CN112943717B - 一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统，包括液压油箱、与液压油箱连通的液压泵组、集成阀块以及液压马达：集成阀块上设置有启动入口、慢转入口、阀块出油口以及阀块回油口，集成阀块上还设置有第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀以及第四插装阀；液压泵组包括高压油口、低压油口以及第一泄油口，高压油口与启动入口连通，低压油口与慢转入口连通，第一泄油口与液压油箱连通，液压马达的进油口与阀块出油口连通，液压马达的出油口与阀块回油口连通。有助于减少故障停机时间，从而有助于减少停机带来的经济损失。

Description

一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统
技术领域
本发明涉及燃气轮机技术领域，具体地，涉及一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统。
背景技术
航改型燃气轮机是指将航空喷气发动机加以改造，配以动力透平，使其转速及功率符合陆地发电或机械拖动的需要的燃气轮机。
液压启动系统是航改型燃气轮机发电机组的重要辅助系统之一，主要由油箱、过滤器、油泵、电机、液压马达以及各种传感器等组成。其中液压马达安装于燃气轮机的辅助齿轮箱上，工作时由系统驱动液压马达转动，再通过离合器及辅助齿轮箱驱动燃气轮机转动，实现燃气轮机的正常启动、吹扫，水洗和停机盘车等。
目前，对于航改型燃气轮机发电机组而言，其液压启动系统、燃气轮机润滑油系统和发电机润滑油系统等均配备了油箱液位传感器、供油压力和温度传感器，当出现液位低、油压低和温度高报警时，均会触发燃气轮机无盘车紧急停机，使机组在短短几分钟内完全停止运行。
但是，由于燃气轮机壳体和内部叶片的冷却速度有差别，不充分冷却会导致叶片与壳体或密封件的间隙远小于正常值，此时若重启机组则会造成叶片刮伤甚至更严重的故障。出于对机组的保护，此时控制系统会立即触发燃气轮机4小时锁死，即在4小时内燃气轮机不允许执行任何启动操作，直至完全冷却后才允许机组重启。
发明人认为：上述报警信号有可能是误报警、传感器自身故障或接线松动等故障引起的，这些故障可在短期内修复，若此时仍4小时锁死则会造成航改型燃气轮机发电机组长时间停机，影响机组的连续运行和经济效益，存在待改进之处。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统。
根据本发明提供的一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统,包括液压油箱、与液压油箱连通的液压泵组、集成阀块以及液压马达：所述集成阀块上设置有启动入口、慢转入口、阀块出油口以及阀块回油口，所述集成阀块上还设置有第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀以及第四插装阀；所述第一插装阀的进油口与启动入口连通、出油口与阀块出油口连通；所述第二插装阀的进油口与阀块回油口连通、出油口与慢转入口连通；所述第三插装阀的进油口与慢转入口连通、出油口与阀块出油口连通；所述第四插装阀的进油口与回油口连通、出油口与启动入口连通；所述液压泵组包括高压油口、低压油口以及第一泄油口，所述高压油口与启动入口连通，所述低压油口与慢转入口连通，所述第一泄油口与液压油箱连通，所述液压马达的进油口与阀块出油口连通，所述液压马达的出油口与阀块回油口连通。
优选地，所述液压泵组包括充油定量泵、主变量泵以及伺服阀，所述充油定量泵的进油口与液压油箱连通，所述充油定量泵的出油口与主变量泵的进油口连通，所述第一泄油口设置在主变量泵上，所述主变量泵的出油口与伺服阀连通，且所述高压油口和低压油口二者均设置在伺服阀上。
优选地，所述充油定量泵与主变量泵之间设置有供油过滤器，所述供油过滤器包括并联连接的第一粗过滤器和第一单向阀，且所述第一粗过滤器和第一单向阀二者的进油口均与充油定量泵的出油口连通，所述第一粗过滤器和第一单向阀二者的出油口均与主变量泵的进油口连通。
优选地，所述充油定量泵和主变量泵同轴固定连接，且所述充油定量泵上安装有用于驱动充油定量泵和主变量泵的启动电机。
优选地，所述伺服阀上安装有两个压力变送器，两个所述压力变送器分别位于高压油口处和低压油口处。
优选地，所述伺服阀上设置有用于检测高压油口油压的第一压力表，且所述伺服阀上还设置油用于检测低压油口油压的第二压力表。
优选地，所述主变量泵包括斜盘式轴向柱塞泵。
优选地，所述液压马达与阀块回油口之间设置有回油过滤器，所述回油过滤器包括并联连接的第二粗过滤器和第二单向阀，且所述第二粗过滤器和第二单向阀二者的进油口均与液压马达的出油口连通，所述第二粗过滤器和第二单向阀二者的出油口均与阀块回油口连通。
优选地，所述液压马达上设置有第二泄油口，所述第二泄油口与液压油箱连通。
优选地，所述高压油口处和低压油口处均设置有预压力，所述高压油口处的预压力为保证燃气轮机正常工作的最大负载压力，所述低压油口处的预压力为防止燃气轮机壳体和叶片刮伤所允许的最大驱动压力。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过充油定量泵、主变量泵、伺服阀、集成阀块以及液压马达的配合启动燃气轮机转动，当液压油自伺服阀上的高压油口流出并依次流经启动入口、阀块出口、液压马达、阀块回油口、慢转入口，再从伺服阀上的低压油口流回伺服阀并形成回路时，燃气轮机高速运转，实现燃气轮机的正常启动、吹扫，水洗和停机盘车等；当液压油自伺服电机上的低压油口流出并依次经慢转入口、阀块出口、液压马达、阀块回油口、启动入口，再从伺服阀上的高压油口流回伺服阀并成型回路时，燃气轮机低速慢转以防止机组被4小时锁死，有助于减少故障停机时间，从而有助于减少停机带来的经济损失。
2、本发明通过供油过滤器和低压回油过滤器的配合过滤液压油中的杂质，有助于提高油道中液压油的清洁度，从而有助于提高液压系统工作的稳定性以及延长液压元件的实用寿命。
3、本发明通过调节斜盘式轴向柱塞泵的斜盘角度，来调节供油流量以及改变供油方向，有助于提高工作人员调节流量的便捷性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明主要体现液压系统整体的示意图；
图2为图1局部A的放大图，主要体现集成阀块整体结构的示意图。
附图标记：1、液压油箱；2、液压泵组；21、充油定量泵；22、主变量泵；221、第一泄油口；23、伺服阀；231、高压油口；232、低压油口；233、第一压力表；234、第二压力表；3、集成阀块；31、启动入口；32、慢转入口；33、阀块出油口；34、阀块回油口；35、第一插装阀；36、第二插装阀；37、第三插装阀；38、第四插装阀；4、液压马达；41、第二泄油口；5、启动电机；6、供油过滤器；61、第一粗过滤器；62、第一单向阀；7、压力变送器；8、回油过滤器；81、第二粗过滤器；82、第二单向阀。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，根据本发明提供的一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统，包括液压油箱1、与液压油箱连通的液压泵组2、集成阀块3以及液压马达4。液压油依次流经液压泵组2、集成阀块3以及液压马达4，从而形成液压回路，进而驱动液压马达4转动。液压马达4通过离合器和燃气轮机的辅助齿轮箱带动燃气轮机转动，进而实现燃气轮机的正常启动、吹扫、水洗和停机盘车等。
如图2所示，集成阀块3包括启动入口31、慢转入口32、阀块出油口33以及阀块回油口34，且集成阀块3上还安装有第一插装阀35、第二插装阀36、第三插装阀37以及第四插装阀38。插装阀主要实现液路的通或断，且插装阀的灵敏度高、密封性好，结构紧凑，性能可靠。
第一插装阀35的进油口与启动入口31连通、出油口与阀块出油口33连通；第二插装阀36的进油口与阀块回油口34连通、出油口与慢转入口32连通；第三插装阀37的进油口与慢转入口32连通、出油口与阀块出油口33连通；第四插装阀38的进油口与阀块回油口34连通、出油口与启动入口31连通。
安装在集成阀块3上的四个插装阀以及四个油口配合形成两组回路，其中一组回路为液压油从启动入口31流入集成阀块3，经过第一插装阀35再从阀块出油口33流出，然后再从阀块回油口34流回集成阀块3，经过第二插装阀36再从慢转入口32流出并形成回路；另一组回路为液压油从慢转入口32流入集成阀块3，经过第三插装阀37再从阀块出油口33流出，然后再从阀块回油口34流回集成阀块3，经过第四插装阀38再从启动入口31流出并形成回路。两组回路互不影响且相互配合控制液压马达4工作。
如图1所示，液压泵组2包括充油定量泵21、主变量泵22以及伺服阀23，充油定量泵21的进油口与液压油箱1连通，充油定量泵21的出油口与主变量泵22的进油口连通，主变量泵22的出油口与伺服阀连通23。主变量泵22上一体成型有第一泄油口221，第一泄油口221与液压油箱1连通。
充油定量泵21与主变量泵22同轴焊接固定连接为一体，且充油定量泵21远离主变量泵22的一端通过联轴器连接有启动电机5，启动电机5控制充油定量泵21和主变量泵22的开启或关闭。充油定量泵21的出油口和主变量泵22的进油口之间还连通有供油过滤器6，供油过滤器6包括并联连接的第一粗过滤器61和第一单向阀62。且第一粗过滤器61和第一单向阀62二者的进油口均与充油定量泵21的出油口连通，第一粗过滤器61和第一单向阀62二者的出油口均与主变量泵62的进油口连通。由供油过滤器6将充油定量泵21输送至主变量泵22的液压油过滤，提高了进入液压油路中的液压油的清洁度，从而延长了液压元件的实用寿命。
主变量泵22为斜盘式轴向柱塞泵，通过主变量泵22向液压系统内提供高压且流量可调的液压油，从而达到调节液压马达的转矩和转速的目的，且效率高、能量损耗少。充油定量泵21负责从液压油箱1中吸油并补充液压回路运转过程中损失的油量，因此充油定量泵21为小排量定量泵。伺服阀23为两位三通电磁换向阀。
伺服阀23上一体成型有高压油口231和低压油口232，高压油口231与启动入口31连通，低压油口232与慢转入口32连通。伺服阀23上的低压油口232和高压油口231处均安装有压力变送器7，压力变送器7将压力转换成电性号，并将该信号传递至控制设备。伺服阀23上还安装有用于检测高压油口231油压的第一压力表233，以及用于检测低压油口232油压的第二压力表234。且高压油口2312处和低压油口232处均设置有预压力，高压油口231处的预压力为保证燃气轮机正常工作的最大负载压力，低压油口232处的预压力为防止燃气轮机壳体和叶片刮伤所允许的最大驱动压力。且高压油口231处和低压油口232处的预压力均由人工手动预设。
如图1所示，阀块出油口33与液压马达4的进油口连通，阀块回油口34与液压马达4的出油口连通。阀块回油口34与液压马达4的出油口之间连通有回油过滤器8，回油过滤器8包括并联连接的第二粗过滤器81和第二单向阀82，且第二粗过滤器81和第二单向阀82二者的进油口均与液压马达4的出油口连通，第二粗过滤器81和第二单向阀82二者的出油口均与阀块回油口34连通。由回油过滤器8过滤流出液压马达4的液压油，进一步的提高了液压系统中的液压油的清洁度，有助于提高液压元件的使用寿命。液压马达4上还一体成型有第二泄油口414，第二泄油1口与液压油箱1连通。
工作原理：
正常情况下，液压油经充油定量泵21和主变量泵22经伺服阀23的高压油口231流出并依次流经启动入口31、第一插装阀35、阀块出油口33、液压马达4、阀块回油口34、第二插装阀36、慢转入口32，再经低压油口232流回伺服阀23并形成高压回路，由于高压油口231预设有保证燃气轮机正常工作的最大负载压力的预压力，因此在该状态下，燃气轮机能够进行正常工作；当出现短时间可修复的故障时，液压油经伺服阀23的低压油口232流出并依次流经慢转入口32、第三插装阀37、阀块出油口33、液压马达4、阀块回油口34、第四插装阀38、启动入口31，再经高压油口231流回伺服阀3并形成低压回路，由于低压油口232预设有防止燃气轮机壳体和叶片刮伤所允许的最大驱动压力的预压力，从而使燃气轮机低速转动，防止四小时锁死，且能够随时重启，有助于减少故障停机时间，从而有助于减少停机带来的经济损失。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统，其特征在于，包括液压油箱(1)、与液压油箱(1)连通的液压泵组(2)、集成阀块(3)以及液压马达(4)；
所述集成阀块(3)上设置有启动入口(31)、慢转入口(32)、阀块出油口(33)以及阀块回油口(34)，所述集成阀块(3)上还设置有第一插装阀(35)、第二插装阀(36)、第三插装阀(37)以及第四插装阀(38)；所述第一插装阀(35)的进油口与启动入口(31)连通、出油口与阀块出油口(33)连通；所述第二插装阀(36)的进油口与阀块回油口(34)连通、出油口与慢转入口(32)连通；所述第三插装阀(37)的进油口与慢转入口(32)连通、出油口与阀块出油口(33)连通；所述第四插装阀(38)的进油口与回油口连通、出油口与启动入口(31)连通；
所述液压泵组(2)包括高压油口(231)、低压油口(232)以及第一泄油口(221)，所述高压油口(231)与启动入口(31)连通，所述低压油口(232)与慢转入口(32)连通，所述第一泄油口(221)与液压油箱(1)连通，所述液压马达(4)的进油口与阀块出油口(33)连通，所述液压马达(4)的出油口与阀块回油口(34)连通；
所述液压泵组(2)包括充油定量泵(21)、主变量泵(22)以及伺服阀(23)，所述充油定量泵(21)的进油口与液压油箱(1)连通，所述充油定量泵(21)的出油口与主变量泵(22)的进油口连通，所述第一泄油口(221)设置在主变量泵(22)上，所述主变量泵(22)的出油口与伺服阀(23)连通，且所述高压油口(231)和低压油口(232)二者均设置在伺服阀(23)上。
2.如权利要求1所述的一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统，其特征在于，所述充油定量泵(21)与主变量泵(22)之间设置有供油过滤器(6)，所述供油过滤器(6)包括并联连接的第一粗过滤器(61)和第一单向阀(62)，且所述第一粗过滤器(61)和第一单向阀(62)二者的进油口均与充油定量泵(21)的出油口连通，所述第一粗过滤器(61)和第一单向阀(62)二者的出油口均与主变量泵(22)的进油口连通。
3.如权利要求1所述的一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统，其特征在于，所述充油定量泵(21)和主变量泵(22)同轴固定连接，且所述充油定量泵(21)上安装有用于驱动充油定量泵(21)和主变量泵(22)的启动电机(5)。
4.如权利要求1所述的一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统，其特征在于，所述伺服阀(23)上安装有两个压力变送器(7)，两个所述压力变送器(7)分别位于高压油口(231)处和低压油口(232)处。
5.如权利要求1所述的一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统，其特征在于，所述伺服阀(23)上设置有用于检测高压油口(231)油压的第一压力表(233)，且所述伺服阀(23)上还设置有用于检测低压油口(232)油压的第二压力表(234)。
6.如权利要求1所述的一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统，其特征在于，所述主变量泵(22)包括斜盘式轴向柱塞泵。
7.如权利要求1所述的一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统，其特征在于，所述液压马达(4)与阀块回油口(34)之间设置有回油过滤器(8)，所述回油过滤器(8)包括并联连接的第二粗过滤器(81)和第二单向阀(82)，且所述第二粗过滤器(81)和第二单向阀(82)二者的进油口均与液压马达(4)的出油口连通，所述第二粗过滤器(81)和第二单向阀(82)二者的出油口均与阀块回油口(34)连通。
8.如权利要求1所述的一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统，其特征在于，所述液压马达(4)上设置有第二泄油口(41)，所述第二泄油口(41)与液压油箱(1)连通。
9.如权利要求1所述的一种航改型燃气轮机发电机组用的液压启动系统，其特征在于，所述高压油口(231)处和低压油口(232)处均设置有预压力，所述高压油口(231)处的预压力为保证燃气轮机正常工作的最大负载压力，所述低压油口(232)处的预压力为防止燃气轮机壳体和叶片刮伤所允许的最大驱动压力。
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