CN107893704A - 一种燃气轮机自调节供油装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气轮机自调节供油装置，包括压差调节阀、转速和高度补偿器，压差调节阀的燃油进口与上游的燃油供应管路连通，燃油出口与下游的通往燃油喷嘴的管路连通，压差调节阀的阀芯连杆伸出阀体的右端顶部与设置在压差调节阀外部右侧的转速和高度补偿器连接；在燃油系统中安装在燃油喷嘴之前，能够根据环境大气压力及压气机后压力自动调节燃油系统对燃气轮机的燃油供给，保证燃油系统的持续稳定供油及燃气轮机的安全稳定运行，同时，能够确保燃气轮机在不同海拔高度起动成功。

Description

一种燃气轮机自调节供油装置

技术领域

本发明涉及燃气轮机燃油系统技术领域，特别地，涉及一种燃气轮机自调节供油装置。

背景技术

在一定海拔高度，燃气轮机起动加速过程中，压气机出口压力逐步升高，此时就需要向燃烧室喷注更多的燃油，现有燃气轮机燃油系统是根据控制系统相应指令增大供油，该供油方式不能快速根据燃气轮机转速增加、压气机后压力升高的变化持续调节供油量。更多地，当燃气轮机在不同海拔高度起动，因进口大气压力不同，起动供油量不同，此时需要根据不同海拔高度修改控制系统中的供油规律，这使得燃气轮机在不同海拔高度使用时，需要在控制系统编写不同的供油规律，大大增加了控制系统的开发工作。所以，发明一种能够根据环境大气压力及压气机后压力变化自动调节供油的装置对燃气轮机起动加速过程快速、持续调节燃油供给意义重大。同时，这种装置能够大大提高燃气轮机在不同海拔高度工作时控制系统中供油规律的适用性。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和不足，本发明提供了一种燃气轮机自调节供油装置，在燃油系统中安装在燃油喷嘴之前，能够根据环境大气压力及压气机后压力自动调节燃油系统对燃气轮机的燃油供给，保证燃油系统的持续稳定供油及燃气轮机的安全稳定运行，同时，能够确保燃气轮机在不同海拔高度起动成功。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种燃气轮机自调节供油装置，包括压差调节阀、转速和高度补偿器，其特征在于，

--所述压差调节阀包括阀体和阀芯，所述阀芯可在阀体的内腔中左右滑动，其中，

所述阀体的左端设有与其内腔连通的通油孔，所述通油孔用以引入液压油压力，所述阀体的右端周壁上设有燃油进口，所述燃油进口与上游的燃油供应管路连通，所述阀体的中部设有燃油出口，所述燃油出口与下游的通往燃油喷嘴的管路连通；

所述阀芯的左侧底部设置弹簧，右侧顶部设置阀芯连杆，所述阀芯连杆伸出所述阀体的右端顶部与设置在所述压差调节阀外部右侧的所述转速和高度补偿器连接；

所述阀芯的左侧承受液压油压力和弹簧力，右侧承受燃油压力以及所述转速和高度补偿器对其阀芯连杆的推力，所述阀芯在左右侧压差作用下可左右移动，从而控制所述压差调节阀的燃油出口的开度，进而控制通往下游的燃油喷嘴的燃油流量；

--所述转速和高度补偿器包括壳体以及设置在壳体中的膜片、复位弹簧、水平连杆、调节杆、波纹管，其中，

所述转速和高度补偿器的壳体的内腔包括上腔体、下腔体以及连通上腔体和下腔体的连通腔体，所述膜片布置在所述上腔体中，所述波纹管水平布置在所述下腔体中，所述调节杆沿竖直方向铰接在所述连通腔体中；

所述膜片将所述上腔体分隔为左部上腔体和右部上腔体，所述复位弹簧水平布置在所述右部上腔体中，所述复位弹簧顶抵在所述膜片的右侧，并且所述右部上腔体设有通气孔，所述通气孔引入压气机后压力；所述左部上腔体与所述连通腔体以及下腔体连通，且所述左部上腔体、连通腔体、下腔体中的至少一个上设有通气孔，该通气孔引入环境大气压力；

所述膜片的左侧通过布置在所述左部上腔体中的所述水平连杆与所述调节杆的上端右侧连接，所述调节杆的上端左侧与所述压差调节阀的阀芯连杆连接，所述调节杆的下端右侧与所述波纹管的顶部连接；

所述调节杆的上端右侧承受压气机后压力和弹簧力，下端承受波纹管压力(即环境大气压力)，作用于所述调节杆的上端与下端的压差会使所述调节杆旋转，对压差调节阀的阀芯连杆产生推力。

优选地，所述通往燃油喷嘴的管路上设置燃油截止阀。

优选地，所述燃油截止阀为两路式燃油截止阀，是一个常闭阀，当其通电时，阀门打开，燃油得以流入下游的燃油喷嘴，若给所述燃油截止阀断电会导致燃气轮机正常停车。

优选地，当所述阀芯处于左侧极限位置时，所述燃油出口完全打开，当所述阀芯处于右侧极限位置时，所述燃油出口完全关闭，所述阀芯由左侧极限位置向右侧极限位置移动时，所述燃油出口的开度逐渐减小，反之，所述阀芯由右侧极限位置向左侧极限位置移动时，该燃油出口的开度逐渐增大。

优选地，在一定海拔高度，燃气轮机起动加速过程中，随之压气机出口压力逐步升高，作用于所述调节杆上端右侧的压力会逐步升高，作用于所述调节杆的上端与下端的压差逐步升高，这个逐步升高的压差会使得所述调节杆逆时针旋转，进而所述调节杆对所述压差调节阀的阀芯连杆的推力会增大，使得阀芯向左侧移动，所述压差调节阀的燃油出口开度增大，进而通往下游的燃油喷嘴的燃油流量增大。

优选地，在一定海拔高度，当燃气轮机转速下降，作用于所述调节杆的上端与下端压差逐步下降，使得所述调节杆顺时针旋转，进而所述压差调节阀的阀芯向右侧移动，燃油出口开度减小。

优选地，随着海拔高度的增大，作用于所述调节杆的上端与下端的压差下降，使得所述调节杆顺时针旋转，进而所述调节杆对所述压差调节阀的阀芯连杆的推力会减小，使得阀芯向右侧移动，所述压差调节阀的燃油出口开度减小，进而通往燃油喷嘴的燃油流量减小。

优选地，随着海拔高度下降，作用于所述调节杆的上端与下端压差增大，使得所述调节杆逆时针旋转，进而所述调节杆对所述压差调节阀的阀芯连杆的推力会增大，使得阀芯向左侧移动，所述压差调节阀的燃油出口开度增大，进而通往燃油喷嘴的燃油流量增大。

同现有技术相比，本发明的燃气轮机自调节供油装置，在燃油系统中安装在燃油喷嘴之前，能够根据环境大气压力及压气机后压力自动调节燃油系统对燃气轮机的燃油供给，保证燃油系统的持续稳定供油及燃气轮机的安全稳定运行，同时，能够确保燃气轮机在不同海拔高度起动成功。

附图说明

图1为本发明的燃气轮机自调节供油装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。此外，以下实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

如图1所示，本发明的燃气轮机自调节供油装置，包括压差调节阀1、转速和高度补偿器2和燃油截止阀3。

压差调节阀1包括阀体11和阀芯12，阀芯12可在阀体11的内腔中左右滑动，阀体11的左端设有与其内腔连通的通油孔，该通油孔用以引入液压油压力，阀体11的右端周壁上设有燃油进口，该燃油进口与上游的燃油供应管路连通，阀体11的中部设有燃油出口，该燃油出口与下游的通往燃油喷嘴的管路连通，且该通往燃油喷嘴的管路上设置燃油截止阀3；阀芯12的左侧底部设置弹簧13，阀芯12的右侧顶部设置阀芯连杆14，阀芯连杆14伸出阀体11的右端顶部与设置在压差调节阀1外部右侧的转速和高度补偿器2连接；阀芯12的左侧承受液压油压力和弹簧力，右侧承受燃油压力以及转速和高度补偿器2对其阀芯连杆14的推力，阀芯12在左右侧压差作用下可左右移动，从而控制压差调节阀1的燃油出口的开度，进而控制通往下游的燃油喷嘴的燃油流量，当阀芯12处于左侧极限位置时，该燃油出口完全打开，当阀芯12处于右侧极限位置时，该燃油出口完全关闭，阀芯12由左侧极限位置向右侧极限位置移动时，该燃油出口的开度逐渐减小，反之，阀芯12由右侧极限位置向左侧极限位置移动时，该燃油出口的开度逐渐增大。

转速和高度补偿器2包括壳体以及设置在壳体中的膜片21、复位弹簧22、水平连杆23、调节杆24、波纹管25，壳体的内腔包括上腔体、下腔体以及连通上腔体和下腔体的连通腔体，膜片21布置在壳体的上腔体中，波纹管25水平布置在壳体的下腔体中，调节杆24沿竖直方向铰接在壳体的连通腔体中。膜片21将壳体的上腔体分为左右两部分，右部上腔体中设有水平布置的复位弹簧22，该复位弹簧22顶抵在膜片21的右侧，并且右部上腔体设有通气孔，该通气孔引入压气机后压力；左部上腔体与壳体的连通腔体以及下腔体连通，且左部上腔体、连通腔体、下腔体中的至少一个上设有通气孔，该通气孔引入环境大气压力；膜片21的左侧通过布置在左部上腔体中的水平连杆23与调节杆24的上端右侧连接，调节杆24的上端左侧与压差调节阀1的阀芯连杆14连接，调节杆24的下端右侧与波纹管25的顶部连接。调节杆24的上端右侧承受压气机后压力和弹簧力，下端承受波纹管压力(即环境大气压力)，作用于膜片上端与下端的压差会使得调节杆24旋转，对压差调节阀24的阀芯连杆有一个推力。

在一定海拔高度，环境大气压力一定，燃气轮机起动加速过程中，燃油系统需要向燃油喷嘴渐渐增大供油量。此时，环境大气压力一定，即波纹管25作用于调节杆24下端右侧的反作用力一定，而压气机出口压力逐步升高，作用于调节杆24上端右侧的压力会逐步升高。作用于调节杆24的上端与下端压差随之逐步升高，作用于调节杆24的上端与下端压差＝压气机后压力-环境大气压力，故作用于调节杆24的上端与下端压差逐步升高，这个逐步升高的压差会使得调节杆24逆时针旋转，进而调节杆24对压差调节阀1的阀芯连杆14的推力会增大，使得阀芯12向左侧移动，压差调节阀1的燃油出口开度增大，进而通往燃油喷嘴的燃油流量增大，达到增大供油量的效果。

同理，在一定海拔高度，当燃气轮机转速下降，燃油喷嘴需要的燃油流量降低，此时环境大气压力不变，压气机后压力逐步下降，作用于调节杆24的上端与下端压差逐步下降，使得调节杆24顺时针旋转，进而压差调节阀1的阀芯12向右侧移动，燃油出口开度减小，达到减小供油量的效果。

当燃气轮机在不同海拔高度起动运行时，随着海拔高度的增大，起动所需的燃油量减少，如果按照低海拔环境下的供油规律给燃气轮机供油易造成燃气轮机富油熄火、超温等问题。燃气轮机同样转速下压气机压比不变，而压气机后压力＝压气机前压力(环境大气压力)*压比，作用于调节杆24的上端与下端压差＝压气机后压力-环境大气压力＝(压比-1)*环境大气压力，随着海拔高度的增大，环境大气压力下降，所以作用于调节杆24的上端与下端压差下降，使得调节杆24顺时针旋转，进而调节杆24对压差调节阀1的阀芯连杆14的推力会减小，使得阀芯向右侧移动，压差调节阀1的燃油出口开度减小，进而通往燃油喷嘴的燃油流量减小，达到减小供油量的效果。

同理，当海拔高度下降，为防止燃气轮机贫油熄火，起动所需的燃油量增大，此时环境大气压力增大，作用于调节杆24的上端与下端压差增大，使得调节杆24逆时针旋转，进而调节杆24对压差调节阀1的阀芯连杆的推力会增大，使得阀芯向左侧移动，压差调节阀1的燃油出口开度增大，进而通往燃油喷嘴的燃油流量增大，达到增大供油量的效果。

本发明提供的燃气轮机自调节供油装置能够根据环境大气压力及压气机后压力变化自动调节对燃气轮机的供油量，其对燃气轮机燃油系统意义重大，同时提高了燃气轮机控制系统中供油规律在不同海拔高度的适用性。

燃油经压差调节阀1后流往燃油截止阀3，燃油截至阀3为两路式燃油截止阀，是一个常闭阀，当其通电时，阀门打开，燃油得以流入下游的燃油喷嘴，若给燃油截止阀3断电会导致燃气轮机正常停车。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种燃气轮机自调节供油装置，包括压差调节阀、转速和高度补偿器，其特征在于，

--所述压差调节阀包括阀体和阀芯，所述阀芯可在阀体的内腔中左右滑动，其中，

所述阀体的左端设有与其内腔连通的通油孔，所述通油孔用以引入液压油压力，所述阀体的右端周壁上设有燃油进口，所述燃油进口与上游的燃油供应管路连通，所述阀体的中部设有燃油出口，所述燃油出口与下游的通往燃油喷嘴的管路连通；

所述阀芯的左侧底部设置弹簧，右侧顶部设置阀芯连杆，所述阀芯连杆伸出所述阀体的右端顶部与设置在所述压差调节阀外部右侧的所述转速和高度补偿器连接；

所述阀芯的左侧承受液压油压力和弹簧力，右侧承受燃油压力以及所述转速和高度补偿器对其阀芯连杆的推力，所述阀芯在左右侧压差作用下可左右移动，从而控制所述压差调节阀的燃油出口的开度，进而控制通往下游的燃油喷嘴的燃油流量；

--所述转速和高度补偿器包括壳体以及设置在壳体中的膜片、复位弹簧、水平连杆、调节杆、波纹管，其中，

所述转速和高度补偿器的壳体的内腔包括上腔体、下腔体以及连通上腔体和下腔体的连通腔体，所述膜片布置在所述上腔体中，所述波纹管水平布置在所述下腔体中，所述调节杆沿竖直方向铰接在所述连通腔体中；

所述膜片将所述上腔体分隔为左部上腔体和右部上腔体，所述复位弹簧水平布置在所述右部上腔体中，所述复位弹簧顶抵在所述膜片的右侧，并且所述右部上腔体设有通气孔，所述通气孔引入压气机后压力；所述左部上腔体与所述连通腔体以及下腔体连通，且所述左部上腔体、连通腔体、下腔体中的至少一个上设有通气孔，该通气孔引入环境大气压力；

所述膜片的左侧通过布置在所述左部上腔体中的所述水平连杆与所述调节杆的上端右侧连接，所述调节杆的上端左侧与所述压差调节阀的阀芯连杆连接，所述调节杆的下端右侧与所述波纹管的顶部连接；

所述调节杆的上端右侧承受压气机后压力和弹簧力，下端承受波纹管压力(即环境大气压力)，作用于所述调节杆的上端与下端的压差会使所述调节杆旋转，对压差调节阀的阀芯连杆产生推力。

2.根据上述权利要求燃气轮机自调节供油装置，其特征在于，所述通往燃油喷嘴的管路上设置燃油截止阀。

3.根据上述权利要求燃气轮机自调节供油装置，其特征在于，所述燃油截止阀为两路式燃油截止阀，是一个常闭阀，当其通电时，阀门打开，燃油得以流入下游的燃油喷嘴，若给所述燃油截止阀断电会导致燃气轮机正常停车。

4.根据上述权利要求燃气轮机自调节供油装置，其特征在于，当所述阀芯处于左侧极限位置时，所述燃油出口完全打开，当所述阀芯处于右侧极限位置时，所述燃油出口完全关闭，所述阀芯由左侧极限位置向右侧极限位置移动时，所述燃油出口的开度逐渐减小，反之，所述阀芯由右侧极限位置向左侧极限位置移动时，该燃油出口的开度逐渐增大。

5.根据上述权利要求燃气轮机自调节供油装置，其特征在于，在一定海拔高度，燃气轮机起动加速过程中，随之压气机出口压力逐步升高，作用于所述调节杆上端右侧的压力会逐步升高，作用于所述调节杆的上端与下端的压差逐步升高，这个逐步升高的压差会使得所述调节杆逆时针旋转，进而所述调节杆对所述压差调节阀的阀芯连杆的推力会增大，使得阀芯向左侧移动，所述压差调节阀的燃油出口开度增大，进而通往下游的燃油喷嘴的燃油流量增大。

6.根据上述权利要求燃气轮机自调节供油装置，其特征在于，在一定海拔高度，当燃气轮机转速下降，作用于所述调节杆的上端与下端压差逐步下降，使得所述调节杆顺时针旋转，进而所述压差调节阀的阀芯向右侧移动，燃油出口开度减小。

7.根据上述权利要求燃气轮机自调节供油装置，其特征在于，随着海拔高度的增大，作用于所述调节杆的上端与下端的压差下降，使得所述调节杆顺时针旋转，进而所述调节杆对所述压差调节阀的阀芯连杆的推力会减小，使得阀芯向右侧移动，所述压差调节阀的燃油出口开度减小，进而通往燃油喷嘴的燃油流量减小。

8.根据上述权利要求燃气轮机自调节供油装置，其特征在于，随着海拔高度下降，作用于所述调节杆的上端与下端压差增大，使得所述调节杆逆时针旋转，进而所述调节杆对所述压差调节阀的阀芯连杆的推力会增大，使得阀芯向左侧移动，所述压差调节阀的燃油出口开度增大，进而通往燃油喷嘴的燃油流量增大。