还会浪费一些燃料和人员的测试费用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种燃气轮机值班燃气进气量控制系统，能在燃机设备应急启动时，使燃料值班阀的开度随环境温度关系自动调整，保证燃机在紧急情况下的快速平稳起机运行，避免燃机的频繁起停，提高燃机的寿命，并节约燃料和人力成本。

为解决上述技术问题，本发明提供的燃气轮机值班燃气进气量控制系统，其包括环境气压传感器、环境温度传感器、透平转速传感器、燃料值班阀及控制器；

所述环境气压传感器，用于实时检测燃气轮机压气机进口的环境气压；

所述环境温度传感器，安装在燃气轮机的压气机进口端，用于实时检测燃气轮机的压气机进口端的温度；

所述透平转速传感器，用于检测燃气轮机透平的转速；

所述燃料值班阀，安装在燃气轮机的燃料供应值班管路中；