燃气轮机低排放双燃料系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及的是一种燃气轮机，具体地说是燃气轮机的双燃料系统以及控制方法。

背景技术

当前在全球碳达峰和碳中和目标的国际减排背景下，燃气轮机作为能源动力行业核心动力装置，正朝着低排放方向高速发展，而基于气体燃料如目前广泛使用的天然气和受到愈加广泛关注的氢气等的干式低排放燃烧技术由于其系统简单、排放效果好已逐步成为主流低排放控制技术手段之一。干式低排放燃烧技术的经典实施方法就是分级燃烧方法，将空气和燃料都分散到多个喷射级上进行工作，降低核心燃烧区工作温度，实现低排放，而实现这一过程中的燃料分级就需要与之相匹配的多级燃料供应调节系统，保证各级燃料按时按需分配调节。另一方面，从目前已实际应用的燃气轮机情况看，采用非低排放方式工作的燃气轮机数量众多，尤其是使用液体燃料如目前广泛使用的柴油和煤油等工作的更是不在少数，如海上平台和船舶动力方面应用的燃气轮机。然而所有新技术的发展都不可能一蹴而就，在现有非低排放方式工作的燃气轮机基础上进行低排放改进实施，逐步替代，发展升级，最终实现低排放，远比全部废除现有装备替换新装备新技术更贴合实际，更经济。这种情况下就迫切需求与现有技术和新技术都能衔接的过渡技术，既能承接现有技术状态，保证现有燃气轮机技术运行稳定，经济上可承受，又能保证在需要的时候进行低排放技术实施落实，燃料系统便是过渡技术中的重要环节之一。

综合以上两方面，要求既能保证现有液体燃料有效工作，又能保证在需要的时候进行气体燃料低排放工作模式的逐步投入运行，这就迫切需求与这种状态相匹配的燃气轮机低排放双燃料系统。本发明正是为了满足上述需求而开发，可根据实际使用要求，为燃气轮机供应液体燃料或气体燃料并进行燃料调节工作，其中气体燃料可实现两路供应保证低排放分级燃烧技术实现，还可在不停机的情况下，实现气/液燃料的在线平稳切换，设备配置简单，自适应性强，工作可靠稳定，空间利用率高，分解检修方便，在燃气轮机发电领域海上固定平台、浮动平台和陆地发电等、压缩机驱动领域、船舶动力行业均具有广泛重要的推广应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供为燃气轮机供应液体燃料或气体燃料并进行燃料调节工作，还可在不停机的情况下，实现气/液燃料的在线平稳切换的燃气轮机低排放双燃料系统及其控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明燃气轮机低排放双燃料系统，其特征是：包括压气机、燃烧室、涡轮、喷嘴环管系统、液体燃料系统、气体燃料系统、液体燃料吹扫系统、气体燃料吹扫系统、辅助雾化空气系统，涡轮与压气机同轴，压气机通过喷嘴环管系统连接燃烧室，燃烧室连接涡轮，所述液体燃料系统包括液体燃料源以及与其相连的液体燃料路，所述气体燃料系统包括气体燃料源以及与相连的气体燃料路，气体燃料路分别支出气体燃料第1支路、气体燃料第2支路，所述液体燃料吹扫系统包括液体燃料吹扫路、雾化空气吹扫路，所述气体燃料吹扫系统包括气体燃料第1支路吹扫路、气体燃料第2支路吹扫路，所述辅助雾化空气系统包括辅助雾化空气路，液体燃料路与液体燃料吹扫路相连并连接喷嘴环管系统的液体燃料环管，辅助雾化空气路与雾化空气吹扫路相连并连接喷嘴环管系统的辅助雾化空气环管，气体燃料第1支路与气体燃料第1支路吹扫之路相连并连接喷嘴环管系统的气体燃料1路，气体燃料第2支路与气体燃料第2支路吹扫之路相连并连接喷嘴环管系统的气体燃料2路，燃烧室的引气连通液体燃料吹扫系统、气体燃料吹扫系统。

本发明还可以包括：

1、所述液体燃料路上设置泵、液体燃料过滤器、液体燃料调节阀、液体燃料切断阀、液体燃料流量传感器、液体燃料泄放阀、液体燃料止回阀。

2、所述气体燃料路上设置气体燃料切断阀、气体燃料过滤器、气体燃料排空阀、水浴加热器；所述气体燃料第一支路上设置气体燃料第一支路调节阀、气体燃料第一支路切断阀、气体燃料第一支路流量传感器、气体燃料第一支路止回阀；所述气体燃料第二支路上设置气体燃料第二支路调节阀、气体燃料第二支路切断阀、气体燃料第二支路流量传感器、气体燃料第二支路止回阀。

3、所述液体燃料吹扫路上设置液体燃料吹扫路调节阀、液体燃料吹扫路流量传感器、液体燃料吹扫路止回阀；所述雾化空气吹扫路上设置雾化空气吹扫路调节阀、雾化空气吹扫路流量传感器、雾化空气吹扫路止回阀。

4、所述气体燃料第1支路吹扫路上设置气体燃料第1支路吹扫路调节阀、气体燃料第1支路吹扫路流量传感器、气体燃料第1支路吹扫路止回阀；所述气体燃料第2支路吹扫路上设置气体燃料第2支路吹扫路调节阀、气体燃料第2支路吹扫路流量传感器、气体燃料第2支路吹扫路止回阀。

5、所述辅助雾化空气路上设置辅助雾化空气节流孔板、辅助雾化空气切断阀、辅助雾化空气流量传感器、辅助雾化空气止回阀。

本发明燃气轮机低排放双燃料控制方法，其特征是：

使用液体态燃料工作时：液体燃料系统投入工作，通过泵将液体燃料源中的液体燃料增压，经液体燃料路过滤器过滤除杂，经过液体燃料路调节阀和完全打开的液体燃料路切断阀，在液体燃料路流量传感器计量的条件下输运液体燃料至喷嘴环管系统的液体燃料环管，并进一步进入燃烧室的喷嘴液体燃料通道燃烧工作，在此过程中液体燃料路泄放阀保持关闭状态；气体燃料系统不工作，辅助雾化空气系统和气体燃料吹扫系统投入工作，燃烧室环腔引气进入喷嘴环管系统的气体燃料1路环管和气体燃料2路环管，然后进入燃烧室的喷嘴气体燃料通道进行吹扫；

辅助雾化空气环管包括两种不同的工作状态：

第一种工作状态：当燃气轮机使用液体燃料在点火工况及慢车工况运行时，来自压缩空气源中的气体，经过节流孔板，在辅助雾化空气路切断阀完全打开的状态下，经过辅助雾化空气路流量计和辅助雾化空气路止回阀进入至辅助雾化空气环管对液体燃料雾化锥液膜进行旋转剪切辅助液滴破碎；

第二种工作状态：当燃气轮机使用液体态燃料在慢车工况以上运行时，辅助雾化空气系统在慢车工况到达时刻，关闭辅助雾化空气路切断阀，停止外部辅助雾化空气供应，辅助雾化空气环管内空气供应调整为由液体燃料吹扫系统的雾化空气吹扫路供应，雾化空气吹扫路调节阀打开，即辅助雾化空气气源由燃气轮机燃烧室腔内的压缩空气供入，此时辅助雾化空气系统停止工作，仅用燃气轮机压气机压缩带来的高压空气进行辅助雾化。

本发明燃气轮机低排放双燃料控制方法还可以包括：

1、当使用气体燃料在低工况工作时：当燃气轮机使用气体燃料在点火工况及慢车工况运行时，气体燃料系统处于工作状态，气体燃料源中的气体燃料经过完全打开的气体燃料路切断阀、气体燃料路过滤器过滤除杂，再经过水浴加热器加热升温后进入气体燃料第1支路，此时气体燃料第2支路调节阀和气体燃料第2支路切断阀均保持完全关闭状态，经过气体燃料第1支路调节阀和完全打开的气体燃料第1支路切断阀，在气体燃料第1支路流量传感器计量的条件下输运气体燃料至气体燃料1路环管，在此过程中气体燃料路排空阀保持关闭状态，气体燃料吹扫系统的气体燃料第2支路吹扫路处于通流打开状态，气体燃料第2支路吹扫路调节阀控制吹扫气量至气体燃料2路环管，进一步进入燃烧室的喷嘴；液体燃料吹扫系统的液体燃料吹扫路处于工作状态，利用燃烧室引气对燃烧室喷嘴的液体燃料通道进行吹扫冷却，辅助雾化空气系统处于工作状态，雾化空气吹扫路处于关闭状态，利用外部吹扫空气吹扫燃烧室喷嘴的雾化空气通道防止高温燃气倒灌；液体燃料系统保持关闭状态；

当使用气体燃料在高工况工作时：当燃气轮机使用气体燃料在慢车工况以上运行，到达慢车点时刻时，气体燃料2路环管由吹扫状态调整为燃料供应状态，即气体燃料第2支路吹扫路调节阀由打开状态调整为关闭，同时气体燃料第2支路调节阀调整开度，气体燃料第2支路切断阀调整为全部打开，气体燃料系统均处燃料供应工作状态，气体燃料源中的气体燃料经过完全打开的气体燃料路切断阀、气体燃料路过滤器过滤除杂，再经过水浴加热器加热升温后进入气体燃料第1支路和气体燃料第2支路，经过气体燃料第1支路调节阀、气体燃料第2支路调节阀和完全打开的气体燃料第1支路切断阀、气体燃料第2支路切断阀，在各自流量传感器计量的条件下输运气体燃料至气体燃料1路环管和气体燃料2路环管，并最终供入至燃烧室喷嘴后燃烧，在此过程中气体燃料路排空阀保持关闭状态；工况继续升高时，通过增大气体燃料第1支路调节阀和气体燃料第2支路的开度实现，同时在此过程中，液体燃料吹扫系统的液体燃料吹扫路处于吹扫工作状态，雾化空气吹扫路也开始进入工作状态，辅助雾化空气系统调整为关闭状态，液体燃料系统仍保持关闭状态。

2、当在一高工况由气体燃料切换为液体燃料过程，按照以下步骤进行：

切换开始前，气体燃料系统保持工作状态，即气体燃料由气体燃料第1支路和气体燃料第2支路供应至气体燃料1路环管和气体燃料2路环管并进入燃烧室的喷嘴进行燃烧；液体燃料吹扫系统保持工作状态，即从燃烧室的引气经过燃烧室引气路进入至液体燃料吹扫路和雾化空气吹扫路分别进入液体燃料环管和辅助化空气环，对燃烧室的喷嘴液体燃料通道和辅助雾化空气通道吹扫，液体燃料系统、气体燃料吹扫系统和辅助雾化空气系统不工作，并通过各自的止回阀对燃烧室的引气吹扫气和气体燃料进行止回；

切换开始时，液体燃料吹扫系统的液体燃料吹扫路停止工作，即液体燃料吹扫路调节阀调整为关闭状态，液体燃料系统开始工作，泵启动，液体燃料路切断阀打开，液体燃料路调节阀调节至阀门最小开度，液体燃料环管中的工作介质由燃烧室的引气吹扫气转变为由液体燃料路供入的液体燃料，最终进入至燃烧室喷嘴的液体燃料通道，在燃烧室引气条件下的吹扫气辅助雾化作用下进入燃烧室参与燃烧，与此同时为保证燃气轮机机组功率波动在5％以内，气体燃料系统的气体燃料第1支路调节阀和气体燃料第2支路调节阀减小开度；随着燃料切换进程的推进，液体燃料路调节阀开度增大，气体燃料第1支路调节阀和气体燃料第2支路调节阀开度减小；当到达指定时刻时，气体燃料第1支路调节阀和气体燃料第2支路调节阀完全关闭，同时气体燃料第1支路切断阀和气体燃料第2支路切断阀也同时调整为关闭状态；

切换结束后，液体燃料系统保持工作状态，气体燃料系统处于关闭状态，气体燃料路切断阀、气体燃料路第1支路切断阀和气体燃料路第2支路切断阀均保持关闭，燃气吹扫系统开始工作，即气体燃料第1支路吹扫路调节阀和气体燃料第2支路吹扫路打开，将燃烧室的引气分别引入至气体燃料1路环管和气体燃料2路环管对燃烧室的喷嘴的两个气体燃料通道进行吹扫清洁，同时气体燃料系统的气体燃料第1支路止回阀和气体燃料第2支路止回阀防止吹扫气倒灌至气体燃料系统的内部，打开气体燃料系统的气体燃料路排空阀，通过排空口将气体燃料流路的残余气体燃料安全排空，排空后气体燃料路排空阀调整为关闭。

3、当在一高工况由液体燃料切换为气体燃料过程，按照以下步骤进行：

切换开始前，液体燃料系统保持工作状态，即液体燃料由液体燃料源通过液体燃料路供应至液体燃料环管，最终进入燃烧室的喷嘴液体燃料通道喷射、雾化并燃烧，气体燃料系统处于关闭状态，气体燃料吹扫系统处于工作状态，即气体燃料第1支路吹扫路调节阀和气体燃料第2支路吹扫路调节阀打开，将燃烧室的引气通过气体燃料第1支路吹扫路和气体燃料第2支路吹扫路分别引入至气体燃料1路环管和气体燃料2路环管对燃烧室的喷嘴两个气体燃料通道进行吹扫清洁，同时气体燃料系统的气体燃料第1支路止回阀和气体燃料第2支路止回阀防止吹扫气倒灌至气体燃料系统的内部，液体燃料吹扫系统保持半工作状态，即液体燃料吹扫路处于关闭状态，辅助雾化空气吹扫路处于工作状态，从燃烧室的引气经过燃烧室引气路进入至雾化空气吹扫路进一步进入至辅助化空气环，最终对燃烧室的喷嘴的辅助雾化空气通道吹扫，由通道出口喷出后辅助液体燃料雾化、燃烧；辅助雾化空气系统不工作，并通过辅助雾化空气路止回阀对燃烧室的引气吹扫气进行止回；

切换开始时，气体燃料吹扫系统的气体燃料第1支路吹扫路和气体燃料第2支路吹扫路停止工作，即气体燃料第1支路吹扫路调节阀和气体燃料第2支路吹扫路调节阀调整为关闭状态，气体燃料路的气体燃料路切断阀打开，水浴加热器开始对由气体燃料源供出的气体燃料加热，气体燃料第1支路调节阀打开至最小开度，气体燃料第1支路切断阀调整为打开状态，气体燃料经流路供入至气体燃料1路环管，进一步进入燃烧室的喷嘴气体燃料第1通道后参与燃烧，与此同时液体燃料路调节阀减小开度，实现燃气轮机机组功率稳定在5％以内，随着切换过程的推进，气体燃料第1支路调节阀调节增大至指定开度时，开度保持不变，气体燃料第2支路切断阀调整为打开，气体燃料第2支路调节阀调整至最小开度，随后气体燃料第2支路调节阀开度随着切换进程推进增加而增加直至指定开度，与此同时液体燃料系统调节阀继续减小开度直至关闭，气体燃料系统完全投入至稳定的工作状态，完成双燃料切换；

切换结束后，液体燃料系统停止工作，即泵、液体燃料路调节阀和液体燃料路切断阀均保持关闭状态，气体燃料系统处于打开稳定运行状态，液体燃料吹扫系统开始工作，将燃烧室的引气分别引入至液体燃料环管对燃烧室的喷嘴液体燃料通道进行吹扫清洁，同时液体燃料流路止回阀防止吹扫气倒灌至液体燃料系统的内部，液体燃料路泄放阀打开，对液体燃料路中残余的液体燃料通过泄放口进行泄放保证机组安全后调整为关闭。

本发明的优势在于：

1、本发明的气体燃料系统能够进行两路气体燃料独立调节供应，自主调配气体燃料供应规律，帮助燃烧室实现分级低排放燃烧技术，且本系统能够单独使用气体燃料或液体燃料稳定工作，同时可在不停机的情况下，进行双燃料在线双燃料切换，应用范围宽；

2、本发明系统功能完善，且各子系统采用独立模块化设计，布置位置可调整性高，运输安装便捷，分解检修和改进升级方便，空间利用效果好，特别适用于空间有限的船舶及海上平台等装备设置；

3、本发明将燃烧室引气系统与液体燃料、气体燃料供应系统相结合，可充分利用进入至燃烧室的高压空气，实现燃气轮机高工况条件下无需增加额外的附属高压增压设备，及时对燃料供应路有效吹除，使系统设备配置简单化，降低燃气轮机燃烧室的能耗，提高整体运营效率；

4、本发明在各子系统均设置有调节阀和流量计，可实现对吹扫气流量的实时有效控制，保证燃气轮机燃烧室工作工况变化时，吹扫气量及吹扫速度按设定规律变化，有效辅助实现燃气轮机低排放功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，本发明一种燃气轮机低排放双燃料系统，包括液体燃料系统A、气体燃料系统B、液体燃料吹扫系统C、气体燃料吹扫系统D、辅助雾化空气系统E、喷嘴环管系统F六个子系统，其中气体燃料系统B包括气体燃料第1支路和气体燃料第2支路，液体燃料吹扫系统C包括液体燃料吹扫路和雾化空气吹扫路，气体燃料吹扫系统D包括气体燃料第1支路吹扫路和气体燃料第2支路吹扫路，喷嘴环管系统F包括液体燃料环管、辅助雾化空气环管、气体燃料1路环管和气体燃料2路环管，分别为燃烧室提供液体燃料、雾化空气和气体燃料；液体燃料系统A与液体燃料吹扫系统C的液体燃料吹扫路共同与喷嘴环管系统F的液体燃料环管相连，连接点位于液体燃料环管正下方；辅助雾化空气系统E与液体燃料吹扫系统C的雾化空气吹扫路共同与喷嘴环管系统F的辅助雾化空气环管相连，气体燃料系统B的气体燃料第1支路与气体燃料吹扫系统D的气体燃料第1支路吹扫路共同与喷嘴环管系统F的气体燃料1路环管相连，气体燃料系统B的气体燃料第2支路与气体燃料吹扫系统D的气体燃料第2支路吹扫路共同与喷嘴环管系统F的气体燃料2路环管相连；液体燃料系统A、气体燃料系统B和辅助雾化空气系统E分别有独立的液体燃料源、气体燃料源和压缩空气源，液体燃料吹扫系统C和气体燃料吹扫系统D的介质源来自燃烧室引气。

六个子系统均设置有流量传感器，以有效监测介质实际流量，便于相应的调节阀开度控制，从而保证燃气轮机机组稳定运行；所述液体燃料系统、气体燃料系统、液体燃料吹扫系统、气体燃料吹扫系统均设置有调节阀以便于自动根据燃气轮机机组工况控制通流介质流量，进行自适应性调节；所述的液体燃料系统和气体燃料系统均设置有过滤器，保证燃料的清洁性。

气体燃料系统和液体燃料系统分别设置有气体燃料排空阀和液体燃料泄放阀，以排除管路中残余气体燃料和废弃液体燃料，保证机组运行的安全性。

气体燃料系统设置有气体燃料用的水浴加热器，位于气体燃料路上，防止由于气体燃料源的气体燃料大幅降压导致燃料温度骤降，造成燃料达到露点温度，引起管路和阀门结冰，从而保证燃料系统工作可靠稳定。

各子系统采用模块化设计，接口设计为法兰连接形式，拆卸连接方便；同时各子系统末端均设置有单向止回阀，防止下游突然产生的高压，使介质回流至相应的子系统内部造成设备损坏，安全冗余度高，工作可靠稳定。

液体燃料包括但不限于轻柴油，所述的气体燃料包括但不限于天然气。

如图1所示，燃气轮机主体由压气机7、燃烧室8、涡轮9构成，通过带动负载10构成燃气轮机机组。

燃烧室8头部位置安装有便于燃料分配工作的环管，即环管系统F，具体包括液体燃料环管1-9H、辅助雾化空气环管4-1H、气体燃料1路环管2-1H和气体燃料2路环管3-1H，分别为燃烧室提供液体燃料、辅助雾化空气和气体燃料，各环管入口均为法兰连接形式，便于拆装。

液体燃料系统A通过液体燃料路A0与液体燃料环管1-9H相连，连接点位于液体燃料环管正下方，保证液体燃料自上而下供应维持充满状态以及吹扫完全；液体燃料系统A主要包括液体燃料源A1、泵A2、过滤器A3、调节阀A4、切断阀A5、流量计A6和止回阀A8，依次设置于液体燃料路A0，用于提供液体燃料、将燃料增压、清洁、调节、关断、计量和防止介质回流，同时在流量计A6和止回阀A8之间设置有泄放阀A7，实现停机时残余液态燃料的泄放，保证安全性。

气体燃料系统B通过气体燃料路B0分为气体燃料第1支路B0-1和气体燃料第2支路B0-2分别与气体燃料1路环管2-1H和气体燃料2路环管3-1H相连，两个支路共用气体燃料源B1、水浴加热器B2、过滤器B3、切断阀B5和排空阀B7，其中气体燃料源B1用于提供燃气轮机工作所需的气体燃料，水浴加热器B2可防止由于气体燃料源的气体燃料大幅降压导致燃料温度骤降，造成燃料达到露点温度，引起管路和阀门结冰，从而保证燃料系统工作可靠稳定，过滤器B3可保证燃料的清洁性，切断阀B5用于切断总燃料供应，排空阀B7用于停机时气态燃料的排空，保证安全性；同时单独设计有调节阀B4-1和B4-2、切断阀B5-1和B5-2、流量计B6-1和B6-2、止回阀B8-1和B8-2，用于调节和控制两支路的燃料供应规律、流量监控及防止吹扫气回流。

辅助雾化空气系统E通过辅助雾化空气路E0连接于辅助雾化空气环管4-1H，主要作用为，在燃气轮机机组使用液体燃料工作的启动和慢车阶段，利用低压空气辅助液体燃料进行液滴破碎，强化燃烧提高效率，帮助机组平稳启动；沿辅助雾化空气路E0依次设置有压缩空气源E1、节流孔板E2、切断阀E5、流量计E6和止回阀E8，其中压缩空气源E1用于提供常规压力的压缩空气，节流孔板E2能够调整辅助雾化空气至合适的流量，实现简易精准调控防止空气压力变化造成雾化异常情况，切断阀E5用于停止系统工作，流量计E6用于监控实际用气量，止回阀E8能够有效防止高压吹扫气回流。

液体燃料吹扫系统C分为两个流路，即液体燃料吹扫路C0-1和雾化空气吹扫路C0-2，分别连接于液体燃料路A0和辅助雾化空气路E0中止回阀A8、E8的下游，对非工作状态下的液体燃料环管1-9H、辅助雾化空气环管4-1H及燃烧室8的喷嘴内部通道进行清洁吹扫防止积碳，后者主要用于慢车工况以上的吹扫，将辅助雾化空气环管4-1H内的低压力空气吹扫变更为燃烧室引气的高压空气吹扫，以适应高工况条件下燃烧室的高工作压力，利用燃烧室的总压损失，变换吹扫气来源。沿液体燃料吹扫路C0-1和雾化空气吹扫路C0-2依次设置有调节阀C4-1、C4-2，流量计C6-1、C6-2，止回阀C8-1、C8-2，对两吹扫路实施有效调节、流量监控和液体燃料和辅助雾化空气的有效止回。

气体燃料吹扫系统D同样分为两个流路，即气体燃料第1支路吹扫路D0-1和气体燃料第2支路吹扫路D0-2，对非工作状态的气体燃料环管2-1H、3-1H及燃烧室8的喷嘴内部通道进行清洁吹扫防止回火及自燃。沿气体燃料吹扫1路D0-1和气体燃料吹扫2路D0-2依次设置有调节阀D4-1、D4-2，流量计D6-1、D6-2，止回阀D8-1、D8-2，对两吹扫路实施有效调节、流量监控和气体燃料的有效止回。

液体燃料系统A、气体燃料系统B和辅助雾化空气系统E均有独立的介质源，即液体燃料源A1、气体燃料源B1和压缩空气源E1，而液体燃料吹扫系统C和气体燃料吹扫系统D的吹扫气来源于燃烧室B内压力损失前的高压空气，通过燃烧室引气路CD0供应至吹扫系统C和D，其中燃烧室上引气点位于燃烧室机匣外壁面。

本发明系统功能完善，各子系统均采用独立模块化设计，布置位置可调整性高，运输安装便捷，分解检修和改进升级方便，空间利用效果好，特别适用于空间有限的船舶及海上平台等装备设施；同时各子系统的接口设计为法兰结构，如图1中法兰连接图标，拆卸连接方便。

本发明燃气轮机低排放双燃料控制方法如下：

1当使用液体态燃料工作时：液体燃料系统A投入工作，即通过泵A2将液体燃料源A1中的液体燃料增压，经过滤器A3过滤除杂，经过合适开度的调节阀A4和完全打开的切断阀A5，在流量传感器A6计量的条件下输运液体燃料至喷嘴环管系统F的液体燃料环管1-9H，并进一步进入燃烧室8的喷嘴液体燃料通道燃烧工作，在此过程中泄放阀A7保持关闭状态。气体燃料系统B不工作，辅助雾化空气系统E和气体燃料吹扫系统D投入工作，燃烧室8环腔引气进入喷嘴环管系统F的气体燃料1路环管2-1H和气体燃料2路环管3-1H，然后进入燃烧室8的喷嘴气体燃料通道进行吹扫，防止回火和自燃情况。根据燃气轮机机组运行工况不同，辅助雾化空气环管4-1H会有两种不同的工作状态：

①第一种工作状态：当燃气轮机使用液体燃料在点火工况及慢车工况运行时，来自压缩空气源E1中的气体，经过节流孔板E2调整至合适的流量，实现简易精准调控防止空气压力过高或过低的雾化异常情况，在切断阀E5完全打开的状态下，经过流量计E6和止回阀E8进入至辅助雾化空气环管4-1H对液体燃料雾化锥液膜进行旋转剪切辅助液滴破碎，实现良好雾化效果，解决燃气轮机慢车工况及点火工况运行时液体燃料雾化质量不佳的问题，帮助机组平稳启动；

②第二种工作状态：当燃气轮机使用液体态燃料在慢车工况以上运行时，辅助雾化空气系统E在慢车工况到达时刻，关闭切断阀E5，停止外部辅助雾化空气供应，辅助雾化空气环管4-1H内空气供应调整为由液体燃料吹扫系统C的雾化空气吹扫路C0-2供应，调节阀C4-2打开至合适的开度，即辅助雾化空气气源由燃气轮机燃烧室腔内的压缩空气供入，此时辅助雾化空气系统E停止工作，仅用燃气轮机压气机压缩带来的高压空气进行辅助雾化。其优势在于高工况时燃烧室内工作压力高，常规配置的辅助雾化空气系统E难以达到如此高的压力形成有效压差进行辅助雾化，而利用燃烧室自身的高压力引气可有效解决，减少配置外部高压气源设备及相应的供气系统，使整套系统更简约；

2当使用气体燃料在低工况工作时：当燃气轮机使用气体燃料在点火工况及慢车工况运行时，气体燃料系统B处于工作状态，气体燃料源B1中的气体燃料经过完全打开的切断阀B5、过滤器B3过滤除杂，再经过水浴加热器B2加热升温后进入气体燃料第1支路B0-1，此时气体燃料第2支路的调节阀B4-2和切断阀B5-2均保持完全关闭状态，经过合适开度的调节阀B4-1和完全打开的切断阀B5-1，在流量传感器B6-1计量的条件下输运气体燃料至气体燃料1路环管2-1H，其中通过调节阀B4-1将和流量传感器B6-1将气体燃料的流量关联为燃气轮机高压转速的函数，以保证最终供入至喷燃烧室8燃烧的稳定，防止启动过程中燃烧室熄火，在此过程中排空阀B7保持关闭状态。在此过程中，气体燃料吹扫系统D的气体燃料第2支路吹扫路D0-2处于通流打开状态，调节阀D4-2处于合适的开度控制吹扫气量至气体燃料2路环管3-1H，进一步进入燃烧室8的喷嘴有效吹扫防止回火及自燃。类似地，液体燃料吹扫系统C的液体燃料吹扫路C0-1处于工作状态，利用燃烧室引气对燃烧室喷嘴的液体燃料通道进行吹扫冷却，辅助雾化空气系统E处于工作状态，雾化空气吹扫路C0-2处于关闭状态，利用外部吹扫空气吹扫燃烧室喷嘴的雾化空气通道防止高温燃气倒灌。可选地，液体燃料吹扫路C0-1和雾化空气吹扫路C0-2包含控制流量大小的调节阀C4-1和C4-2，以及对实际吹扫流量进行计量的流量传感器C6-1和C6-2，有效控制并记录工作时的吹扫气量。同时，止回阀C8-2和A8可防止吹扫气倒灌至雾化空气吹扫路C0-2和液体燃料系统A，损坏设备。液体燃料系统A保持关闭状态。

3当使用气体燃料在高工况工作时：当燃气轮机使用气体燃料在慢车工况以上运行时，气体燃料供应量较大，当到达慢车点时刻时，气体燃料2路环管由吹扫状态调整为燃料供应状态，即调节阀D4-2由打开状态调整为关闭，同时调节阀B4-2调整至合适的开度，切断阀B5-2调整为全部打开，气体燃料系统B的两个支路均处燃料供应工作状态，具体地，气体燃料源B1中的气体燃料经过完全打开的切断阀B5、过滤器B3过滤除杂，再经过水浴加热器B2加热升温后进入气体燃料第1支路B0-1和气体燃料第2支路B0-2，经过合适开度的调节阀B4-1、B4-2和完全打开的切断阀B5-1、B5-2，在各自流量传感器B6-1、B6-2计量的条件下输运气体燃料至气体燃料1路环管2-1H和气体燃料2路环管3-1H，并最终供入至燃烧室喷嘴后燃烧，在此过程中排空阀B7保持关闭状态。工况继续升高时，则通过增大调节阀B4-1和B4-2的开度实现。并且在此两路气体燃料均增加至某一工况时，调节阀B4-1开度调小，供入气体燃料1路环管的燃料量减小，而供入气体燃料2路环管的燃料流量继续增加，直至额定工况时，实现气体燃料系统B供入燃烧室8的两路燃料量在燃烧室内燃烧区的当量比基本相同，帮助燃气轮机实现最低污染物排放的目标。同时在此过程中，与燃气轮机使用气体燃料低工况运行时的工作状态相同，液体燃料吹扫系统C的液体燃料吹扫路C0-1处于吹扫工作状态，而雾化空气吹扫路C0-2也开始进入工作状态，辅助雾化空气系统E调整为关闭状态。利用燃烧室引气对燃烧室喷嘴的液体燃料通道和雾化空气通道进行吹扫冷却，并防止喷嘴工作时高温燃气倒灌。系统A仍保持关闭状态。

4当在某一高工况由气体燃料切换为液体燃料过程，可选地按照以下步骤进行：

①切换开始前，气体燃料系统B保持工作状态，即气体燃料由气体燃料第1支路B0-1和气体燃料第2支路B0-2供应至气体燃料1路环管2-1H和气体燃料2路环管并进入燃烧室8的喷嘴进行燃烧；液体燃料吹扫系统C保持工作状态，即从燃烧室8的引气经过流路CD0进入至液体燃料吹扫路C0-1和雾化空气吹扫路C0-2分别进入液体燃料环管1-9H和辅助化空气环4-1H，对燃烧室8的喷嘴液体燃料通道和辅助雾化空气通道有效吹扫，防止积碳和燃气倒灌；液体燃料系统A，气体燃料吹扫系统D和辅助雾化空气系统E不工作，并通过各自的止回阀A8，D8-1和D8-2，E8有效对燃烧室8的引气吹扫气和气体燃料进行止回，防止燃料倒灌引发燃气轮机故障；

②切换开始时，在步骤①的状态基础上，液体燃料吹扫系统C的液体燃料吹扫路C0-1停止工作，即调节阀C4-1调整为关闭状态，液体燃料系统A开始工作，泵A2启动，切断阀A5打开，调节阀A4调节至阀门最小开度，液体燃料环管1-9H中的工作介质由燃烧室8的引气吹扫气转变为由液体燃料路A0供入的合适流量Gl的液体燃料，最终进入至燃烧室喷嘴的液体燃料通道，在燃烧室8引气条件下的吹扫气辅助雾化作用下进入燃烧室参与燃烧，与此同时为保证燃气轮机机组功率波动在5％以内，气体燃料系统B的调节阀B4-1和B4-2减小一定开度，以减少与Gl发热量相对应的气体燃料量Gg；随着燃料切换进程的推进，调节阀A5开度逐渐增大，调节阀B4-1和B4-2开度逐渐减小，在此过程中保证燃气轮机机组功率波动在5％以内；当到达某一时刻时，调节阀B4-1和B4-2完全关闭，同时切断阀B5-1和B5-2也同时调整为关闭状态，保证有效切断气体燃料，调节阀A5调整至某一合适开度，完成双燃料切换，在此过程中，燃气轮机机组的工作状态保持中，有持续的功率输出，负载10一直处于稳定的工作状态。

③切换结束后，在步骤②基础上，液体燃料系统A保持工作状态，气体燃料系统B处于关闭状态，切断阀B5、B5-1和B5-2均保持关闭，燃气吹扫系统D开始工作，即调节阀D4-1和D4-2打开至合适的开度，将燃烧室8的引气分别引入至气体燃料1路环管2-1H和气体燃料2路环管对燃烧室8的喷嘴的两个气体燃料通道进行吹扫清洁，防止回火和自燃情况发生，同时气体燃料系统B的气体燃料第1支路和气体燃料第2支路的止回阀B8-1H和B8-2H能够有效防止吹扫气倒灌至气体燃料系统B的内部，产生易燃混合物，影响气体燃料再次投入使用。另外，可选地打开气体燃料系统B的排空阀B7，通过排空口将气体燃料流路的残余气体燃料安全排空，防止形成易燃混合物，保证机组安全，排空后排空阀B7调整为关闭恢复系统备机状态。

5当在某一高工况由液体燃料切换为气体燃料过程，可选地按照以下步骤进行：

①切换开始前，液体燃料系统A保持工作状态，即液体燃料由液体燃料源A1，通过液体燃料路A0供应至液体燃料环管1-9H，最终进入燃烧室8的喷嘴液体燃料通道喷射、雾化并燃烧，气体燃料系统B处于关闭状态，气体燃料吹扫系统D处于工作状态，即调节阀D4-1和D4-2打开至合适的开度，将燃烧室8的引气通过D0-1和D0-2分别引入至气体燃料1路环管2-1H和气体燃料2路环管3-1H对燃烧室8的喷嘴两个气体燃料通道进行吹扫清洁，防止回火和自燃情况发生，同时气体燃料系统B的气体燃料第1支路和气体燃料第2支路的止回阀B8-1H和B8-2H能够有效防止吹扫气倒灌至气体燃料系统B的内部，产生易燃混合物，影响气体燃料再次运行。液体燃料吹扫系统C保持半工作状态，即液体燃料吹扫路C0-1处于关闭状态，但辅助雾化空气吹扫路C0-2处于工作状态，从燃烧室8的引气经过流路CD0进入至雾化空气吹扫路C0-2进一步进入至辅助化空气环4-1H，最终对燃烧室8的喷嘴的辅助雾化空气通道有效吹扫，由通道出口喷出后辅助液体燃料高效雾化，强化燃烧，提高燃烧效率；辅助雾化空气系统E不工作，并通过止回阀E8有效对燃烧室8的引气吹扫气进行止回，防止吹扫气倒灌至辅助雾化空气系统损坏设备；

②切换开始时，在步骤①的状态基础上，气体燃料吹扫系统D的气体燃料第1支路吹扫路D0-1和气体燃料第2支路吹扫路D0-2停止工作，即调节阀D4-1和调节阀D4-2调整为关闭状态，停止吹扫，为切换做好准备。进一步地，气体燃料路B0的切断阀B5打开，水浴加热器B2开始对由气体燃料源B1供出的气体燃料加热，防止燃料温度过低时造成的气体燃料析烃现象。气体燃料第1支路B0-1的调节阀B4-1打开至最小开度，切断阀B5-1调整为打开状态，则气体燃料经流路供入至气体燃料1路环管2-1H，控制气体燃料流量为Gg1，进一步进入燃烧室8的喷嘴气体燃料第1通道后参与燃烧，与此同时液体燃料流路A0上的调节阀A4减小开度，使液体燃料流量减少Gl1，且Gl1与Gg1的发热量相同，实现燃气轮机机组功率稳定在5％以内。随着切换过程的推进，调节阀B4-1调节增大至某一开度时，开度保持不变，切断阀B5-2调整为打开，调节阀B4-2调整至最小开度，随后调节阀B4-2开度随着切换进程推进增加而增加直至某一合适开度，与此同时液体燃料系统A的调节阀A4继续减小开度直至关闭，气体燃料系统B完全投入至稳定的工作状态，完成双燃料切换，在此过程中燃气轮机发机组的工作状态保持稳定，有持续的功率输出，负载10一直处于稳定的工作状态。

切换结束后，在步骤②基础上，液体燃料系统A已停止工作，即泵A2、调节阀A4和切断阀A5均保持关闭状态，气体燃料系统B处于打开稳定运行状态，液体燃料吹扫系统C开始工作，即调节阀C4-1打开至合适的开度，将燃烧室8的引气分别引入至液体燃料环管1-9H对燃烧室8的喷嘴液体燃料通道进行吹扫清洁，防止积碳情况发生，同时液体燃料系统A的液体燃料流路A0上的止回阀A8能够有效防止吹扫气倒灌至液体燃料系统A的内部，产生易燃混合物，影响液体燃料再次投入使用。进一步地，液体燃料系统A中的泄放阀A7可选地打开，对液体燃料路中残余的液体燃料通过泄放口进行泄放保证机组安全后调整为关闭，恢复系统备机状态。

在以上的气体燃料和液体燃料两者的相互切换过程中，燃料的增减速率根据热值进行匹配，即保证液体燃料增加的速率与其热值的乘积和气体燃料减少的速率与其热值的乘积相等，或液体燃料减少的速率与其热值的乘积和气体燃料增加的速率与其热值的乘积相等；进行燃料切换时，应严格控制两者的燃料流量增减速率，以实现最短的切换时间，和最平稳的机组功率波动。切换时间指：当给出切换指令开始计时，从当前的工作燃料完全切换到另外一种燃料进行工作所用的时间，机组功率波动指：切换过程中，机组的最大和最小功率的差与机组稳定运行时的功率的比值，为确保负载运行平稳，要求机组功率波动范围不大于10％。