一种氢气与天然气掺混结构及具有其的燃气轮机发电系统技术方案

本发明专利技术涉及燃机电厂燃料供给系统技术领域，具体涉及一种氢气与天然气掺混结构及具有其的燃气轮机发电系统。氢气与天然气掺混结构，用于为燃气轮机发电系统供给天然气与氢气的混合燃气，包括：天然气管本体；氢气管本体，一端延伸至天然气管本体内腔中，氢气管本体延伸至天然气管本体内腔的一端封闭设置，氢气管本体延伸至天然气管本体内腔中的部分上间隔设置有多个喷射孔。通过本发明专利技术提供的氢气与天然气掺混结构为燃气轮机发电系统供给的天然气与氢气的混合燃气，混合均匀，减小混合燃料的热值波动，能够有效保证下有燃气轮机的燃烧稳定性，提升燃气轮机燃烧天然气与氢气的混合燃气时的运行稳定性。燃气时的运行稳定性。燃气时的运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种氢气与天然气掺混结构及具有其的燃气轮机发电系统


[0001]本专利技术涉及燃机电厂燃料供给系统
，具体涉及一种氢气与天然气掺混结构及具有其的燃气轮机发电系统。

技术介绍

[0002]可再生能源以其清洁环保、可循环使用等优势快速成为能源利用的新热点。然而太阳能、风能、水电等可再生能源具有间歇性和不稳定性，在资源丰富而终端消耗低谷时，因无法消纳不得不弃用。鉴于氢气具有重量轻、导热性好、发热值理想、燃烧性能好、零碳排放等特点，可将多余的电力通过电解水转换为氢气作为燃料储存和使用，这不仅能提高能源的清洁性，也能保障能源利用的稳定性，很好解决可再生能源的消纳问题。
[0003]重型燃气轮机作为大规模气态燃料发电的关键设备，在现役天然气燃料燃气轮机上实现氢燃料掺烧将迎来巨大的发展空间。但是重型燃气轮机在运行时会排放大量二氧化碳，若在现役燃机上掺烧混有一定体积比氢气的天然气混合燃料，能够大大降低重型燃气轮机的二氧化碳排放，同时也不会影响重型燃气轮机的运行功率。但是天然气和氢气燃料的燃烧性能差异，由于天然气与氢气密度相差较大，不易混合均匀，会导致掺氢混合燃料的热值波动，易影响燃机的燃烧稳定性，当燃烧不稳定时会诱发机组跳机，严重时造成燃机燃烧室、透平等热通道部件损坏。
[0004]HA202209165

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的在重型燃气轮机发电系统的供气管路中直接将天然气与氢气混合时，掺氢混合燃料掺混不均匀导致燃料热值波动，进而影响燃机的燃烧稳定性致使机组跳机的缺陷，从而提供一种氢气与天然气掺混结构及具有其的燃气轮机发电系统。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种氢气与天然气掺混结构，用于为燃气轮机发电系统供给天然气与氢气的混合燃气，包括：
[0007]天然气管本体；
[0008]氢气管本体，一端延伸至天然气管本体内腔中，氢气管本体延伸至天然气管本体内腔的一端封闭设置，氢气管本体延伸至天然气管本体内腔中的部分上间隔设置有多个喷射孔。
[0009]可选地，多个喷射孔沿氢气管本体的轴向间隔布置。
[0010]可选地，多个喷射孔的一侧安装有扰流器，扰流器沿氢气管本体的轴向延伸。
[0011]可选地，沿氢气管本体的轴向间隔布置的多个喷射孔在氢气管本体的两侧对称设置有两组。
[0012]可选地，天然气管本体两端均设置有第一连接件，第一连接件用于与现有的天然气管道连接。
[0013]可选地，氢气管本体位于天然气管本体外的一端设置有第二连接件，第二连接件用于与氢气管道对接连通。
[0014]可选地，氢气管本体的轴线与天然气管本体的轴线相交布置。
[0015]可选地，氢气管本体的轴线与天然气管本体之间相互垂直。
[0016]可选地，氢气管本体内安装有过滤器。
[0017]本专利技术还提供一种燃气轮机发电系统，具有本专利技术所述的氢气与天然气掺混结构。
[0018]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0019]1.本专利技术提供的氢气与天然气掺混结构，用于为燃气轮机发电系统供给天然气与氢气的混合燃气，包括：天然气管本体；氢气管本体，一端延伸至天然气管本体内腔中，氢气管本体延伸至天然气管本体内腔的一端封闭设置，氢气管本体延伸至天然气管本体内腔中的部分上间隔设置有多个喷射孔。
[0020]氢气与天然气掺混结构可以基于现有的天然气燃料供气管道，也可以作为单独的天然气供给管道在新的厂区进行布置。在利用本专利技术提供的氢气与天然气掺混结构为燃气轮机发电系统供气时，氢气经过氢气管本体输送，最终从喷射孔中喷射至天然气管本体中，与天然气进行掺混。天然气从天然气管本体的一侧进入，流经插入天然气管本体内的氢气管本体时，因天然气管本体内腔流通面积减小，天然气流速逐渐增加，喷射孔处天然气的静压降低，氢气会自动从氢气管中喷射而出，能够有效解决氢气燃料因质量轻、穿透力差不能很好的与天然气掺混的问题；天然气与氢气初步掺混后，在氢气管本体的作用下，流通面积逐渐增加，天然气与氢气初步掺混气在氢气管本体的一侧形成大量湍流涡，形成湍流涡旋掺混区，在湍流涡旋的作用下，加快了天然气与氢气的进一步掺混，掺混后的混合气经天然气管本体下游流出，供下游燃气轮机发电设备使用。通过本专利技术提供的氢气与天然气掺混结构为燃气轮机发电系统供给的天然气与氢气的混合燃气，混合均匀，减小混合燃料的热值波动，能够有效保证下有燃气轮机的燃烧稳定性，提升燃气轮机燃烧天然气与氢气的混合燃气时的运行稳定性。
[0021]2.本专利技术提供的氢气与天然气掺混结构，多个喷射孔沿氢气管本体的轴向间隔布置，氢气从同一列不同水平高度的喷射孔喷出进入天然气管本体内，与天然气进行掺混。不同喷射孔中的氢气所受到的吸引力近似相等，使得从不同喷射孔中喷射而出的氢气与天然气的混合程度相同，能够提升氢气与天然气混合的均匀程度。
[0022]3.本专利技术提供的氢气与天然气掺混结构，多个喷射孔的一侧安装有扰流器，扰流器沿氢气管本体的轴向延伸。通过安装扰流器对与氢气混合前的天然气进行扰流处理，增加天然气流动的混乱度，能够进一步增强混合燃气的均匀程度。
[0023]4.本专利技术提供的氢气与天然气掺混结构，天然气管本体两端均设置有第一连接件，第一连接件用于与现有的天然气管道连接。通过设置第一连接件，使得天然气管本体能够与现有的天然气管道进行连接，在安装时，截取现有的与天然气管本体相同长度的天然气管道后，利用第一连接件将天然气管本体安装在现有的管道上即可，方便对已有管道进行改进升级。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术的实施方式中提供的氢气与天然气掺混结构的主视图。
[0026]图2为图1所示的氢气与天然气掺混结构A－A方向的剖视图。
[0027]附图标记说明：1、氢气管本体；2、天然气管本体；3、喷射孔；4、扰流器；5、湍流涡旋掺混区；6、过滤器；7、第一连接件；8、第二连接件。
具体实施方式
[0028]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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专利技术和简化描述，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专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气与天然气掺混结构，其特征在于，用于为燃气轮机发电系统供给天然气与氢气的混合燃气，包括：天然气管本体(2)；氢气管本体(1)，一端延伸至所述天然气管本体(2)内腔中，所述氢气管本体(1)延伸至所述天然气管本体(2)内腔的一端封闭设置，所述氢气管本体(1)延伸至所述天然气管本体(2)内腔中的部分上间隔设置有多个喷射孔(3)。2.根据权利要求1所述的氢气与天然气掺混结构，其特征在于，多个所述喷射孔(3)沿所述氢气管本体(1)的轴向间隔布置。3.根据权利要求2所述的氢气与天然气掺混结构，其特征在于，多个所述喷射孔(3)的一侧安装有扰流器(4)，所述扰流器(4)沿所述氢气管本体(1)的轴向延伸。4.根据权利要求2或3所述的氢气与天然气掺混结构，其特征在于，沿所述氢气管本体(1)的轴向间隔布置的多个所述喷射孔(3)在所述氢气管本体(1)的两侧对称设置有两组。5.根据权利要求1至4任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔庆龙，肖俊峰，李晓丰，刘全生，徐甲佳，李显江，王继强，薛新红，王峰，王玮，夏家兴，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：