CN107044350B - 一种液压驱动系统及具有其的燃气轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液压驱动系统及具有其的燃气轮机。所述液压驱动系统包括压气机进口可调导叶压力油装置以及天然气燃料调节阀压力油装置；压气机进口可调导叶压力油装置与天然气燃料调节阀压力油系统装置相互通过连通阀连通；压气机进口可调导叶压力油装置包括第一进油口以及第一出油口；第一进油口与辅机滑油供油系统连接；第一出油口与可调导叶角度调节伺服阀连接；天然气燃料调节阀压力油装置包括第二进油口以及第二出油口；第二进油口与辅机滑油供油系统连接；第二出油口与天然气燃料调节阀连接。本申请的液压驱动系统能够通过液压的方式调节燃气轮机压气机可调叶片角度的调节以及天然气燃料调节阀开度的控制。

Description

一种液压驱动系统及具有其的燃气轮机
技术领域
本发明涉及燃气轮机技术领域，特别是涉及一种液压驱动系统及具有其的燃气轮机。
背景技术
目前，世界范围内工业发电用燃机一般都以天然气为主要燃料，相较于液体燃料，天然气成本较低，燃烧产生NOx等的污染物含量也较低。而烧天然气时，燃料调节阀对气体燃料流量调节的稳定性是影响燃气轮机功率、性能及寿命的重要因素，通常天然气燃料调节阀是依靠动力源驱动阀芯运动来实现阀门开度的调节。
另外，很多情况下，燃气轮机压气机进口设有可调导叶(IGV)，一方面在燃机低转速状态，起到防止压气机发生喘振的作用；另一方面，当燃机用于联合循环部分负载运行时，可通过调整IGV的角度，减小进气流量，使燃机的排气温度保持在较高的水平，以调高联合循环总体热效率。通常，压气机IGV是依靠动力源驱动作动筒活塞动作实现IGV角度的调节。
现有技术中，天燃气燃料调节阀通常主要有两种驱动形式：气动和电动，每一种驱动形式都需配套相应的设备。气体驱动时，使用的驱动力源压缩空气具有很大的可压缩性，不能很好地保证调节阀调节时的稳定性，而且响应时间较慢；电驱动则是通过供电电源驱动电动头带动阀芯动作实现阀门开度的控制，调节时由于电动头与阀芯之间通过涡轮涡杆进行传动，因此传动精度较低，响应时间较迟钝。
另外，为确保燃气轮机在各工况下，IGV角度满足调节规律，机组需额外配置一套IGV压力油系统，包括油源、泵组、滤器及测量仪表等，因此，机组成本较高，占位空间较大。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液压驱动系统来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种液压驱动系统，所述液压驱动系统用于调节燃气轮机压气机可调叶片角度以及天然气燃料调节阀开度的控制；
所述液压驱动系统包括压气机进口可调导叶压力油装置以及天然气燃料调节阀压力油装置；所述压气机进口可调导叶压力油装置与天然气燃料调节阀压力油系统装置相互通过连通阀连通；
所述压气机进口可调导叶压力油装置包括第一进油口以及第一出油口；
所述第一进油口与辅机滑油供油系统连接；所述第一出油口与可调导叶角度调节伺服阀连接；
所述天然气燃料调节阀压力油装置包括第二进油口以及第二出油口；
所述第二进油口与所述辅机滑油供油系统连接；所述第二出油口与天然气燃料调节阀连接；其中，
所述压气机进口可调导叶压力油装置用于将自所述辅机滑油供油系统得到的辅机滑油提供给所述可调导叶角度调节伺服阀，从而使可调导叶角度调节伺服阀控制可调导叶作动筒动作调节燃气轮机压气机可调叶片角度；
所述天然气燃料调节阀压力油装置用于将自所述辅机滑油供油系统得到的辅机滑油提供给所述天然气燃料调节阀，从而控制所述天然气燃料调节阀的开度。
优选地，所述压气机进口可调导叶压力油装置包括：
第一电机泵，所述第一电机泵的进液口为所述第一进油口；
第一单向阀，所述第一单向阀的进液口与所述第一电机泵的出液口通过管路连通；
第一截断阀，所述第一截断阀的进液口与所述第一单向阀的出液口通过管路连通，所述第一截断阀的出液口为所述第一出油口；
第一溢流阀，所述第一溢流阀的进液口与所述第一单向阀与第一截断阀连通的管路连通，所述第一溢流阀的出液口与所述辅机滑油供油系统连通，其中，
所述第一电机泵用于自所述辅机滑油供油系统泵出辅机滑油，所述辅机滑油经过所述第一单向阀以及第一截断阀后进入所述可调导叶角度调节伺服阀；
所述第一溢流阀用于为流经所述压气机进口可调导叶压力油装置的辅机滑油调压。
优选地，所述压气机进口可调导叶压力油装置进一步包括第一高压过滤器，所述第一高压过滤器设置在所述第一单向阀与第一截断阀连通的管路之间，所述第一高压过滤器用于过滤辅机滑油。
优选地，所述压气机进口可调导叶压力油装置进一步包括第一蓄能器，所述第一蓄能器设置在所述第一单向阀与第一截断阀连通的管路之间。
优选地，所述压气机进口可调导叶压力油装置进一步包括：
第一温度表，所述第一温度表设置在所述第一单向阀与第一截断阀连通的管路之间；
第一压力表，所述第一压力表设置在所述第一单向阀与第一截断阀连通的管路之间。
优选地，所述天然气燃料调节阀压力油装置包括：
第二电机泵，所述第二电机泵的进液口为所述第二进油口；
第二单向阀，所述第二单向阀的进液口与所述第二电机泵的出液口通过管路连通；
第二截断阀，所述第二截断阀的进液口与所述第二单向阀的出液口通过管路连通，所述第二截断阀的出液口为所述第二出油口；
第二溢流阀，所述第二溢流阀的进液口与所述第二单向阀与第二截断阀连通的管路连通，所述第二溢流阀的出液口与所述辅机滑油供油系统连通，其中，
所述第二电机泵用于自所述辅机滑油供油系统泵出辅机滑油，所述辅机滑油经过所述第二单向阀以及第二截断阀后进入所述可调导叶角度调节伺服阀；
所述第二溢流阀用于为流经所述压气机进口可调导叶压力油装置的辅机滑油调压。
优选地，所述天然气燃料调节阀压力油装置进一步包括第二高压过滤器，所述第二高压过滤器设置在所述第二单向阀与第二截断阀连通的管路之间，所述第二高压过滤器用于过滤辅机滑油。
优选地，所述天然气燃料调节阀压力油装置进一步包括第二蓄能器，所述第二蓄能器设置在所述第二单向阀与第二截断阀连通的管路之间。
优选地，所述天然气燃料调节阀压力油装置进一步包括：
第二温度表，所述第二温度表设置在所述第二单向阀与第二截断阀连通的管路之间；
第二压力表，所述第二压力表设置在所述第二单向阀与第二截断阀连通的管路之间。
本申请还提供了一种燃气轮机，所述燃气轮机包括如上所述的液压驱动系统。
本申请的液压驱动系统能够通过液压的方式调节燃气轮机压气机可调叶片角度的调节以及天然气燃料调节阀开度的控制。具有设备简单，操作方便，响应时间快，阀门调控精度高，可同时实现燃气轮机压气机可调叶片角度的调节及天然气燃调阀开度的控制的优点。且本发明IGV角度调节伺服阀及天然气燃料调节阀共用一压力油源，油源提取自机组辅机滑油，投资相对较少，占位空间较小。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的液压驱动系统的系统示意图。
图2是图1所示液压驱动系统的油路原理图。
附图标记：
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图1是根据本发明一实施例的液压驱动系统的系统示意图。图2是图1所示液压驱动系统的油路原理图。
如图1及图2所示的液压驱动系统用于调节燃气轮机压气机可调叶片角度以及天然气燃料调节阀开度的控制；
参见图1及图2，在本实施例中，液压驱动系统包括压气机进口可调导叶压力油装置以及天然气燃料调节阀压力油装置；压气机进口可调导叶压力油装置与天然气燃料调节阀压力油系统装置相互通过连通阀20连通。
压气机进口可调导叶压力油装置包括第一进油口41以及第一出油口61。
第一进油口41与辅机滑油供油系统1连接；第一出油口61与可调导叶角度调节伺服阀2连接。
天然气燃料调节阀压力油装置包括第二进油口121以及第二出油口141。
第二进油口121与辅机滑油供油系统1连接；第二出油口141与天然气燃料调节阀3连接；其中，压气机进口可调导叶压力油装置用于将自辅机滑油供油系统得到的辅机滑油提供给可调导叶角度调节伺服阀2，从而使可调导叶角度调节伺服阀2控制可调导叶作动筒动作调节燃气轮机压气机可调叶片角度。天然气燃料调节阀压力油装置用于将自辅机滑油供油系统得到的辅机滑油提供给天然气燃料调节阀3，从而控制天然气燃料调节阀3的开度。
本申请的液压驱动系统采用通过辅机滑油供油系统所提供的辅机滑油来进行液压驱动系统用于调节燃气轮机压气机可调叶片角度的调节以及天然气燃料调节阀开度的控制。具有设备简单，操作方便，响应时间快，阀门调控精度高，可同时实现燃气轮机压气机可调叶片角度的调节及天然气燃调阀开度的控制的优点。且本发明IGV角度调节伺服阀及天然气燃料调节阀共用一压力油源，油源提取自机组辅机滑油，投资相对较少，占位空间较小。
在本实施例中，设置联通阀的目的为，可根据流量需要调节供油齿轮泵工作状态，在压气机进口可调导叶与天然气燃料调节阀都处于静态流量时控制系统可根据具体情况将两个供油泵的工作状态改为一工一备。
参见图1及图2，在本实施例中，压气机进口可调导叶压力油装置包括第一电机泵4、第一单向阀5、第一截断阀6以及第一溢流阀7。
其中，第一电机泵4的进液口为第一进油口41；第一单向阀5的进液口与第一电机泵4的出液口通过管路连通；第一截断阀6的进液口与第一单向阀5的出液口通过管路连通，第一截断阀6的出液口为第一出油口61；第一溢流阀7的进液口与第一单向阀5与第一截断阀6连通的管路连通，第一溢流阀7的出液口与辅机滑油供油系统1连通，第一电机泵用于自辅机滑油供油系统泵出辅机滑油，辅机滑油经过第一单向阀以及第一截断阀后进入可调导叶角度调节伺服阀；第一溢流阀用于为流经压气机进口可调导叶压力油装置的辅机滑油调压。
在本实施例中，，第一电机泵4优选隔爆型三相异步电动机，电源为380AC动力电源。泵优选齿轮泵，齿轮泵的工作介质要求(如过滤精度等)、使用温度、泵的吸油口压力应满足相应的要求。
在本实施例中，压气机进口可调导叶压力油装置进一步包括第一高压过滤器8，第一高压过滤器8设置在第一单向阀5与第一截断阀6连通的管路之间，第一高压过滤器8用于过滤辅机滑油。
通过设置有第一高压过滤器，可过滤辅机滑油中的细微杂质，确保压力油的清洁，保证用油部件安全工作稳定。
在本实施例中，压气机进口可调导叶压力油装置进一步包括第一蓄能器9，第一蓄能器9设置在第一单向阀5与第一截断阀6连通的管路之间。
在本实施例中，第一蓄能器9优选液压囊式蓄能器，是压力油系统中的储能元件，它可储存多余的压力油液，并在需要时释放出来供给系统使用。其功能可以作为辅助动力源，保压、补充泄露、缓和冲击、吸收压力脉动。第一蓄能器9的主要用途为在突然停电或电机泵组发生故障油泵停止供油的情况下，提供一定油量作为应急动力源，使执行元件能继续完成必要的动作。
在本实施例中，压气机进口可调导叶压力油装置进一步包括第一温度表10以及第一压力表11，第一温度表10设置在第一单向阀5与第一截断阀6连通的管路之间；第一压力表11设置在第一单向阀5与第一截断阀6连通的管路之间。
通过第一压力表可实时监控流路的压力。通过第一温度表可实时监控流路的温度。
在本实施例中，天然气燃料调节阀压力油装置包括第二电机泵12、第二单向阀13、第二截断阀14以及第二溢流阀15。
在本实施例中，第二电机泵12的进液口为第二进油口121；第二单向阀13的进液口与第二电机泵12的出液口通过管路连通；第二截断阀14的进液口与第二单向阀13的出液口通过管路连通，第二截断阀14的出液口为第二出油口141；第二溢流阀15的进液口与第二单向阀13与第二截断阀14连通的管路连通，第二溢流阀15的出液口与辅机滑油供油系统1连通，其中，第二电机泵12用于自辅机滑油供油系统1泵出辅机滑油，辅机滑油经过第二单向阀13以及第二截断阀14后进入所述天然气燃料调节阀3；第二溢流阀15用于为流经天然气燃料调节阀压力油装置的辅机滑油调压。
在本实施例中，，第二电机泵12优选隔爆型三相异步电动机，电源为380AC动力电源。泵优选齿轮泵，齿轮泵的工作介质要求(如过滤精度等)、使用温度、泵的吸油口压力应满足相应的要求。
在本实施例中，天然气燃料调节阀压力油装置进一步包括第二高压过滤器16，第二高压过滤器16设置在第二单向阀13与第二截断阀14连通的管路之间，第二高压过滤器16用于过滤辅机滑油。
通过设置有第二高压过滤器，可过滤辅机滑油中的细微杂质，确保压力油的清洁，保证用油部件安全工作稳定。
在本实施例中，天然气燃料调节阀压力油装置进一步包括第二蓄能器17，第二蓄能器17设置在所述第二单向阀13与第二截断阀14连通的管路之间。
在本实施例中，第二蓄能器17优选液压囊式蓄能器，是压力油系统中的储能元件，它可储存多余的压力油液，并在需要时释放出来供给系统使用。其功能可以作为辅助动力源，保压、补充泄露、缓和冲击、吸收压力脉动。第二蓄能器17的主要用途为在突然停电或电机泵组发生故障油泵停止供油的情况下，提供一定油量作为应急动力源，使执行元件能继续完成必要的动作。
在本实施例中，天然气燃料调节阀压力油装置进一步包括第二温度表18以及第二压力表19，第二温度表18设置在第二单向阀13与第二截断阀14连通的管路之间；第二压力表19设置在第二单向阀13与第二截断阀14连通的管路之间。
通过第二压力表可实时监控流路的压力。通过第二温度表可实时监控流路的温度。
本申请还提供了一种燃气轮机，所述燃气轮机包括如上所述的液压驱动系统。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种液压驱动系统，其特征在于，所述液压驱动系统用于调节燃气轮机压气机可调叶片角度以及天然气燃料调节阀开度的控制；
所述液压驱动系统包括压气机进口可调导叶压力油装置以及天然气燃料调节阀压力油装置；所述压气机进口可调导叶压力油装置与天然气燃料调节阀压力油装置相互通过连通阀(20)连通；
所述压气机进口可调导叶压力油装置包括第一进油口(41)以及第一出油口(61)；
所述第一进油口(41)与辅机滑油供油系统(1)连接；所述第一出油口(61)与可调导叶角度调节伺服阀(2)连接；
所述天然气燃料调节阀压力油装置包括第二进油口(121)以及第二出油口(141)；
所述第二进油口(121)与所述辅机滑油供油系统(1)连接；所述第二出油口(141)与天然气燃料调节阀(3)连接；其中，
所述压气机进口可调导叶压力油装置用于将自所述辅机滑油供油系统得到的辅机滑油提供给所述可调导叶角度调节伺服阀(2)，从而使可调导叶角度调节伺服阀(2)控制可调导叶作动筒动作调节燃气轮机压气机可调叶片角度；
所述天然气燃料调节阀压力油装置用于将自所述辅机滑油供油系统得到的辅机滑油提供给所述天然气燃料调节阀(3)，从而控制所述天然气燃料调节阀(3)的开度。
2.如权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，所述压气机进口可调导叶压力油装置包括：
第一电机泵(4)，所述第一电机泵(4)的进液口为所述第一进油口(41)；
第一单向阀(5)，所述第一单向阀(5)的进液口与所述第一电机泵(4)的出液口通过管路连通；
第一截断阀(6)，所述第一截断阀(6)的进液口与所述第一单向阀(5)的出液口通过管路连通，所述第一截断阀(6)的出液口为所述第一出油口(61)；
第一溢流阀(7)，所述第一溢流阀(7)的进液口与所述第一单向阀(5)与第一截断阀(6)连通的管路连通，所述第一溢流阀(7)的出液口与所述辅机滑油供油系统(1)连通，其中，
所述第一电机泵用于自所述辅机滑油供油系统泵出辅机滑油，所述辅机滑油经过所述第一单向阀以及第一截断阀后进入所述可调导叶角度调节伺服阀；
所述第一溢流阀用于为流经所述压气机进口可调导叶压力油装置的辅机滑油调压。
3.如权利要求2所述的液压驱动系统，其特征在于，所述压气机进口可调导叶压力油装置进一步包括第一高压过滤器(8)，所述第一高压过滤器(8)设置在所述第一单向阀(5)与第一截断阀(6)连通的管路之间，所述第一高压过滤器(8)用于过滤辅机滑油。
4.如权利要求3所述的液压驱动系统，其特征在于，所述压气机进口可调导叶压力油装置进一步包括第一蓄能器(9)，所述第一蓄能器(9)设置在所述第一单向阀(5)与第一截断阀(6)连通的管路之间。
5.如权利要求4所述的液压驱动系统，其特征在于，所述压气机进口可调导叶压力油装置进一步包括：
第一温度表(10)，所述第一温度表(10)设置在所述第一单向阀(5)与第一截断阀(6)连通的管路之间；
第一压力表(11)，所述第一压力表(11)设置在所述第一单向阀(5)与第一截断阀(6)连通的管路之间。
6.如权利要求2所述的液压驱动系统，其特征在于，所述天然气燃料调节阀压力油装置包括：
第二电机泵(12)，所述第二电机泵(12)的进液口为所述第二进油口(121)；
第二单向阀(13)，所述第二单向阀(13)的进液口与所述第二电机泵(12)的出液口通过管路连通；
第二截断阀(14)，所述第二截断阀(14)的进液口与所述第二单向阀(13)的出液口通过管路连通，所述第二截断阀(14)的出液口为所述第二出油口(141)；
第二溢流阀(15)，所述第二溢流阀(15)的进液口与所述第二单向阀(13)与第二截断阀(14)连通的管路连通，所述第二溢流阀(15)的出液口与所述辅机滑油供油系统(1)连通，其中，
所述第二电机泵(12)用于自所述辅机滑油供油系统(1)泵出辅机滑油，所述辅机滑油经过所述第二单向阀(13)以及第二截断阀(14)后进入所述天然气燃料调节阀(3)；
所述第二溢流阀(15)用于为流经所述天然气燃料调节阀压力油装置的辅机滑油调压。
7.如权利要求6所述的液压驱动系统，其特征在于，所述天然气燃料调节阀压力油装置进一步包括第二高压过滤器(16)，所述第二高压过滤器(16)设置在所述第二单向阀(13)与第二截断阀(14)连通的管路之间，所述第二高压过滤器(16)用于过滤辅机滑油。
8.如权利要求7所述的液压驱动系统，其特征在于，所述天然气燃料调节阀压力油装置进一步包括第二蓄能器(17)，所述第二蓄能器(17)设置在所述第二单向阀(13)与第二截断阀(14)连通的管路之间。
9.如权利要求8所述的液压驱动系统，其特征在于，所述天然气燃料调节阀压力油装置进一步包括：
第二温度表(18)，所述第二温度表(18)设置在所述第二单向阀(13)与第二截断阀(14)连通的管路之间；
第二压力表(19)，所述第二压力表(19)设置在所述第二单向阀(13)与第二截断阀(14)连通的管路之间。
10.一种燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机包括如权利要求1至9中任意一项所述的液压驱动系统。
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