一种燃气发动机组的燃气启动供气系统
技术领域
本实用新型涉及燃气发动机领域，特别涉及一种燃气发动机组的燃气启动供气系统。
背景技术
燃气发动机为大型转动设备的常用配套动力设备，可以节约用电量，降低设备操作费用。发动机的燃料由燃料气提供，且一般要求的燃料气压力较低，消耗量由发动机的功率和燃料气的热值决定。发动机的启动，可以选择电启动或压缩气启动。若选择电启动，要求现场必须有启动电源，对于大功率的发动机，启动电流一般是正常工作电流的几倍以上，对现场的供电要求比较高，且启动时易对其它用电设备产生影响。在现场供电条件无法满足的条件下，可以采用压缩气启动。压缩气启动可以选择压缩空气启动，氮气启动，或燃料气启动。若采用氮气或压缩空气启动，现场需要配备相应的空压机系统或氮气系统，增加了现场设备投资费用及现场设备占地面积。若采用燃料气启动，启动气的消耗量一般是燃料气的7～10倍，启动气的压力也高于燃料气压力，按照传统的设计方案，燃料气和启动气的供气系统需要完全分开，以避免启动时启动气耗量的增加对燃料气的供气压力产生波动，或启动气消耗量骤减，造成燃料气系统超压。启动气系统需要提供启动气缓冲罐、减压系统，以满足单次启动时启动气的高耗量要求；燃料气系统需要单独设置减压系统。若要实现自动启动，需要提供配套的自动切断阀门控制启动气系统的启动或停止，自动控制阀门由发动机的启动开始或结束信号控制。对于传统的气启动方式，无论采用哪种，都需要提供单独的启动气系统，设备、仪表、控制阀门及连锁阀门投资高，占地面积大。
实用新型内容
本实用新型的目的是减少现场的设备、仪表和控制阀门的数量，降低占地面积，用启动气调压阀组和燃料气调压阀组即可同时满足启动气和燃料气的需求，从而节省了投资费用并减小了占地面积。
本实用新型的目的是通过以下方式实现的。
本实用新型采用启动气调节阀组、燃料气调节阀组和一套压力变送器即可同时满足燃气发动机组的启动气和燃料气的需求。具体包括，启动气调节阀组用于满足燃气发动机组启动时单套发动机启动气的消耗量要求，可以使用m台启动气调节阀并联，其中m为大于0的自然数，启动气调节阀的尺寸和数量根据单套燃气发动机启动时需要的最小启动气消耗量和最大启动气消耗量确定，启动气调节阀组内置电磁阀，可以实现单一启动气调节阀快关。燃料气调节阀组用于满足燃气发动机组正常运行时的燃料气消耗量需求，可以使用n台燃料气调节阀并联，其中n为大于0的自然数，燃料气调节阀的尺寸和数量根据单套燃气发动机正常运行时最小燃料气消耗量和多套燃气发动机组并联同时运行时的燃料气消耗量之和决定。启动气调节阀组和燃料气调节阀组并联设置。若有多套燃气发动机组并联操作，本新型可以满足多套机组同时运行或者有某几套机组正常运行时准备机组的启动需求。启动气的最大流量考虑单套燃气发动机组启动时启动气的最大消耗量，启动气的最小流量考虑单套燃气发动机组启动时启动气的最小消耗量，若启动气最大量不超过启动气最小量的30倍，可以考虑只用一台启动气调节阀，即m＝1。若启动气最大量超过启动气最小量的30倍，可以考虑采用多台启动气调节阀，即m＞1，多套启动气调节阀之间采用分程控制。燃料气的最大流量需要考虑所有燃气发动机组正常运行时的燃料气消耗量之和，最小流量需要考虑单套燃气发动机组正常运行时最小燃料气消耗量，若燃料气最大量不超过燃料气最小量的30倍，可以考虑只用一台燃料气调节阀，即n＝1；若燃料气最大量超过燃料气最小量的30倍，可以考虑采用多台燃料气调节阀，即n＞1，多套燃料气调节阀之间采用分程控制。压力变送器设置在启动气调压阀组和燃料气调节阀组的出口共用总管上。控制系统根据燃气发动机的启动开始信号和启动结束信号选择控制燃料气调节阀组或启动气调节阀组，燃料气调节阀或启动气调节阀根据压力变送器给出了压力值调节阀门开度。
上述的启动气调节阀和燃料气调节阀的总数量为m+n个，若m＝1，n＝1，则最少2个，上述的压力变送器的数量为1个。
本实用新型的技术方案在某几个燃气发动机组正常运行且没有其它燃气发动机需要启动时，通过燃料气调节阀组提供燃气发动机组正常运行需要的燃料气，出口的压力变送器调控燃气调节阀组的开度以提供稳定压力的燃料气，启动气调节阀组属于关闭状态。当有发动机需要启动时，控制系统收到该发动机的启动开始信号，压力变送器改为控制启动气调节阀组开度，燃气调节阀组不再受出口压力变送器控制，但维持原有开度，启动气调节阀组在出口压力设定值的控制下打开，根据压力设定值增加开度，直到满足启动气的需求。此时，不影响其它正常运行的发动机组的燃料气需求。当发动机启动过程结束，控制系统接收到该发动机启动结束的信号时，压力变送器回到控制燃料气调节阀组的开度，同时启动气调节阀组内置的电磁阀收到启动结束信号快速全关，以致启动气调节阀组快速全关，防止由于启动气需求量骤减引起供气系统超压。此时，燃料气调节阀组再次通过出口压力设定值调整开度，提供稳定压力的燃料气。
本实用新型的优点和积极作用在于，采用两套调节阀组即可实现燃料气和启动气的同时供气，简化了供气流程，不仅降低了设备、仪表、控制阀门的投资费用，操作灵活，还可以实现自动控制，减少了占地面积，尤其适用于撬装供气设计。投资省，操作费用低，节约成本，从而产生明显的经济效益。
附图说明
图1一种燃气发动机组的燃气启动供气系统流程示意图
图中代号含义如下：
PV01：启动气调节阀；
PV02：燃料气调节阀；
SV03：电磁阀；
PT01：压力变送器；
具体实施方式
以下结合实施实例和附图对本实用新型做详细地说明
实施实例1
本实施实例的具体工艺流程请参见图1。
一种燃气发动机的燃气启动供气系统，设置启动气调节阀PV01，燃料气调节阀PV02，供气压力变送器PT01，电磁阀SV03，其中SV03集成到启动气调节阀PV01上。启动气调节阀PV01和燃料气调节阀PV02并联设置，其上游和下游的燃料气管线和启动气管线均共用，压力变送器PT01设置在启动气调节阀PV01和燃料气调节阀PV02的下游共用总管上。燃气发动机正常运行时，压力变送器PT01控制燃料气调节阀PV02的开度，当控制系统收到发动机的启动信号时切换到控制启动气调节阀PV01的开度，燃料气调节阀PV02维持原有开度。控制系统接收到的发动机启动结束的信号时快速关闭电磁阀SV03，同时启动气调节阀PV01 快关，压力变送器PT01切换回控制燃料气调节阀PV02的开度。以上构成燃气发动机的燃气启动供气系统。
燃气发动机组1正常运行时需要燃料气供气量439Nm3/h，启动时需要的启动气3693Nm3/h，启动时间15S。燃气发动机组2正常运行时需要燃料气供气量869Nm3/h，启动时需要的启动气7377Nm3/h，启动时间15S。启动气压力要求不低于8barg，燃料气供气压力为4.5barg，发动机撬要求供气压力为9barg。
如上述燃气发动机的燃气启动供气系统，压力变送器PT01的设定值为9barg，假设燃气发动机组1正在正常运行，压力变送器PT01控制燃料气调节阀PV02的开度，燃料气调节阀 PV02此时的流量为439Nm3/h。在需要启动燃气发动机组2时，在按下燃气发动机组2的启动按钮后，该启动信号同时给到全厂控制系统，控制系统将压力变送器PT01对燃料气调节阀PV02的控制切换到启动气调节阀PV01的控制，同时燃料气调节阀PV02维持原有开度。启动气调节阀PV01接收到压力变送器PT01的控制后，压力设定值仍为9barg，启动气调节阀PV01根据压力值增加开度，直到可以提供稳定压力的启动气流量，7377Nm3/h。在燃气发动机组2的转速到达350rpm时，发动机控制盘将发动机启动结束信号给到全厂控制系统，控制系统给出电磁阀SV03快关指令，同时将压力变送器PT01对启动气调节阀PV01的控制切换回到对燃料气调节阀PV02的控制。电磁阀SV03快关的同时，启动气调节阀PV01执行机构的仪表气快速排出，导致启动气调节阀PV01也快速关闭。燃料气调节阀PV02在压力变送器PT01的调节下增加开度，同时满足燃气发动机组1和燃气发动机组2燃料气流量要求 (439Nm3/h+869Nm3/h)。
