CN108915878B - 一种用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置，易燃气体储罐横向设置在可调托架和固定托架之间，固定托架的右侧固定设置一电磁铁，易燃气体储罐的前部出气端的外缘卡设并可滑动地设置在U形槽内，易燃气体储罐的前部出气端中心处的单向出气喷管，固定插设在单向二通电磁阀的进气口中，当电磁铁通电时，推动易燃气体储罐向左侧移动，易燃气体通过单向出气管进入单向二通电磁阀，并通过单向二通电磁阀的出气口通进入燃烧室内部的点火助燃气体喷嘴，点火器喷嘴遇到易燃气体，瞬间成功点火，本发明结构简单、安全可靠，具有点火成功率高等特点，特别适用于燃气轮机的点火器喷嘴难以点火或环境温度低工况状态下。

Description

一种用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置

技术领域

本发明属于燃气轮机领域，涉及一种助燃装置，尤其涉及一种用于地面燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置。

背景技术

地面燃气轮机开机启动运行时，启动电机启动后发动机经常点不着火，一直困扰着一线研发人员，排除点火故障有诸多原因，但经常碰到通电的点火器喷嘴高频电火花和未充分雾化好的燃料相遇没有被点燃，尤其当燃气轮机处于温度较低工况状态下电火花引燃燃料更为困难，而导致发动机运行不成功。一方面，研发人员在发动机点火失败而排除故障时往往需要耗费大量的时间和精力；另一方面，发生点火故障时，往往需要频繁启动发动机点火器，一定程度上也影响了发动机点火器的使用寿命。

发明内容

针对地面燃气轮机在开机启动运行时，由于通电的点火器喷嘴高频电火花和未充分雾化好的燃料相遇没有被点燃，导致燃气轮机运行点火启动失败的技术问题，本发明旨在提供一种用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置，通过在地面燃气轮机外围支架上安装一套易燃气体助燃装置，当燃气轮机正常点火启动失败时，通过启动电磁铁开关，使得易燃气体罐体向上弹出，使上部固定端的易燃气体罐的出气口打开，控制气体的电磁阀打开，易燃气体流入通电的发动机点火器喷嘴附近位置并和燃烧室未充分雾化好的燃料相遇被点燃，可实现地面燃气轮机的瞬间点火，降低了研发人员在发动机点火失败而排除故障的大量精力，延长了发动机点火器的使用寿命。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置，所述燃气轮机包括设置在其燃烧室内部的点火助燃气体喷嘴，所述助燃装置包括基座以及横向设置在所述基座上的易燃气体储罐，其特征在于，

所述基座的前端设置一可调托架，后端设置一固定托架，所述易燃气体储罐横向设置在所述可调托架和固定托架之间，

所述固定托架的右侧固定设置一电磁铁，所述电磁铁中部的铁芯向右侧延伸形成为一行程杆，所述行程杆的末端固定设置一限位挡板，当所述电磁铁通电时，在电磁力的作用下，所述限位挡板向左侧移动，所述限位挡板用以限定所述行程杆向左侧移动的距离，

所述易燃气体储罐的末端底部设置一罐托，所述罐托的右侧表面中心向外凸出形成一柱状凸起，所述罐托的右侧表面与所述固定托架之间设置一弹簧，且所述弹簧套设在所述柱状凸起外，

所述柱状凸起的顶部形成一柱状凹槽，所述柱状凸起穿过形成在所述固定托架上的通孔，并通过所述柱状凹槽与所述电磁铁中部的铁芯相互套接，且所述柱状凹槽与所述电磁铁中部的铁芯之间设置一减振块，当所述电磁铁通电时，所述铁芯向左侧移动，并通过所述减振块推动所述罐托右侧的柱状凸起继而推动所述易燃气体储罐向左侧移动，

所述可调托架包括一底板和一固定在所述底板上的立板，所述底板左右可调地设置在所述基座的前端，所述立板的左侧固定设置一单向二通电磁阀，所述立板的右侧设置一U形槽，所述U形槽的深度与所述罐托的最大行程相适配，所述易燃气体储罐的前部出气端的外缘卡设并可滑动地设置在所述U形槽内，所述易燃气体储罐的前部出气端中心设置一单向出气喷管，所述单向出气喷管固定插设在所述单向二通电磁阀的进气口中，当所述易燃气体储罐向左侧移动时，其中的易燃气体通过所述单向出气喷管进入所述单向二通电磁阀，通过调整所述可调托架在所述基座前端的位置可调节所述单向出气喷管的出气量，所述单向二通电磁阀的出气口通过管路与燃烧室内部的点火助燃气体喷嘴连通。

优选地，所述固定托架的左侧设置一可调定位环，且所述可调定位环位于所述柱状凸起与所述固定托架之间，所述可调定位环用以限定所述柱状凸起向右侧移动的距离，所述可调定位环上设有至少一行程定位螺钉，所述行程定位螺钉的末端螺纹连接在所述固定托架上的螺纹孔中，通过调节所述行程定位螺钉在所述螺纹孔中的深度可调节所述可调定位环与所述固定托架之间的距离。

优选地，所述固定托架的底部通过紧固件固定设置在所述基座上。

优选地，所述电磁铁通过紧固件固定设置在所述固定托架的右侧。

优选地，所述可调托架的底板通过固定螺钉和调节螺钉设置在所述基座前端位置处的长孔中，所述固定螺钉和调节螺钉用以调节所述可调托架在所述基座前端的位置，继而调节所述易燃气体储罐的出气量。

优选地，所述基座的前端还固定设置一螺母，所述螺母中配合设置一调节丝杆，所述调节丝杆的末端顶抵在所述可调托架的底板上，通过调节所述调节丝杆可调节所述可调托架在所述基座前端的位置。

优选地，所述基座上还设置一用以支撑所述易燃气体储罐的罐体支座，所述罐体支座位于所述可调托架和固定托架之间，所述罐体支座上还配合连接一罐体固定上压板，所述易燃气体储罐卡设在所述罐体支座与罐体固定上压板之间并可在二者之间进行横向移动。

优选地，所述罐体支座与罐体固定上压板之间通过紧固件连接，并在连接处设置有垫片。

根据本发明的另一方面，还提供了一种燃气轮机点火启动的助燃控制系统，包括用以带动燃气轮机旋转的启动电机、与燃气轮机的燃油喷嘴连通的燃油供应管路、与点火助燃气体喷嘴连通的易燃气体供应管路以及用以起动点火喷嘴的点火器，其特征在于，

所述易燃气体供应管路的进口端同本发明的上述助燃装置连通，

当燃气轮机点火启动时，

首先启动所述启动电机，带动燃气轮机旋转，

然后起动设置在所述燃油供应管路上的供油泵，向燃油喷嘴进行供油，

之后打开点火器，

最后间断打开所述助燃装置中的电磁铁和单向二通电磁阀，向点火助燃气体喷嘴供应易燃气体，燃气轮机点火成功后，关闭所述电磁铁和单向二通电磁阀。

本发明的用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置在使用时，首先打开电磁铁，电磁铁产生磁力后，即可和固定底座上的定位块吸合，瞬间向前顶出弹簧，弹簧的上部顶住带有罐托的易燃气体储罐的罐体向前弹出，使易燃气体储罐前端的单向出气喷管打开并进入单向二通电磁阀，之后打开控制气体的单向二通电磁阀，易燃气体流入燃气轮机点火器喷嘴附近位置并和燃烧室未充分雾化好的燃料相遇被点燃，从而实现燃气轮机的启动。

本发明的用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置中，电磁铁属于常闭状态，断续工作通电20秒，可根据上位机控制通电在1秒-20秒可调，磁性功率20w50％,推进行程4±0.2毫米，磁力推进力18±(牛)顿力，接线正负端为24v直流电压；易燃气体储罐前端的单向出气喷管接入直流24v单向二通电磁阀的进口端，出口端气管接入发动机腔体点火喷嘴附近位置；电磁铁和单向二通电磁阀开关一路控制，同时打开，起到双重保险作用，避免气体损失；电磁铁和单向电磁阀的电源线接入发动机上位机控制，并入发动机启动控制信号端口。

本发明的用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置，其运行逻辑是根据发动机给出启动运行指令后，启动电机运转，供油开关打开开始供油，点火器供电，可燃气体助燃装置开关打开，供气1-5秒，时间可调，然后电磁铁、单向二通电磁阀自行断电。

同现有技术相比，本发明的用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置，通过在地面燃气轮机外围支架上安装一套易燃气体助燃装置，可实现地面燃气轮机的瞬间点火，明显提高了燃气轮机正常启动运行的工作，降低了研发人员在发动机点火失败而排除故障的大量精力，延长了燃气轮机点火器的使用寿命。

附图说明

图1为用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置的结构示意图；

图2为燃气轮机点火启动的助燃控制系统示意图；

图3为电磁铁通电后所产生的推动行程和作用力示意图；

图4为助燃装置后端的局部放大图；

图5为助燃装置前端的局部放大图；

图6为助燃装置的主体架的结构示意图；

图7为助燃装置的主体座的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加易于理解，以下参照附图并举实施例，对本发明进行进一步说明。

如图1、4～7所示，本发明的用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置，燃气轮机包括设置在其燃烧室内部的点火助燃气体喷嘴，助燃装置包括基座1以及横向设置在基座1上的易燃气体储罐2，基座1的左端设置一可调托架3，右端设置一固定托架4，易燃气体储罐2横向设置在可调托架3和固定托架4之间，固定托架4的底部通过螺栓等紧固件5固定设置在基座1上，固定托架4的右侧通过螺栓等紧固件固定设置一电磁铁6，电磁铁6中部的铁芯向右侧延伸形成为一行程杆7，行程杆7的末端固定设置一限位挡板8，当电磁铁6通电时，在电磁力的作用下，限位挡板8向左侧移动，限位挡板8用以限定行程杆7向左侧移动的距离。

易燃气体储罐2的末端底部设置一罐托9，罐托9的右侧表面中心向外凸出形成一柱状凸起，罐托9的右侧表面与固定托架4之间设置一弹簧10，且弹簧10套设在柱状凸起外，柱状凸起的顶部形成一柱状凹槽，柱状凸起穿过形成在固定托架4上的通孔，并通过柱状凹槽与电磁铁6中部的铁芯相互套接，且柱状凹槽与电磁铁6中部的铁芯之间设置一减振块11，当电磁铁6通电时，铁芯向左侧移动，并通过减振块11推动罐托9右侧的柱状凸起继而推动易燃气体储罐2向左侧移动。

可调托架3包括一底板和一固定在底板上的立板，底板左右可调地设置在基座1的前端，立板的左侧固定设置一单向二通电磁阀12，立板的右侧设置一U形槽，U形槽的深度与罐托2的最大行程相适配，易燃气体储罐2的前部出气端的外缘卡设并可滑动地设置在U形槽内，易燃气体储罐2的前部出气端中心设置一单向出气喷管13，单向出气喷管13固定插设在单向二通电磁阀12的进气口中，根据需要，二者之间可进一步设置用以防止气体泄漏的胶套，当易燃气体储罐2向左侧移动时，其中的易燃气体通过单向出气喷管13进入单向二通电磁阀12，通过调整可调托架3在基座1前端的位置可调节单向出气喷管13的出气量，单向二通电磁阀12的出气口通过管路与燃烧室内部的点火助燃气体喷嘴连通。

进一步地，固定托架4的左侧还设置一可调定位环14，且可调定位环14位于柱状凸起与固定托架4之间，可调定位环14用以限定柱状凸起向右侧移动的距离，可调定位环14上设有至少一行程定位螺钉15，行程定位螺钉15的末端螺纹连接在固定托架4上的螺纹孔中，通过调节行程定位螺钉15在螺纹孔中的深度可调节可调定位环14与固定托架4之间的距离。可调托架3的底板通过固定螺钉16和调节螺钉17设置在基座1前端位置处的长孔中，固定螺钉16和调节螺钉17用以调节可调托架3在基座1前端的位置，继而调节易燃气体储罐2的出气量。基座1的前端还固定设置一螺母18，螺母18中配合设置一调节丝杆19，调节丝杆19的末端顶抵在可调托架3的底板上，通过调节调节丝杆19可调节可调托架3在基座1前端的位置。

如图1所示，基座1上还设置一用以支撑易燃气体储罐2的罐体支座20，罐体支座20位于可调托架3和固定托架4之间，罐体支座20上配合连接一罐体固定上压板21，易燃气体储罐2卡设在罐体支座20与罐体固定上压板21之间并可在二者之间进行横向移动。罐体支座20与罐体固定上压板21之间通过紧固件连接，并在连接处设置有垫片。

如图2所示，本发明的用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置在使用时，首先打开电磁铁，电磁铁产生磁力后，即可和固定底座上的定位块吸合，瞬间向前顶出弹簧，弹簧的上部顶住带有罐托的易燃气体储罐的罐体向前弹出，使易燃气体储罐前端的单向出气喷管打开并进入单向二通电磁阀，之后打开控制气体的单向二通电磁阀，易燃气体流入燃气轮机点火器喷嘴附近位置并和燃烧室未充分雾化好的燃料相遇被点燃，从而实现燃气轮机的启动。

本发明的用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置中，电磁铁属于常闭状态，断续工作通电20秒，可根据上位机控制通电在1秒-20秒可调，磁性功率20w50％,推进行程4±0.2毫米，磁力推进力18±(牛)顿力，接线正负端为24v直流电压；易燃气体储罐前端的单向出气喷管接入直流24v单向二通电磁阀的进口端，出口端气管接入发动机腔体点火喷嘴附近位置；电磁铁和单向二通电磁阀开关一路控制，同时打开，起到双重保险作用，避免气体损失；电磁铁和单向电磁阀的电源线接入发动机上位机控制，并入发动机启动控制信号端口。

本发明的用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置，其运行逻辑是根据发动机给出启动运行指令后，启动电机运转，供油开关打开开始供油，点火器供电，可燃气体助燃装置开关打开，供气1-5秒，时间可调，然后电磁铁、单向二通电磁阀自行断电。

图3为电磁铁通电后，所产生的推动行程和作用力，根据易燃气体储罐单向出气喷管的行程，可调节止挡板调整电磁铁推动的行程的大小，保证罐体所排出的可燃气体达到一个最佳位置。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于燃气轮机点火启动的易燃气体助燃装置，所述燃气轮机包括设置在其燃烧室内部的点火助燃气体喷嘴，所述助燃装置包括基座以及横向设置在所述基座上的易燃气体储罐，其特征在于，

所述基座的前端设置一可调托架，后端设置一固定托架，所述易燃气体储罐横向设置在所述可调托架和固定托架之间，

所述固定托架的右侧固定设置一电磁铁，所述电磁铁中部的铁芯向右侧延伸形成为一行程杆，所述行程杆的末端固定设置一限位挡板，当所述电磁铁通电时，在电磁力的作用下，所述限位挡板向左侧移动，所述限位挡板用以限定所述行程杆向左侧移动的距离，

所述易燃气体储罐的末端底部设置一罐托，所述罐托的右侧表面中心向外凸出形成一柱状凸起，所述罐托的右侧表面与所述固定托架之间设置一弹簧，且所述弹簧套设在所述柱状凸起外，

所述柱状凸起的顶部形成一柱状凹槽，所述柱状凸起穿过形成在所述固定托架上的通孔，并通过所述柱状凹槽与所述电磁铁中部的铁芯相互套接，且所述柱状凹槽与所述电磁铁中部的铁芯之间设置一减振块，当所述电磁铁通电时，所述铁芯向左侧移动，并通过所述减振块推动所述罐托右侧的柱状凸起继而推动所述易燃气体储罐向左侧移动，

所述可调托架包括一底板和一固定在所述底板上的立板，所述底板左右可调地设置在所述基座的前端，所述立板的左侧固定设置一单向二通电磁阀，所述立板的右侧设置一U形槽，所述U形槽的深度与所述罐托的最大行程相适配，所述易燃气体储罐的前部出气端的外缘卡设并可滑动地设置在所述U形槽内，所述易燃气体储罐的前部出气端中心设置一单向出气喷管，所述单向出气喷管固定插设在所述单向二通电磁阀的进气口中，当所述易燃气体储罐向左侧移动时，其中的易燃气体通过所述单向出气喷管进入所述单向二通电磁阀，通过调整所述可调托架在所述基座前端的位置可调节所述单向出气喷管的出气量，所述单向二通电磁阀的出气口通过管路与燃烧室内部的点火助燃气体喷嘴连通。

2.根据权利要求1所述的易燃气体助燃装置，其特征在于，所述固定托架的左侧设置一可调定位环，且所述可调定位环位于所述柱状凸起与所述固定托架之间，所述可调定位环用以限定所述柱状凸起向右侧移动的距离，所述可调定位环上设有至少一行程定位螺钉，所述行程定位螺钉的末端螺纹连接在所述固定托架上的螺纹孔中，通过调节所述行程定位螺钉在所述螺纹孔中的深度可调节所述可调定位环与所述固定托架之间的距离。

3.根据权利要求1所述的易燃气体助燃装置，其特征在于，所述固定托架的底部通过紧固件固定设置在所述基座上。

4.根据权利要求1所述的易燃气体助燃装置，其特征在于，所述电磁铁通过紧固件固定设置在所述固定托架的右侧。

5.根据权利要求1所述的易燃气体助燃装置，其特征在于，所述可调托架的底板通过固定螺钉和调节螺钉设置在所述基座前端位置处的长孔中，所述固定螺钉和调节螺钉用以调节所述可调托架在所述基座前端的位置，继而调节所述易燃气体储罐的出气量。

6.根据权利要求5所述的易燃气体助燃装置，其特征在于，所述基座的前端还固定设置一螺母，所述螺母中配合设置一调节丝杆，所述调节丝杆的末端顶抵在所述可调托架的底板上，通过调节所述调节丝杆可调节所述可调托架在所述基座前端的位置。

7.根据权利要求1所述的易燃气体助燃装置，其特征在于，所述基座上还设置一用以支撑所述易燃气体储罐的罐体支座，所述罐体支座位于所述可调托架和固定托架之间，所述罐体支座上还配合连接一罐体固定上压板，所述易燃气体储罐卡设在所述罐体支座与罐体固定上压板之间并可在二者之间进行横向移动。

8.根据权利要求7所述的易燃气体助燃装置，其特征在于，所述罐体支座与罐体固定上压板之间通过紧固件连接，并在连接处设置有垫片。

9.根据权利要求1所述的易燃气体助燃装置，其特征在于，所述易燃气体为丁烷气体。

10.一种燃气轮机点火启动的助燃控制系统，包括用以带动燃气轮机旋转的启动电机、与燃气轮机的燃油喷嘴连通的燃油供应管路、与点火助燃气体喷嘴连通的易燃气体供应管路以及用以起动点火喷嘴的点火器，其特征在于，

所述易燃气体供应管路的进口端同权利要求1至9任一项所述的助燃装置连通，

当燃气轮机点火启动时，

首先启动所述启动电机，带动燃气轮机旋转，

然后起动设置在所述燃油供应管路上的供油泵，向燃油喷嘴进行供油，

之后打开点火器，

最后间断打开所述助燃装置中的电磁铁和单向二通电磁阀，向点火助燃气体喷嘴供应易燃气体，燃气轮机点火成功后，关闭所述电磁铁和单向二通电磁阀。