关键单元设计及选型
(1)空气气源
空气气源由电动机拖动的2台空压机并联,单台空压机额定设计压力为1.2MPa(A),额定设计流量为
5.2kg
/s,额定功率1800kW。空压机组为试验平台提供高压空气,根据试验的需要,2台空压机并联运行。
燃烧室试验台进口压力和供气流量变化范围为:
空气流量:
10.4kg
/s
压力:1.0MPa(A)
(2)空气预热器
空气预热器采用火焰间接加温将来自空气气源的压缩空气(压力1.2MPa、流量
10kg
/s)从
100
℃
加热到
500
℃
。
(3)燃料调配系统
l 油系统
油系统为清洁煤制气燃气轮机燃烧室高压试验平台提供试验用轻柴油,包括
10m3
地下储油罐、油泵、油量调节与控制系统。
l 燃料气
24t/d气化炉为清洁煤制气燃气轮机燃烧室高压试验平台提供试验用煤制气。通过加入蒸汽、氮气、(氢气、一氧化碳)来调节煤制气的组分和热值,以适应不同试验的要求。
(4)试验段
试验段由试验件、前测量段和后测量段组成。试验件由模拟压气机扩压器、燃烧室外套、双燃料喷嘴、燃烧室火焰筒、燃烧室过渡段、导流衬套、点火器、火焰检测器构成。燃烧室火焰筒布置热电偶测量火焰筒壁温分布,前、后测量段布置总压和总温探针测量试验段进出口参数。
(5)排气系统
排气系统由排气调节系统及排气消音塔组成。排气调节系统调节燃烧室压力后,将高温燃气由
1300
℃
降到
200
℃
,然后经消音塔排出。
(6)冷却系统
冷却系统由冷却水和冷却空气系统组成。冷却水系统提供燃烧室后测量段水套的循环水以及高温燃气的降温用高压水。冷却空气系统用于高温段测量探针的冷却。
(7)测控系统
由于系统中包含模拟量测点较多,控制回路较多,模拟量采集较大,热电阻、热电偶的采集较多,仪表等设备较多,采用Siemen S7 PLC架构DCS+上位机管理控制系统。控制系统分人机接口、控制站、现场设备三层结构。试验过程中的主要参数集中在控制室DCS操作站指示和报警;重要参数能够反映燃烧过程均匀度指标,根据试验运行的要求,在控制室DCS操作站以调节回路进行参数的调节控制。
试验台能力
l 燃烧室压力:1.0MPa
l 空气流量:
10kg
/s
l 燃烧室进口温度:
500
℃
l 燃烧室出口温度:
1500
℃
l 燃料热值范围6~10MJ/Nm3
l 可进行B/E/E+/F级燃机燃烧室单筒全尺寸高压试验研究
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