本发明专利技术涉及一种用于燃气轮机设备(5)的供气系统(3)的压力调节装置(1)，所述压力调节装置包括：减压单元(7)，所述减压单元用于对流入的气体、尤其燃气进行减压；与减压单元(7)并联连接的压缩机设备(9)，所述压缩机设备用于压缩流入的气体；以及设置在减压单元(7)的出口侧(22)上的调节阀门(24)，经由所述调节阀门能够将减压单元(7)在出口侧上与压缩机设备(9)流体分离。此外，本发明专利技术涉及一种用于燃气轮机设备(5)的供气系统(3)，所述供气系统具有相应的压力调节装置(1)，以及涉及一种用于对气体进行压力调节的方法，其中使用具有相应的压力调节装置(1)的供气系统(3)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于燃气轮机设备的供气系统的压力调节装置。此外，本专利技术涉及一种用于燃气轮机设备的供气系统，以及涉及一种用于对气体进行压力调节的方法。
技术介绍
燃气轮机用作为用于通过燃烧气态燃料产生电流的燃气轮机设备的部分，所述燃料例如是天然气。在此，燃气轮机借助于燃料运行并且所述燃气轮机本身驱动一个或多个发电机。在将天然气流用于运行燃气轮机时尤其考虑天然气的入口压力。因为燃气开采地点通常远离消费者的地区，所以相应的送货是必需的。为此，将燃气首先压缩至高的运输压力并且气压仅在相应的消费位置处设定为需要的入口压力值。所述入口压力通常不是恒定的，而是波动的。为了应对所述问题，在常见的实践中使用压力调节装置，所述压力调节装置能够在一个或多个调节线路中与入口压力的波动无关地将燃气的压力保持在预设的极限之内。为了运行燃气轮机，例如需要在36巴和40巴之间的范围中的运行压力。在此，至今为止的设计方案提出，用于对燃气轮机设备进行供气的压力调节装置配设有两个并联连接的调节系统。调节系统中的一个调节系统构成为减压单元，所述减压单元将流入的燃气的压力限制为预先设定的值。压缩机设备用作为第二调节系统，所述压缩机设备用于压缩燃气并且在需要时、即当预期或已经记录到不期望的压力降时能够借助于所述压缩机设备再次提高燃气的压力。通过这两种调节系统的组合可行的是，对于所有气体输入条件在燃气轮机的入口设定需要的运行压力。不仅压力调节装置的纯减压运行(即在流入的燃气的进气压力高时仅运行减压单元)而且纯压缩运行(即在流入的燃气的进气压力低时仅运行压缩机设备)是能够相对简单地控制的，然而在两个调节系统之间的切换阶段至今为止是成问题的。因为并联连接的调节系统在共同的收集器中工作，所以所述调节系统在切换阶段期间、即当在减压运行和压缩运行之间切换时相互影响。因此，在从减压单元到压缩机设备的切换过程期间，所述压缩机设备仅能够在其能够“推开”减压单元或抑制减压运行时确保燃气的期望的压缩。在反方向的切换过程期间，只有当在压缩机设备方面不再存在压缩机压力时，减压单元才能够再次恢复运行。然而，除了维持所调节的进气压力以外，燃气轮机也需要限制在进气系统中的压力梯度。因此，用于燃气轮机的供气系统的压力调节装置也必须构成为，使得尤其在切换过程期间避免压力冲击。因此，在常规的压力调节装置中，调节系统、即尤其压缩机设备和减压单元配设有截止阀和自有介质操纵的调节阀，所述截止阀和调节阀在切换阶段期间以适宜的方式共同作用。例如，在压缩机设备的出口侧上能够设有发动机驱动的截止阀，其中在压缩机设备的出口侧上的压力用作为自有介质操纵的调节阀上的排气压力，所述调节阀使用在减压单元中。在从减压运行切换到压缩运行时，打开截止阀，同时由于目前升高的排气压力而关闭调节阀。相反，在关闭压缩机设备的截止阀时打开调节阀。然后，通过截止阀的和调节阀的响应时间来确定系统动态，并且能够仅通过选择适合的可用的阀来优化。然而并不会涉及在切换阶段期间的调节的或恒定的压力梯度。在之前描述的压力调节装置中还存在如下必要性：即将压缩机设备的压力设定值选择为高于减压单元的压力设定值。在此，所需的压差基本上从在压力调节装置中所使用的阀门(Armaturen)的设备参数算出。压缩机设备的所需的压力设定值为高于减压单元的压力设定值大约3巴至4巴。由于这种压力过度升高，能够在切换阶段中停止运行减压单元(关闭调节阀)，进而在前置系统中确保对于运行燃气轮机设备而言足够稳定的、适宜水平的运行压力。然而，由于在减压单元的设定值和压缩机设备的设定值之间的大约3巴至4巴的必需的压差，在压缩机设备中的燃气原则上被压缩至如下压力：该压力高于对于运行燃气轮机所需的压力。压缩机设备设计为用于如下压力：该压力高于燃气轮机的实际所需的运行压力3巴至4巴。
技术实现思路
据此，本专利技术的第一目的是，提供一种相对于现有技术改进的用于燃气轮机设备的供气系统的压力调节装置。本专利技术的第二目的是，提供一种具有相应的压力调节装置的供气系统。本专利技术的第三目的是，提出一种用于气体的、尤其是用于燃气的压力调节的方法，所述方法利用改进的压力调节装置的优点。根据本专利技术，本专利技术的第一目的通过用于燃气轮机设备的供气系统的压力调节装置实现，所述压力调节装置包括：减压单元，所述减压单元用于对流入的气体、尤其燃气进行减压；与减压单元并联连接的压缩机设备，所述压缩机设备用于压缩流入的气体；以及设置在减压单元的出口侧上的调节阀门，经由所述调节阀门能够将减压单元在出口侧上与压缩机设备流体分离。在第一步骤中，本专利技术基于如下实际情况：由于在切换阶段期间所需的在压缩机设备的设定值和减压单元的设定值之间的压差，需要不必要的高的压缩机功率，所述压缩机功率引起不必要的附加成本，并且不期望地提高用于运行压力调节装置的能量需求。在第二步骤中，本专利技术基于如下考虑：当在切换阶段期间防止用于压力调节的调节系统、即减压单元和压缩机设备相互影响时，能够取消对于压缩机设备至今为止所需的压力过度升高。在第三步骤中，本专利技术认识到：这能够通过调节系统的可流体分离性实现，所述可流体分离性能够以简单且有效的方式通过将设置在减压单元的出口侧上的调节阀门集成到压力调节装置中来实现。通过这种调节阀门能够在需要时将减压单元在出口侧上与压缩机设备隔绝。在从减压运行到压缩运行的切换阶段期间，在减压单元的出口侧上的压力能够缓慢地且受控制地降低，并且在压缩运行中，第一调节系统(减压单元)能够与第二调节系统(压缩机设备)分离。由此实现：压缩机设备尤其在切换阶段中不必抑制减压单元的功能，使得压缩机压力整体上能够设定为比至今为止更低。由于压缩机设备的所需的出口压力较小，需要较小的压缩机功率，由此能够减少压缩机设备的运行成本。按照粗略计算，在基于16kg/s的燃气轮机设备的典型的消耗的情况下，在约20巴的入口压力以及30巴至40巴的最终压力下，在压缩机设定值降低3巴的数值时，压缩机设备的驱动功率降低大约300kW。因此，在多级的压缩机设备中，例如能够取消一个压缩机级。此外，不再需要特定的防回流的、耐排气压力的调节阀门，该调节阀门至今为止用作为压缩机设备和减压单元中的调节阀门。因为在压缩机设备的运行中，通过将调节阀门设置在出口侧上，减压单元能够完全与其余的系统分离，所以从现在起能够采用更具成本效益的且更便于操作的调节阀门。从减压运行到压缩运行的以及反向的受控制的切换能够通过选择适合的用于操纵调节阀门的关闭或打开规则、意即经由在连接于下游的管道系统中的压力梯度以简单的方式来调节。为此，调节阀门经由伺服驱动装置相应地操控。换言之，调节阀门在切换阶段期间能够实现在连接于下游的管道系统中的、即在压缩机设备的和减压单元的出口侧上的压力梯度的可设定性。在压力调节装置的一个优选的改进方案中，减压单元和压缩机设备在出口侧上经由T形分支件引入共同的收集管路中，其中调节阀门设置在减压单元和T形分支件之间。在该部位处，在切换阶段期间能够在维持预设的压力梯度的情况下在技术上相对简单地且可控制地实现减压单元与压缩机设备的分离。在本专利技术的一个有利的设计方案中，压缩机设备中的压力设定值基本上对应于减压单元中的压力设定值。如果减压单元构成为具有主调节线路和备用调节线路，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于燃气轮机设备(5)的供气系统(3)的压力调节装置(1)，所述压力调节装置包括：减压单元(7)，所述减压单元用于对流入的气体、尤其燃气进行减压；与所述减压单元(7)并联连接的压缩机设备(9)，所述压缩机设备用于压缩流入的所述气体；以及设置在所述减压单元(7)的出口侧(22)上的调节阀门(24)，经由所述调节阀门能够将所述减压单元(7)在出口侧上与所述压缩机设备(9)流体分离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 DE 102014205937.21.一种用于燃气轮机设备(5)的供气系统(3)的压力调节装置(1)，所述压力调节装置包括：减压单元(7)，所述减压单元用于对流入的气体、尤其燃气进行减压；与所述减压单元(7)并联连接的压缩机设备(9)，所述压缩机设备用于压缩流入的所述气体；以及设置在所述减压单元(7)的出口侧(22)上的调节阀门(24)，经由所述调节阀门能够将所述减压单元(7)在出口侧上与所述压缩机设备(9)流体分离。2.根据权利要求1所述的压力调节装置(1)，其中所述减压单元(7)和所述压缩机设备(9)在出口侧上经由T形分支件(23)引入共同的收集管路(22)中，并且其中所述调节阀门(24)设置在所述减压单元(7)和所述T形分支件(23)之间。3.根据权利要求1或2所述的压力调节装置(1)，其中所述压缩机设备(9)中的压力设定值基本上对应于所述减压单元(7)中的压力设定值。4.根据上述权利要求中任一项所述的压力调节装置(1)，其中所述减压单元(7)包括两个并联连接的压力调节线路(13，15)。5.根据权利要求3所述的压力调节装置(1)，其中所述减压单元(7)的所述压力调节线路(13，15)分别设定到彼此不同的压力值。6.一种用于燃气轮机设备(5)的供气系统(3)，所述供气系统包括：供气部(31)；根据权利要求1至5中任一项所述的压力调节装置(1)，所述压力调节装置与所述供气部(31)流体耦联；和通向所述燃气轮机设备(5)的进气管路(47)，所述进气管路与所述压力调节装置(1)流体耦联。7.根据权利要求6所述的供气系统(3)，其中处理级(33)接入所述供气部(31)中，以及再处理级(41)...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷纳·比克特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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