【技术实现步骤摘要】
本技术属于燃气/氢气-蒸汽联合循环电站设计以及氢能利用，具体涉及一种燃机电站氢气-天然气掺混集成系统。
技术介绍
1、燃气轮机是一个国家工业水平和科技能力的标志，发展燃机产业和技术，对于国家能源安全、国家工业竞争力和建立国家现代高效的能源体系具有十分重要的意义。
2、可再生能源发电制氢被认为是解决弃电消纳问题的一条有效途径，将氢气以一定的比例掺入天然气中，利用燃机发电，是实现绿氢高效利用的有效途径。我国东部沿海地区海上风电并网和消纳问题已成为制约风电开发的主要因素，因此将氢气掺入天然气中通过燃机发电就地消纳，将是解决大规模、长距离氢气输送的一个良好的过渡方法。同时，掺氢天然气在燃机电站的大规模利用还可有效减少污染物排放和碳排放。以掺氢天然气、纯氢为燃料的燃机是未来燃机重要的发展方向。然而氢气会造成氢脆、泄漏等问题，有待深入研究加以解决。
3、目前国内在氢气-天然气掺混系统的研发创新中还存在以下问题：
4、1) 目前燃机电厂燃料系统中加掺氢气的成功案例很少，仍处于试验研究阶段，且机组容量相对较小，加掺氢气比例不高，氢气系统容量不大；对于大型燃气蒸汽联合循环机组，尤其是9f级、9h级以及大9h级联合循环机组，其小时燃料使用量较大，掺氢达到一定规模后，氢气系统容量变得很大，其卸氢、氢气处理、加氢等系统该如何配置仍是当前的技术空白；
5、2)目前常规的长管拖车氢气储量约4000立方米，每辆车卸气速度约1000立方米/小时，若考虑采用4辆拖车同时卸气，总流量也只有约为4000立方米/小时。而
6、目前氢气长管拖车在加氢站的应用中，氢气从约20mpa一般卸气至6mpa左右就不能再用了，造成了相当的浪费，因此，必须研究在燃机电站应用中如何将长管拖车中的氢气压力降得更低、更充分的用足长管拖车内的氢气，才能将氢气长管拖车的运氢手段利用到极致，更大程度、更高效率的实现氢能在燃机电站的利用。为此，设计一种燃机电站氢气-天然气掺混集成系统，从而克服上述问题。
技术实现思路
1、本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种适用于大型燃机电站、长管拖车氢储运方式下的氢气-天然气掺混集成系统。
2、本技术是通过如下的技术方案予以实现的：一种燃机电站氢气-天然气掺混集成系统，包括掺混集成系统本体，所述掺混集成系统本体由天然气单元、入口火警切断模块、计量模块、分离过滤模块、调压模块、氢气-天然气掺混集成装置以及燃机组成，之间通过管路依次连接，在所述氢气-天然气掺混集成装置远离燃机的一端连接有氢气长管拖车，所述氢气长管拖车用于对氢气-天然气掺混集成装置进行供给氢气；所述天然气单元用于天然气供给，所述入口火警切断模块用于管路的安全防护，所述计量模块和分离过滤模块分别用于对供给的天然气进行计量以及杂质过滤和分离，所述调压模块用于调整管道内部压力，氢气-天然气掺混集成装置将从天然气单元供给的天然气以及从氢气长管拖车供给的氢气进行混合，将氢气掺入天然气中，利用燃机发电，实现绿氢高效利用。
3、作为优选：所述氢气-天然气掺混集成装置由氢气-天然气混气模块、氢气调压模块、氢气增压模块、氢气计量模块和氢气过滤模块组成，其中所述氢气-天然气混气模块的一侧通过管道与调压模块相连接，另一侧通过管道与燃机相连，其侧面通过氢气支路管道分别与氢气调压模块和氢气增压模块的一端相连接，所述氢气调压模块和氢气增压模块之间为并联连接，该氢气调压模块和氢气增压模块的另一端通过管道与氢气计量模块的一端相连，其氢气计量模块的另一端连接有氢气过滤模块，氢气过滤模块通过管道与至少一辆氢气长管拖车相连接，用于对从氢气长管拖车供给的氢气进行过滤，氢气长管拖车来气依次经过氢气过滤模块、氢气计量模块、氢气调压模块/ 氢气增压模块后，进入氢气-天然气混气模块内，与天然气支路来天然气充分混合后，通过管道依次送入进入燃机中。
4、作为优选：所述氢气-天然气混气模块由氢气-天然气的静态混气器、前隔离阀和后隔离阀、热值分析仪管路和组分分析仪管路组成，其中所述前隔离阀的一端连接调压模块，其另一端连接静态混气器，该连接静态混气器与相互并联的热值分析仪管路和组分分析仪管路的其中一端相连接，其热值分析仪管路和组分分析仪管路的另一端与燃机连接，并在连接处分别设置有第一隔离阀和第二隔离阀。
5、作为优选：所述氢气调压模块由依次相连的前气动紧急关断阀，安全阀和后气动紧急关断阀组成，其中所述后气动紧急关断阀通过管道连接氢气-天然气混气模块，所述前气动紧急关断阀通过管道连接氢气计量模块，在所述前气动紧急关断阀与安全阀以及后气动紧急关断阀与安全阀之间分别设置有氢气调节阀以及带气动快速放散阀和隔离阀的放散管。
6、作为优选：所述氢气增压模块由氢气压缩机、设置在氢气压缩机前后的第一气动紧急关断阀和第二气动紧急关断阀组成，其中所述第二气动紧急关断阀远离氢气压缩机的一端通过带止回阀的管道与氢气-天然气混气模块相连，所述第一气动紧急关断阀远离氢气压缩机的一端通过管道与氢气计量模块相连接，在第一气动紧急关断阀与氢气压缩机之间以及设置第二气动紧急关断阀与氢气压缩机之间分别设置有氢气压缩机入口稳压器以及带隔离阀和气动快速放散阀的放散管。
7、作为优选：所述氢气计量模块由氢气流量计及氢气前隔离阀、氢气后隔离阀、带旁路阀的旁路管路以及放散管路一组成，其中所述氢气后隔离阀通过管道与氢气调压模块相连，氢气前隔离阀通过连接管道与氢气过滤模块相连，在连接管道上设置有带双阀隔离和止回阀一的充氮管路；所述氢气流量计和氢气后隔离阀之间还设置有带双放散阀一的放散管路一，通过关闭氢气前后隔离阀，并打开双放散阀一，氢气走旁路阀管路，可对流量计进行检修。
8、作为优选：所述氢气过滤模块由至少一组过滤器组成， 每组过滤器的其中一端通过带有止回阀二和气动隔离阀的管道与氢气计量模块相连，其另一端通过卸气支路与氢气长管拖车相连接，并在卸气支路上依次设置有卸气柱、软管、拉断阀以及带放散阀的放散管路二，所述氢气长管拖车来气依次经过卸气柱、软管、拉断阀进入过滤器中进行过滤，并在卸气支路和过滤器之间还设置有隔离阀a。
9、作为优选：所述燃机为并联设置的两组，分别为#1燃机和#2燃机。
10、作为优选本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃机电站氢气-天然气掺混集成系统，包括掺混集成系统本体，其特征在于：所述掺混集成系统本体由天然气单元（1）、入口火警切断模块（2）、计量模块（3）、分离过滤模块（4）、调压模块（5）、氢气-天然气掺混集成装置（80）以及燃机组成，之间通过管路依次连接，在所述氢气-天然气掺混集成装置（80）远离燃机的一端连接有氢气长管拖车（21），所述氢气长管拖车（21）用于对氢气-天然气掺混集成装置进行供给氢气；所述天然气单元（1）用于天然气供给，所述入口火警切断模块（2）用于管路的安全防护，所述计量模块（3）和分离过滤模块（4）分别用于对供给的天然气进行计量以及杂质过滤和分离，所述调压模块（5）用于调整管道内部压力，氢气-天然气掺混集成装置（80）将从天然气单元（1）供给的天然气以及从氢气长管拖车（21）供给的氢气进行混合，将氢气掺入天然气中，利用燃机发电，实现绿氢高效利用。
2.根据权利要求1所述的燃机电站氢气-天然气掺混集成系统，其特征在于：所述氢气-天然气掺混集成装置（80）由氢气-天然气混气模块（70）、氢气调压模块（27）、氢气增压模块（28）、氢气计量模块（26
3.根据权利要求2所述的燃机电站氢气-天然气掺混集成系统，其特征在于：所述氢气-天然气混气模块（70）由氢气-天然气的静态混气器（71）、前隔离阀（72）和后隔离阀（73）、热值分析仪管路（76）和组分分析仪管路（78）组成，其中所述前隔离阀（72）的一端连接调压模块（5），其另一端连接静态混气器（71），该连接静态混气器（71）与相互并联的热值分析仪管路（76）和组分分析仪管路（78）的其中一端相连接，其热值分析仪管路（76）和组分分析仪管路（78）的另一端与燃机连接，并在连接处分别设置有第一隔离阀（77）和第二隔离阀（79）。
4.根据权利要求2所述的燃机电站氢气-天然气掺混集成系统，其特征在于：所述氢气调压模块（27）由依次相连的前气动紧急关断阀（57），氢气调节阀（56），安全阀（59）和后气动紧急关断阀（58）组成，其中所述前气动紧急关断阀（57）通过管道连接氢气-天然气混气模块（70），所述后气动紧急关断阀（58）通过管道连接氢气计量模块（26），在所述前气动紧急关断阀（57）与安全阀（59）以及后气动紧急关断阀（58）与安全阀（59）之间分别设置有氢气调节阀（56）以及带气动快速放散阀离阀（61）的放散管。
5.根据权利要求2所述的燃机电站氢气-天然气掺混集成系统，其特征在于：所述氢气增压模块由氢气压缩机（62）、设置在氢气压缩机（62）前后的第一气动紧急关断阀（63）和第二气动紧急关断阀（64）组成，其中所述第二气动紧急关断阀（64）远离氢气压缩机（62）的一端通过带止回阀的管道与氢气-天然气混气模块相连，所述第一气动紧急关断阀（63）远离氢气压缩机（62）的一端通过管道与氢气计量模块相连接，在第一气动紧急关断阀（63）与氢气压缩机（62）之间以及设置第二气动紧急关断阀（64）与氢气压缩机（62）之间分别设置有氢气压缩机入口稳压器（65）以及带隔离阀（67）和气动快速放散阀（66）的放散管。
6.根据权利要求2所述的燃机电站氢气-天然气掺混集成系统，其特征在于：所述氢气计量模块（26）由氢气流量计（50）及氢气前隔离阀（51）、氢气后隔离阀（52）、带旁路阀（53）的旁路管路以及放散管路一（54）组成，其中所述氢气后隔离阀（52）通过管道与氢气调压模块（27）相连，氢气前隔离阀（51）通过连接管道与氢气过滤模块（25）相连，在连接管道上设置有带双阀隔离（41）和止回阀一（42）的充氮管路（40）；所述氢气流量计（50）和氢气后隔离阀（52）之间还设置有带双放散阀一（55）的放散管路一（54），通过关闭氢气前后隔离阀，并打开双放散阀一（55）...
【技术特征摘要】
1.一种燃机电站氢气-天然气掺混集成系统，包括掺混集成系统本体，其特征在于：所述掺混集成系统本体由天然气单元（1）、入口火警切断模块（2）、计量模块（3）、分离过滤模块（4）、调压模块（5）、氢气-天然气掺混集成装置（80）以及燃机组成，之间通过管路依次连接，在所述氢气-天然气掺混集成装置（80）远离燃机的一端连接有氢气长管拖车（21），所述氢气长管拖车（21）用于对氢气-天然气掺混集成装置进行供给氢气；所述天然气单元（1）用于天然气供给，所述入口火警切断模块（2）用于管路的安全防护，所述计量模块（3）和分离过滤模块（4）分别用于对供给的天然气进行计量以及杂质过滤和分离，所述调压模块（5）用于调整管道内部压力，氢气-天然气掺混集成装置（80）将从天然气单元（1）供给的天然气以及从氢气长管拖车（21）供给的氢气进行混合，将氢气掺入天然气中，利用燃机发电，实现绿氢高效利用。
2.根据权利要求1所述的燃机电站氢气-天然气掺混集成系统，其特征在于：所述氢气-天然气掺混集成装置（80）由氢气-天然气混气模块（70）、氢气调压模块（27）、氢气增压模块（28）、氢气计量模块（26）和氢气过滤模块（25）组成，其中所述氢气-天然气混气模块的一侧通过管道与调压模块（5）相连接，另一侧通过管道与燃机相连，其侧面通过氢气支路管道分别与氢气调压模块（27）和氢气增压模块（28）的一端相连接，所述氢气调压模块（27）和氢气增压模块（28）之间为并联连接，该氢气调压模块（27）和氢气增压模块（28）的另一端通过管道与氢气计量模块（26）的一端相连，其氢气计量模块（26）的另一端连接有氢气过滤模块（25），氢气过滤模块（25）通过管道与至少一辆氢气长管拖车（21）相连接，用于对从氢气长管拖车（21）供给的氢气进行过滤，氢气长管拖车（21）来气依次经过氢气过滤模块（25）、氢气计量模块（26）、氢气调压模块（27） / 氢气增压模块（28）后，进入氢气-天然气混气模块（70）内，与天然气支路来天然气充分混合后，通过管道依次送入进入燃机中。
3.根据权利要求2所述的燃机电站氢气-天然气掺混集成系统，其特征在于：所述氢气-天然气混气模块（70）由氢气-天然气的静态混气器（71）、前隔离阀（72）和后隔离阀（73）、热值分析仪管路（76）和组分分析仪管路（78）组成，其中所述前隔离阀（72）的一端连接调压模块（5），其另一端连接静态混气器（71），该连接静态混气器（71）与相互并联的热值分析仪管路（76）和组分分析仪管路（78）的其中一端相连接，其热值分析仪管路（76）和组分分析仪管路（78）的另一端与燃机连接，并在连接处分别设置有第一隔离阀（77）和第二隔离阀（79）。
4.根据权利要求2所述的燃机电站氢气-天然气掺混集成系统，其特征在于：所述氢气调压模块（27）由依次相连的前气动紧急关断阀（57），氢气调节阀（56），安全阀（59）和后气动紧急关断阀（58）组成，其中所述前气动紧急关断阀（57）通过管道连接氢气-天然气混气模块（70），所述后气动紧急关断阀（58）通过管道连接氢气计量模块（26），在所述前气动紧急关断阀（57）与安全阀（59）以及后气动紧急关断阀（58）与安全阀（59）之间分别设置有氢...
【专利技术属性】
技术研发人员：任渊源，吴尔东，翟云楚，张卫灵，李硕平，潘俊，唐秋杭，陈青，赵云龙，高阳，
申请(专利权)人：中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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