【技术实现步骤摘要】
本公开涉及燃气轮机试验领域，尤其是涉及一种用于燃烧系统燃料灵活性测试的燃料气动态配气系统及多组分动态配气方法。
技术介绍
1、在当前社会中，燃烧设施或含燃烧系统的设备保有量巨大，如锅炉、燃气轮机等，燃烧系统降碳迫在眉睫。氢气作为零碳燃料，正在被行业和科研界越来越重视，当氢气占比达80％时，可降低约50％的碳排放，以氢气为主的灵活燃烧成为未来燃料的重要趋势。将这些燃烧设备进行升级改造、使其具备燃料灵活性，特别是具备燃烧富氢燃料的能力是实现碳减排的必由之路。除了减碳问题外，还需要兼顾氮氧化物排放的问题，由于氢气的反应活性大，绝热火焰温度较高，氢气的加入会使燃烧系统内部产生局部高温，进而产生较多的nox排放。在燃烧系统燃料灵活性技术升级改造过程中，需要进行大量的试验以检测燃烧器的运行有效性、技术可靠性等，这对试验系统的混合燃料气供给能力(燃料气配气能力)提出了更大挑战和更高要求。
2、另外，燃烧设备目前大都采用将煤炭作为燃料，煤炭利用过程中产生大量中低热值燃料，如焦炉煤气、工业驰放气、高炉煤气等，利用这些中低热值驰放气的燃气轮机与蒸汽轮机联合循环发电技术将是实现煤炭清洁低碳利用及高效发电的重要技术路线。为了满足越来越严苛的污染物排放法规，某些地区要求电厂燃气轮机氮氧化物排放不超过15ppm@15％o2，需要将燃烧系统进行干式低氮燃烧技术的改造，同样需要进行大量的试验以检验新的燃烧方式和燃烧技术，因此，亟需试验用大型燃料气动态配气系统。
3、目前存在的问题是，已公开的涉及配气技术的专利主要应用于气体分析、传感器检
4、在当前阶段，锅炉燃烧系统、燃气涡轮发动机燃烧系统的试验资源发展跟不上相关产业蓬勃发展的步伐，尤其缺少灵活燃料(多燃料)大型燃料试验资源，如富氢燃料燃气轮机燃烧室试验，因其存在nox排放、热声震荡问题，在常温常压、中温中压和高温高压条件下表现不同，且在单头部、多头部和环形燃烧室试验件上表现也不相同，而当前试验用氢主要采用氢气瓶，无法满足富氢燃料(掺混co、n2、ch4等成分)重型燃气轮机燃烧室高温高压及全温全压试验需求。亟需一种可以连续供给大流量、调节便捷、配气组分可变的配气系统。
5、配制混合气体的主要目的是用于气体传感器标定和测试、气敏材料研究、大气挥发性有机物的测定、化学品生产以及化学试验等，特别是在气体监测领域，配制标准气体是检验监测方法、分析仪器准确性以及进行质量控制的基础和前提。目前，对多种气体进行混合配气的主要方法是通过静态配气仪或者动态配气仪进行气体配气。一般情况下，静态配气仪使用气袋常压气，气泵抽取气体，并由三通电磁阀的开关控制配气比例；动态配气仪使用钢瓶气，由气体质量流量控制器(mass flow controller)控制气体流量。
6、目前存在的问题是，已公开的涉及配气技术的专利主要应用于气体分析、传感器检测等领域，鲜有用在燃烧系统燃料灵活性试验领域的；另外目前已有的标准气体发生装置配气量程较小，不适用于量程大、浓度范围广的场景；且配气组分多为有机气/液体成分，较少有涉及易燃易爆气体成分的，如氢气、天然气等，易燃易爆气体组分的加入极大提高了对配气设备的安全性要求。
7、现有技术方案存在以下缺点：
8、1、供给流量不够大，例如200mw功率的燃气轮机，燃烧体积分数为80％的含氢燃料，约需要流量1.2万标方每小时，而现有试验器的氢燃料供给能力最高只能达到2000～5000标方每小时；
9、2、供给组分固定，无法满足多燃料、灵活性的试验需求；
10、3、智能化程度有待提高，设备操作、控制流程繁琐；
11、4、燃气泄漏检测、连锁切断控制等安全性的考虑不足。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本公开提供了一种用于燃烧系统燃料灵活性测试的燃料气动态配气系统及多组分动态配气方法，能够便捷、长时间的提供大流量的单一可燃烧气体或者混合气。
2、根据本公开一个方面的专利技术构思，提供一种用于燃烧系统燃料灵活性测试的燃料气动态配气系统，包括：
3、气源子系统，包括：
4、多个独立的纯净气存储装置，其中，多个所述纯净气存储装置分别存储有相同或者不同的可燃气体；
5、多个汇流排，每个所述汇流排与至少一个存储有相同可燃气体的纯净气存储装置连接；以及
6、多个输出端口，分别与每一个所述汇流排连通，用于输出单一组分的可燃气体；
7、配气子系统，包括：
8、多个流量质量控制器，分别与每一个输出端口连通，用于控制每一个所述输出端口输入的可燃气体的流量和流速；
9、静态掺混器，与多个所述流量质量控制器连通，用于为多路进气提供混合场所；以及
10、供给管路，与所述静态掺混器连通，用于输出混合气。
11、根据本公开的一些实施例，每个所述汇流排与至少两个存储有相同可燃气体的纯净气存储装置并联连接。
12、根据本公开的一些实施例，所述燃料气动态配气系统还包括：
13、移动载具，所述气源子系统和所述配气子系统均设置在所述移动载具上。
14、根据本公开的一些实施例，所述纯净气存储装置包括：
15、高压气瓶集装格和高压气瓶；或者
16、高压气体槽罐。
17、根据本公开的一些实施例，所述气源子系统还包括多个加热组件，分别设置在每一组所述汇流排和所述输出端口之间。
18、根据本公开的一些实施例，所述加热组件包括：
19、密封腔体，设置有两个供连接管道进出的开孔，其中所述连接管道两端分别连通所述汇流排和所述输出端口，所述密封腔体内填充有导热的液体工质；
20、温度传感器，设置在所述密封腔体内，用于获取所述液体工质的温度；以及
21、加热器，设置在所述密封腔体，用于对所述液体工质进行加热。
22、根据本公开的一些实施例，所述气源子系统还包括：
23、多个截止阀和多个压力变送器，每一组所述汇流排和所述输出端口之间均设置有一个所述截止阀和所述压力变送器；
24、所述燃料气动态配气系统还包括保护子系统，保护子系统包括：
25、控制器，分别与所述截止阀、所述压力变送器和所述温度传感器通信连接，所述控制器被配置为在所述液体工质温度满足预设条件或所述可燃气体的压强满足预设条件时关闭对应气路的截止阀。
26、根据本公开的一些实施例，所述保护子系统还包括：
27、警报器，与所述控制器通信连接，其中，所述警报器被配置成响应于所述液体工质温度满足预设条件或所述可燃气体的压强满足本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于燃烧系统燃料灵活性测试的燃料气动态配气系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的燃料气动态配气系统，其特征在于，每个所述汇流排与至少两个存储有相同可燃气体的纯净气存储装置并联连接。
3.根据权利要求1或2所述的燃料气动态配气系统，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求1或2所述的燃料气动态配气系统，其特征在于，所述纯净气存储装置包括：
5.根据权利要求1或2所述的燃料气动态配气系统，其特征在于，所述气源子系统还包括多个加热组件，分别设置在每一组所述汇流排和所述输出端口之间。
6.根据权利要求5所述的燃料气动态配气系统，其特征在于，所述加热组件包括：
7.根据权利要求6所述的燃料气动态配气系统，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的燃料气动态配气系统，其特征在于，所述保护子系统还包括：
9.根据权利要求8所述的燃料气动态配气系统，其特征在于，所述保护子系统还包括：
10.一种多组分动态配气方法，其特征在于，采用如权利要求1至9中任一项所述的用于燃烧系统燃料
...【技术特征摘要】
1.一种用于燃烧系统燃料灵活性测试的燃料气动态配气系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的燃料气动态配气系统，其特征在于，每个所述汇流排与至少两个存储有相同可燃气体的纯净气存储装置并联连接。
3.根据权利要求1或2所述的燃料气动态配气系统，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求1或2所述的燃料气动态配气系统，其特征在于，所述纯净气存储装置包括：
5.根据权利要求1或2所述的燃料气动态配气系统，其特征在于，所述气源子系统还包括多个加热组件，分别设置在每一组所述汇流排和...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜磊，穆勇，胡宏斌，吴海霞，王博涵，孔雨晗，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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