CN110905663B - 一种通过远程气动控制的点火装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通过远程气动控制的点火装置,所述装置包括点火电嘴移动部件、引导筒以及集气腔体，所述点火电嘴移动部件设置在所述点火装置中心，设置于所述引导筒内，所述引导筒设于所述集气腔体内部。本发明提供的通过远程气动控制的点火装置中的点火电嘴在高压气体的控制下可伸缩，有助于解决电嘴因浸泡在高温燃烧区而导致的烧毁，进而烧毁脱落的碎片掉入透平区域造成极其严重的事故。

Description

一种通过远程气动控制的点火装置

技术领域

本发明属于重型燃气轮机燃烧技术领域，具体涉及一种通过远程气动控制的点火装置

背景技术

燃机的使用范围非常广泛，发电领域、国防领域(军舰发动机)都可见其身影。

燃烧室是燃机的核心部件，在燃烧室使用过程中，燃烧室点火的可靠性是一个十分重要的技术指标，它是整套设备正常运行的前提条件。目前，大多数燃机采用贫预混燃烧，因为贫燃反应时温度较低，有效减少氮氧化物的排放，同时大大节省燃料、提高燃烧效率，是解决当前燃烧系统面临的能源和环境问题的一种有效途径。但贫燃反应时，由于燃料相对不足，燃烧系统熄火和点火失败的概率也相应增大，对燃烧系统的稳定性造成了严重的影响。如何保证贫燃系统的点火可靠性，包括三菱、西门子、GE等多家燃机制造企业，针对自己产品结构的特点，设计了多种不同形式的点火装置。

目前燃气轮机大多采用电火花塞点火系统，点火电嘴采用高温合金加工，点火端最高瞬时耐温可达1300℃，中心采用半导体陶瓷放电。燃机运行时燃烧区域温度可达1700℃以上，若点火电嘴长期浸泡在高温燃烧区，将导致点火电嘴烧坏，更严重的将会导致电嘴部件脱落掉入透平旋转件区域，造成重大安全事故，因此，针对在火焰筒处进行点火的燃机，为保护点火电嘴，设计可靠的伸缩点火装置显得尤为重要。

发明内容

发明目的：为了解决上述问题，本发明提供了一种远程气动控制的可伸缩燃机点火装置，使得燃烧室更易点火，解决了点火电嘴因浸泡于高温燃烧区而导致损毁的问题。

技术方案：

本发明提供了一种通过远程气动控制的点火装置,所述装置包括点火电嘴移动部件、引导筒以及集气腔体，所述点火电嘴移动部件设置在所述点火装置中心，设置于所述引导筒内，所述引导筒设于所述集气腔体内部。

优选的，所述点火电嘴移动部件包括点火电嘴、电嘴保护套管、设于电嘴保护套管上端的固定环、外弹簧、密封体、密封环、内弹簧；

内外弹簧分别嵌套在电嘴保护套管上，其内径稍大于套管外径，所述外弹簧的上端与所述固定环接触，

点火电嘴通过螺纹扭入电嘴保护套管，

电嘴保护套管穿过密封体，并焊接成一体，且密封体上设有密封环，所述密封体的下端与所述内弹簧的上端接触。

优选的，所述引导筒包括引导筒筒体和固定在引导筒筒体上方的端盖，所述端盖中心设有通孔，所述电嘴保护套管从通孔中穿过，所述端盖为所述密封体的挡块。

优选的，所述集气腔体包括集气腔法兰盖、集气腔上法兰、集气腔筒体、集气腔下法兰、进出口管接头；

所述集气腔下法兰设有通孔，电嘴保护套管从通孔中穿过，所述集气腔下法兰的上端与所述内弹簧的下端接触；

所述集气腔筒体与所述集气腔下法兰焊接，进出口管接头设于集气腔筒体上；

所述集气腔筒体上边缘处焊接有环状的集气腔上法兰，所述集气腔法兰盖固定于所述集气腔上法兰，所述集气腔法兰盖上端与所述外弹簧的下端接触。

优选的，所述集气腔体与引导筒之间形成腔体，所述腔体密封。

通过集气腔体上的进口管接头引入高压空气，迫使点火电嘴受压快速下移，待点火完毕后，高压空气通过出口管接头排出，点火电嘴受弹簧作用快速恢复原位。

所述一种通过远程气动控制的点火装置，还包括连接220V电源的点火电缆、供给高压空气的气泵及进/出口快速开关阀门、进/排气管道。

引导筒筒体内壁面光滑，通过密封体上的密封环与引导筒筒体接触进行密封，防止集气腔内部的高压空气过多的泄露进入引导筒内部，造成两者间无相应压差，导致装置失效。

所述一种通过远程气动控制的点火装置，其通过螺栓连接，将集气腔下法兰固定于燃烧室缸体外表面上。

有益效果：

1、本发明提供的通过远程气动控制的点火装置中的点火电嘴在高压气体的控制下可伸缩，有助于解决电嘴因浸泡在高温燃烧区而导致的烧毁，进而脱落掉入透平区域造成极其严重的事故。

2、本发明提供的通过远程气动控制的点火装置通过可伸缩的点火装置，点火电嘴伸长后的点火区域在燃料相对富裕处，更容易完成点火。

3、本发明提供的通过远程气动控制的点火装置通过人为可控的装置，通过人为下发指令，实现阀门链锁动作，反应灵敏。

附图说明：

图1：为本发明提供的通过远程气动控制的点火装置的结构图

图2：为本发明提供的点火装置固定于燃烧室缸体上的示意图

其中：1：点火电嘴；2：电嘴保护套管；3：外弹簧；4：集气腔法兰盖；5：下垫片；6：集气腔上法兰；7：集气腔筒体；8：密封体；9：出口管接头；10：集气腔下法兰；11：内弹簧；12：引导筒筒体；13：进口管接头；14：密封环A；15：密封环B；16：引导筒端盖；17：螺栓；18：螺母；19：上垫片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步解释，以下实施例有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，为本发明提供的通过远程气动控制的点火装置的结构图。该装置包括点火电嘴移动部件、引导筒以及集气腔体，点火电嘴移动部件设置在所述点火装置中心，设置于所述引导筒内，所述引导筒设于所述集气腔体内部。

所述点火电嘴移动部件包括点火电嘴20、电嘴保护套管2、设于电嘴保护套管2上端的固定环1、外弹簧3、密封体8、密封环14、内弹簧11；

内外弹簧分别嵌套在电嘴保护套管2上，其内径稍大于套管外径，所述外弹簧3的上端与所述固定环1接触，

点火电嘴20通过螺纹扭入电嘴保护套管2，

电嘴保护套管2穿过密封体8，并焊接成一体，且密封体8上设有密封环14，所述密封体8的下端与所述内弹簧11的上端接触。

所述引导筒包括引导筒筒体12和固定在引导筒筒体12上方的端盖16，所述端盖16中心设有通孔，所述电嘴保护套管2从通孔中穿过，所述端盖16为所述密封体8的挡块。

引导筒端盖16和密封体8之间设有密封环A14，密封环A14镶嵌在密封体8的环槽内。

所述集气腔体包括集气腔法兰盖4、集气腔上法兰6、集气腔筒体7、集气腔下法兰10、出口管接头9和进口管接头13；

所述集气腔下法兰10设有通孔，电嘴保护套管2从通孔中穿过，所述集气腔下法兰10的上端与所述内弹簧11的下端接触；

所述集气腔筒体7与所述集气腔下法兰10焊接，出口管接头9和进口管接头13设于集气腔筒体7上；

所述集气腔筒体7上边缘处焊接有环状的集气腔上法兰6，所述集气腔法兰盖4固定于所述集气腔上法兰6，集气腔法兰盖4和集气腔上法兰6之间设有下垫片5，所述集气腔法兰盖4与集气腔上法兰6之间通过螺栓17、螺母18和上垫片19固定。所述集气腔法兰盖4上端与所述外弹簧3的下端接触。所述集气腔法兰盖4上设有凹槽，所述外弹簧3的下端设于凹槽内，凹槽底部设有密封环B15，密封环B镶嵌在集气腔法兰盖4内，密封环B与电嘴保护套管2光滑接触。

所述集气腔体与引导筒之间形成腔体，所述腔体密封。

在未点火状态下，进口管接头上连接的进气阀门及出口管接头上连接的排气阀门均关闭，由于内外弹簧力的作用，此时点火电嘴处于缩回状态；当需要点火时，打开进气阀门，高压气体进入点火装置内部，在高压环境驱动下，点火电嘴快速下移；在通高压气体的同时，进行通电点火。由于电嘴不能长期浸泡在高温燃烧区，在完成点火后，立刻关闭进气阀门，联动打开排气阀门，高压气体排出，弹簧力促使点火电嘴快速恢复原位。高压空气的压力必须大于弹簧力及弹簧与电嘴保护套管间的摩擦力之和，才能驱使点火电嘴下移完成点火。

如图2所示，为本发明提供的点火装置固定于燃烧室缸体上的示意图。通过螺栓的作用，将其固定于燃烧室缸体外部，固定后，点火电嘴下端面原则上与火焰筒壁面平齐。这样带来的效果是，防止点火电嘴过于深入高温燃烧区而导致烧毁，同时由于电嘴的阻挡，避免燃烧室缸体内空气过多的从电嘴保护套管及火焰筒间的间隙直接进入火焰筒，影响整体流场分布及燃烧效率。点火电嘴上端连接点火电缆。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种通过远程气动控制的点火装置,其特征在于，所述装置包括点火电嘴移动部件、引导筒以及集气腔体，所述点火电嘴移动部件设置在所述点火装置中心，设置于所述引导筒内，所述引导筒设于所述集气腔体内部；

所述点火电嘴移动部件包括点火电嘴、电嘴保护套管、设于电嘴保护套管上端的固定环、外弹簧、密封体、密封环、内弹簧；

内外弹簧分别嵌套在电嘴保护套管上，其内径稍大于套管外径，所述外弹簧的上端与所述固定环接触，

点火电嘴通过螺纹扭入电嘴保护套管，

电嘴保护套管穿过密封体，并焊接成一体，且密封体上设有密封环，所述密封体的下端与所述内弹簧的上端接触。

2.根据权利要求1所述的通过远程气动控制的点火装置，其特征在于，所述引导筒包括引导筒筒体和固定在引导筒筒体上方的端盖，所述端盖中心设有通孔，所述电嘴保护套管从通孔中穿过，所述端盖为所述密封体的挡块。

3.根据权利要求2所述的通过远程气动控制的点火装置，其特征在于，所述集气腔体包括集气腔法兰盖、集气腔上法兰、集气腔筒体、集气腔下法兰、进出口管接头；

所述集气腔下法兰设有通孔，电嘴保护套管从通孔中穿过，所述集气腔下法兰的上端与所述内弹簧的下端接触；

所述集气腔筒体与所述集气腔下法兰焊接，进出口管接头设于集气腔筒体上；

所述集气腔筒体上边缘处焊接有环状的集气腔上法兰，所述集气腔法兰盖固定于所述集气腔上法兰，所述集气腔法兰盖上端与所述外弹簧的下端接触。

4.根据权利要求3所述的通过远程气动控制的点火装置，其特征在于，所述集气腔体与引导筒之间形成腔体，所述腔体密封。

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