技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本
申請屬于燃燒試驗領(lǐng)域,特別涉及一種用于天然氣燃燒試驗的供氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)
[0002]
燃?xì)廨啓C(jī)是繼蒸
汽輪機(jī)和
內(nèi)燃機(jī)之后的新一代動
力裝置,通過
燃料在
燃燒室內(nèi)的燃燒,將
化學(xué)能轉(zhuǎn)化為
熱能并轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,推動
渦輪做功。燃?xì)廨啓C(jī)具有
質(zhì)量輕、體積小、功率大、啟動快、污染小、熱效率高、經(jīng)濟(jì)性好、可靠性高、壽命長等優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于電力發(fā)電、分布式
能源、
大數(shù)據(jù)備用電源、天然氣管網(wǎng)驅(qū)動、艦船動力、坦克動力等軍民各領(lǐng)域。隨著環(huán)境壓力的增加和環(huán)保意識的增強(qiáng),世界各國都對燃?xì)廨啓C(jī)提出了越來越嚴(yán)格的污染物
排放要求,針對不同燃機(jī)的技術(shù)特點(diǎn),開展噴
水降排放和干式低排放燃燒技術(shù)的研究,對于實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。
[0003] 現(xiàn)有的天然氣等燃料供氣系統(tǒng)中,一般都通過一些天然氣瓶
串聯(lián)在一起進(jìn)行供氣,燃料流量小,試驗持續(xù)時間短。同時,由于天然氣是一種易燃易爆氣體,一些供氣系統(tǒng)裝置還存在一定的安全隱患。目前隨著低排放技術(shù)的發(fā)展,
基礎(chǔ)研究試驗涉及的范圍很廣,包括了單管試驗、扇形試驗和全環(huán)試驗等,具體包括了點(diǎn)火、熄火、溫場和排放等試驗項目,故供氣系統(tǒng)的流量范圍也很廣泛,小到1g/s以下,大到每秒幾百克甚至上千克,雖然質(zhì)量流量計的流量范圍較廣,但也不能將目前試驗流量范圍全部包括,同時,這也對電動調(diào)節(jié)
閥的調(diào)節(jié)
精度提出很高要求,單一的電動調(diào)節(jié)閥完全不能對全量程流量進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。
[0004] 因此,希望有一種技術(shù)方案來克服或至少減輕
現(xiàn)有技術(shù)的至少一個上述
缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
[0005] 本申請的目的是提供了一種用于天然氣燃燒試驗的供氣系統(tǒng),以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一個問題。
[0006] 本申請的技術(shù)方案是:
[0007] 一種用于天然氣燃燒試驗的供氣系統(tǒng),包括:
[0008] 第一流路,所述第一流路自上游至下游依次設(shè)置有
壓縮天然氣裝置、減壓裝置、總進(jìn)氣
球閥、進(jìn)氣球閥、
過濾器、緊急切斷閥以及總調(diào)節(jié)閥,所述第一流路的總進(jìn)氣球閥下游與氮?dú)庀到y(tǒng)連接,所述氮?dú)庀到y(tǒng)設(shè)置有氮?dú)獯祾咔蜷y;
[0009] 第二流路,所述第二流路并聯(lián)設(shè)置多條,每條所述第二流路均包括第三流路和第四流路,所述第三流路的上游與所述第一流路連接,所述第三流路的下游與所述第四流路
連接,其中,
[0010] 所述第三流路包括并聯(lián)設(shè)置的主路和支路,所述主路自上游至下游依次設(shè)置有大流量計前球閥、大流量計、大流量計后球閥以及大流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥,所述支路自上游至下游依次設(shè)置有小流量計前球閥、小流量計、小流量計后球閥以及小流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥,且所述主路的大流量計后球閥下游與所述支路的小流量計后球閥下游通過連通球閥連接;
[0011] 所述第四流路自上游至下游依次設(shè)置有分路
電磁閥、
單向閥、分路球閥以及分路阻火器,且所述分路電磁閥的上游通過放散球閥與放散阻火器連接。
[0012] 可選地,所述壓縮天然氣裝置中的高壓氣通過減壓狀將氣體壓力減壓到2.5~5MPa。
[0013] 可選地,所述第一流路、所述第三流路的主路和支路、以及所述第四流路上均設(shè)置有壓力測量儀。
[0014] 可選地,所述第二流路包括第二流路A1和第二流路A2,所述第二流路A1和所述第二流路A2并聯(lián)設(shè)置。
[0015] 可選地,所述第二流路A1的測量狀態(tài)流量為100g/s以下所述第二流路A2的測量狀態(tài)流量為100g/s及以上。
[0016] 可選地,所述緊急切斷閥具有對所述第一流路的進(jìn)氣遠(yuǎn)程開啟或關(guān)閉控制的功能。
[0017] 可選地,所述放散球閥與所述放散阻火器之間通過放散管道連接。
[0018] 可選地,所述第四流路的下游設(shè)置有氣體分析裝置,所述氣體分析裝置設(shè)置有氣體分析球閥。
[0019] 實(shí)用新型至少存在以下有益技術(shù)效果:
[0020] 本申請的用于天然氣燃燒試驗的供氣系統(tǒng),流量測量范圍廣,并且在寬流量范圍內(nèi)對試驗狀態(tài)流量可以精確控制調(diào)節(jié),可以滿足試驗進(jìn)口參數(shù)精度的要求,同時試驗后可
以及時清除掉天然氣管道里留存的天然氣,排除安全隱患,安全系數(shù)高。
附圖說明
[0021] 圖1是本申請一個實(shí)施方式的用于天然氣燃燒試驗的供氣系統(tǒng)示意圖。
[0022] 其中:
[0023] 1-總進(jìn)氣球閥、2-氮?dú)獯祾咔蜷y、3-進(jìn)氣球閥、4-過濾器、5-緊急切斷閥、6-總調(diào)節(jié)閥、7-放散阻火器、8-大流量計前球閥、9-大流量計、10-大流量計后球閥、11-小流量計前球閥、12-小流量計、13-小流量計后球閥、14-連通球閥、15-大流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥、16-小流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥、17-放散球閥、18-分路電磁閥、19-單向閥、20-分路球閥、21-分路阻火器、22-氣體分析球閥。
具體實(shí)施方式
[0024] 為使本申請實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本申請
實(shí)施例中的附圖,對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中,自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本申請
一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的,旨在用于解釋本申請,而不能理解為對本申請的限制?;诒旧暾堉械膶?shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本申請保護(hù)的范圍。下
面結(jié)合附圖對本申請的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025] 在本申請的描述中,需要理解的是,術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或
位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本申請和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本申請保護(hù)
范圍的限制。
[0026] 下面結(jié)合附圖1對本申請做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027] 本申請?zhí)峁┝艘环N用于天然氣燃燒試驗的供氣系統(tǒng),包括:第一流路和第二流路。
[0028] 具體的,如圖1所示,第一流路自上游至下游依次設(shè)置有壓縮天然氣裝置、減壓裝置、總進(jìn)氣球閥1、進(jìn)氣球閥3、過濾器4、緊急切斷閥5以及總調(diào)節(jié)閥6,所述第一流路的總進(jìn)氣球閥1下游與氮?dú)庀到y(tǒng)連接,所述氮?dú)庀到y(tǒng)設(shè)置有氮?dú)獯祾咔蜷y2;第二流路包括并聯(lián)設(shè)
置的多條,每條第二流路均包括第三流路和第四流路,第三流路的上游與第一流路連接,第三流路的下游與第四流路連接,其中,第三流路包括并聯(lián)設(shè)置的主路和支路,主路自上游至下游依次設(shè)置有大流量計前球閥8、大流量計9、大流量計后球閥10以及大流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥
15,支路自上游至下游依次設(shè)置有小流量計前球閥11、小流量計12、小流量計后球閥13以及小流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥16,且主路的大流量計后球閥10下游與支路的小流量計后球閥13下游通
過連通球閥14連接;第四流路自上游至下游依次設(shè)置有分路電磁閥18、單向閥19、分路球閥
20以及分路阻火器21,且分路電磁閥18的上游通過放散球閥17與放散阻火器7連接。
[0029] 有利的是,在第一流路、第三流路的主路和支路、以及第四流路上均設(shè)置有壓力測量儀。
[0030] 在本申請的一個實(shí)施方式中,在第一流路中,壓縮天然氣裝置的高壓氣通過減壓裝置將氣體壓力減壓到2.5~5MPa,具體壓力可以根據(jù)試驗需求調(diào)試,減壓后的天然氣通過管道進(jìn)入到試驗廠房,首先經(jīng)過總進(jìn)氣球閥1,之后依次流經(jīng)進(jìn)氣球閥3、過濾器4、緊急切斷閥5以及總調(diào)節(jié)閥6。過濾器4用于過濾掉氣體中的雜質(zhì),緊急切斷閥5具有對第一流路的進(jìn)
氣遠(yuǎn)程開啟或關(guān)閉控制的功能,總調(diào)節(jié)閥6用于對氣體做初步的調(diào)節(jié)。經(jīng)過總調(diào)節(jié)閥6之后,管路一分為二,分為兩條并聯(lián)的第二流路,分別是第二流路A1和第二流路A2,每條第二流路均包括第三流路和第四流路,第三流路又分為并聯(lián)的兩路,即A1路分為A1主路和A1支路,A2路分為A2主路和A2支路,A1主路和A2主路自上游至下游依次設(shè)置有大流量計前球閥8、大流量計9、大流量計后球閥10以及大流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥15,A1支路和A2支路自上游至下游依次設(shè)置有小流量計前球閥11、小流量計12、小流量計后球閥13以及小流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥16,其中,A1、A2主路的大流量計后球閥10下游與對應(yīng)A1、A2支路的小流量計后球閥13下游通過連通
球閥14連接。第四流路自上游至下游依次設(shè)置有分路電磁閥18、單向閥19、分路球閥20以及分路阻火器21,且電磁閥18的上游通過放散球閥17與放散阻火器7連接,放散球閥17與放散阻火器7之間通過放散管道連接。分路電磁閥18的作用是開啟或關(guān)閉管道氣體的供給,單向閥19的作用是防止氣體反向流動,分路球閥20和分路阻火器21的作用是阻止火焰?zhèn)鞑?,?br>散球閥17和放散阻火器7的作用是對管路進(jìn)行卸壓。此外,氣體經(jīng)過分路阻火器21后進(jìn)入氣體分析裝置,該氣體分析裝置設(shè)置有氣體分析球閥22。
[0031] 本申請的用于天然氣燃燒試驗的供氣系統(tǒng)中,每條第二流路上設(shè)置的元件相同,但是流量計的流量范圍和調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)范圍可以不同。本實(shí)施例中,第二流路包括第二流
路A1和第二流路A2,其中,第二流路A1測量狀態(tài)流量為100g/s以下,第二流路A2測量狀態(tài)流量為100g/s及以上,第二流路A2和第二流路A1的原理和功能一樣,只是流量大小不一樣。進(jìn)一步,本實(shí)施例中,第二流路A2主路測量100g/s及以上的大流量,第二流路A2支路測量
100g/s及以上的小流量,具體數(shù)值和試驗以及相配置的流量計有關(guān)。通過第二流路A1主路
和支路,以及第二流路A2主路和支路上4個流量計處于并列關(guān)系,且每個流量計流量范圍不同,本申請的用于天然氣燃燒試驗的供氣系統(tǒng)具體流量范圍可以小到1g/s以下,也可以大
到每秒幾百克甚至上千克,可以滿足單管試驗、扇形試驗和全環(huán)試驗。
[0032] 根據(jù)本申請的用于天然氣燃燒試驗的供氣系統(tǒng),以第二流路A1為例,能夠?qū)崿F(xiàn)其效果的具體實(shí)施方式包括:
[0033] 方案1:大流量測量和粗調(diào)節(jié)(適用于試驗狀態(tài)跨度比較大的情況,比如一個狀態(tài)流量為60g/s,下一個狀態(tài)流量為75g/s,只需要粗調(diào)節(jié)即可調(diào)出試驗狀態(tài)):關(guān)閉第二流路A1的小流量計前球閥11、小流量計后球閥13、連通球閥14以及小流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥16,由第一流路傳輸來的天然氣依次經(jīng)過大流量計前球閥8、大流量計9、大流量計后球閥10、大流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥15(閥
門的流量系數(shù)是指單位時間內(nèi),在測試條件中管道保持恒定壓力,管道介質(zhì)流經(jīng)閥門的體積流量或質(zhì)量流量,即閥門的最大流通能力),可以對管道大流量進(jìn)行粗調(diào)
節(jié),氣體之后依次經(jīng)過分路電磁閥18、單向閥19、分路球閥20、分路阻火器21,最后進(jìn)入到試驗件。
[0034] 方案2:大流量測量和細(xì)調(diào)節(jié)(適用于試驗狀態(tài)跨度比較小的情況,比如一個狀態(tài)流量為60g/s,下一個狀態(tài)流量為60.6g/s,通過粗調(diào)節(jié)不能夠調(diào)出試驗狀態(tài),需要配合小流量系數(shù)的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行細(xì)調(diào)節(jié)):關(guān)閉第二流路A1的小流量計前球閥11、小流量計后球閥13,由第一流路傳輸來的天然氣依次經(jīng)過大流量計前球閥8、大流量計9、大流量計后球閥10、大流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥15,天然氣同時也經(jīng)過連通球閥14和小流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥16,大流量系數(shù)調(diào)
節(jié)閥15和小流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥16通過連通球閥14處于并列關(guān)系,經(jīng)大流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥15和小
流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥16的氣體合并后依次經(jīng)過分路電磁閥18、單向閥19、分路球閥20、分路阻火器21,最后進(jìn)入到試驗件。
[0035] 方案3:小流量測量和細(xì)調(diào)節(jié)(適用于試驗狀態(tài)很小的情況,比如狀態(tài)流量為2g/s,通過大流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥不能夠調(diào)出試驗狀態(tài),大流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥動一下,狀態(tài)流量可能直接為10g/s,調(diào)不出小流量,故小流量測量只能通過小流量系數(shù)的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行細(xì)調(diào)節(jié)):關(guān)閉第二流路A1的大流量計前球閥8、大流量計后球閥10、連通球閥14以及大流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥
15,由第一流路傳輸來的天然氣依次經(jīng)過小流量計前球閥11、小流量計12、小流量計后球閥
13以及小流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥16,對管道小流量進(jìn)行細(xì)調(diào)節(jié)后,氣體經(jīng)過分路電磁閥18、單向閥
19、分路球閥20、分路阻火器21,最后進(jìn)入到試驗件。
[0036] 有利的是,本申請的用于天然氣燃燒試驗的供氣系統(tǒng)在試驗結(jié)束后,可以通過放散球閥17、放散阻火器7和放散管道可以對管道里留存的高壓天然氣進(jìn)行卸壓,氮?dú)獯祾咔蜷y2、氮?dú)庀到y(tǒng)和氣體分析球閥22、氣體分析裝置可以將管道里留存的天然氣清除干凈。試驗結(jié)束后,關(guān)閉第一流路的總進(jìn)氣球閥1,壓縮天然氣裝置可以撤離掉,同時第四流路的分路電磁閥18直接關(guān)閉,管道里留存的天然氣壓力仍然很高,大約有2Mpa,首先打開放散球閥
17,管道里留存的天然氣通過放散阻火器7放散到室外大氣中,將管道里留存的天然氣壓力卸掉。然后關(guān)閉放散球閥17,打開氮?dú)獯祾咔蜷y2,并且打開管道上所有閥門,并同時打開氣體分析球閥22,將管道里留存的天然氣通過氮?dú)獯祾呷看党?,從而消除安全隱患。打開氣體分析球閥22的作用是使少量的氣體通過氣體分析裝置進(jìn)而實(shí)時監(jiān)測分析管道里的氣
體成分,當(dāng)測量的氣體成分不包含甲烷,即可關(guān)閉氮?dú)獯祾咔蜷y2,氣體分析球閥22以及管道上所有的閥門。
[0037] 本申請的用于天然氣燃燒試驗的供氣系統(tǒng),在試驗剛開始準(zhǔn)備點(diǎn)火時,也需要打開氣體分析球閥22,其作用是使少量的氣體通過氣體分析裝置進(jìn)而實(shí)時監(jiān)測分析管道里的
氣體成分,當(dāng)測量的氣體成分不包含氮?dú)鈺r,即可關(guān)閉氣體分析球閥22,調(diào)節(jié)到點(diǎn)火狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)火。
[0038] 本申請的用于天然氣燃燒試驗的供氣系統(tǒng),通過在第三流路主路都安裝有大流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥15,支路都安裝有小流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥16,并且大流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥15和小流量系
數(shù)調(diào)節(jié)閥16通過連通球閥14處于并列關(guān)系,可以對主路上大流量計9進(jìn)行粗調(diào)和細(xì)調(diào),對支路上小流量計12進(jìn)行細(xì)調(diào),流量測量范圍廣,并且在寬流量范圍內(nèi)對試驗狀態(tài)流量可以精
確控制調(diào)節(jié),可以滿足試驗進(jìn)口參數(shù)精度的要求;通過在總進(jìn)氣球閥1和進(jìn)氣球閥3之間并
列有氮?dú)獯祾咔蜷y2和氮?dú)庀到y(tǒng),在分路電磁閥18之前并列有放散球閥17、放散阻火器7和
放散管道,在供氣末端分路阻火器21之后并列有氣體分析球閥22和氣體分析裝置,可以對
管道里留存的高壓天然氣進(jìn)行卸壓和清除,排除安全隱患,安全系數(shù)高。
[0039] 以上所述,僅為本申請的具體實(shí)施方式,但本申請的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉
本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本申請揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本申請的保護(hù)范圍應(yīng)以所述
權(quán)利要求的保護(hù)范圍為
準(zhǔn)。