CN114233480A - 一种燃气轮机传动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃气轮机传动系统，该系统由下部传动箱、外置传动箱、离合器保险与起动传动轴共三部分组成，下部传动箱与外置传动箱通过起动传动轴相连，离合器保险设置在传动轴上靠近外置传动箱一端。下部传动箱固定在燃气轮机机匣上，在起动和冷态盘车时带转压气机转子，并在工况运行时驱动燃油泵和滑油组件。下部传动箱的接口包括：滑油组件驱动接口、燃油齿轮泵驱动接口、手动盘车口、转速传感器测试接口、与中央传动接口，以及与外置传动箱连接的起动传动接口。外置传动箱设在燃气轮机的底架上，其功能为在燃气轮机起动时，将起动电机的扭矩传递给下部传动箱，用以带转压气机转子转动，并带动燃油泵、滑油组件向燃气轮机提供燃油、滑油。

Description

一种燃气轮机传动系统
技术领域
本发明属于能源动力行业的燃气轮机技术领域，具体涉及一种燃气轮机传动系统，用于实现在燃气轮机起动和冷态盘车时带转压气机转子，在工况运行时驱动燃油泵和滑油组件，并提供转速测量接口。
背景技术
燃气轮机是一种连续回转的内燃、叶轮机械式热机，主要由压气机、燃烧室和燃气涡轮三大部件组成，同时还需要许多保证燃气轮机正常工作的各种系统和设备，这些系统和设备工作的正常和可靠与否，直接关系到燃气轮机的运行安全、性能发挥、工作寿命和可靠性。
发明内容
本发明提供一种燃气轮机传动系统，用于实现在燃气轮机起动和冷态盘车时带转压气机转子，并在工况运行时驱动燃油泵和滑油组件，同时提供压气机转子的转速测量接口，用于监测燃气轮机的运行状态。该传动系统具有性能稳定、工作可靠、结构紧凑、维护方便、测点布置合理、安全性高的特点。
本发明的目的是这样实现的：包括外置传动箱、离合器保险、下部传动箱，所述外置传动箱设在燃气轮机的底架上，外置传动箱的左、右两侧为起动电机接口且分别连接起动电机，外置传动箱输出端与离合器保险相连，在燃气轮机起动时，起动电机的输出扭矩通过一对伞齿轮传递给离合器保险，下部传动箱固定在燃气轮机的机匣上，在与外置传动箱相连的输入端设置有离心棘爪离合器，下部传动箱与压气机转子通过传动轴刚性相联，下部传动箱上安装有燃油泵、滑油组件、感应式转速传感器、金属屑磁力信号器，在燃气轮机运行过程中，压气机转子的转动通过中央传动机构和弹性轴传给下部传动箱伞齿轮，并进一步通过伞齿轮副、直齿轮传递给燃油泵和滑油组件，在下部传动箱的侧面设有压气机转子手动盘车孔和压气机转速传感器接口。
进一步地，离心棘爪离合器的另外一端通过伞齿轮二和五与中央传动轴相连，中央传动轴上端通过伞齿轮三和四与压气机转子相连，下端通过伞齿轮一和六与手动盘车轴相连，手动盘车轴上安装有直齿轮一，可与滑油组件传动轴上的齿轮组件啮合，齿轮组件与直齿轮二啮合，驱动燃油齿轮泵工作。
进一步地，滑油组件传动轴上设置用以获取低压压气机转子的转速感应齿轮。
进一步地，从压气机机匣和润滑管路排入下部传动箱的滑油可直接被与之相连的滑油组件抽油泵抽回；安装在下部传动箱上部的金属屑磁力信号器可监测机匣的回油，下部金属屑磁力信号器监测所有排入下部传动箱内的油，这些油最后进入滑油组件组件的回油泵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在燃气轮机的全工况范围内提供燃油齿轮泵及滑油组件工作所需的动力需求，并在起动过程中将起动电机的转矩传递给压气机转子；系统结构紧凑，集中布置于机匣下方，充分利用了燃气轮机周围的有限空间，且便于维护、调整、安装；下部传动箱靠近燃气轮机，可缩短管路，提高工作灵敏度和可靠性；传动系统及附件靠近燃气轮机冷端，避免工作过程中受燃烧室高温影响。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-8均为伞齿轮一至八；9-感应式转速传感器；10、12-直齿轮；11-齿轮组件。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
一种燃气轮机传动系统，包括外置传动箱E、离合器保险G和起动传动轴、下部传动箱D。所述外置传动箱设在燃气轮机的底架上，外置传动箱的左、右两侧为起动电机接口F，在燃气轮机起动时，起动电机的输出扭矩通过一对伞齿轮传递给离合器保险。外置传动箱依靠箱内的滑油飞溅来实现齿轮啮合和轴承的润滑。
所述离合器保险和起动传动轴在燃气轮机起动时，将外置传动箱的输出扭矩传给下部传动箱。所述离合器保险可在燃气轮机的起动过程中提供保护作用，当发生超扭时，离合器保险作为薄弱点将先行断裂，能够避免下部传动箱等部件的损坏。
所述下部传动箱固定在燃气轮机的机匣上，在与外置传动箱相连的输入端设置有离心棘爪离合器H，在燃气轮机起动过程中，离合器处于啮合状态，可将起动扭矩传递给下部传动箱D，当压气机转子J达到预定转速后，离合器脱开且起动电机停止工作，工况运行过程中将保持此状态，直至压气机完全停机时离合器会再次啮合，为机组的随时起动作好准备。下部传动箱与压气机转子通过传动轴刚性相联，在燃气轮机起动时下部传动箱带动压气机转子转动，在工况运行时压气机转子带动下部传动箱转动。下部传动箱上安装有：燃油泵、滑油组件、感应式转速传感器、金属屑磁力信号器。在燃气轮机运行过程中，压气机转子的转动通过中央传动机构和弹性轴传给下部传动箱伞齿轮，并进一步通过伞齿轮副、直齿轮传递给燃油泵和滑油组件。在下部传动箱的侧面，设有压气机转子手动盘车孔和压气机转速传感器接口。此外，从压气机机匣和润滑管路排入下部传动箱的滑油可直接被与之相连的滑油组件抽油泵抽回。安装在下部传动箱上部的金属屑磁力信号器可监测机匣的回油，下部金属屑磁力信号器监测所有排入下部传动箱内的油，这些油最后进入滑油组件组件的回油泵。
如图1所示，传动系统由外置传动箱、下部传动箱、以及离合器保险和起动传动轴组成。实现在燃气轮机起动和冷态盘车时带转压气机转子，并在工况运行时驱动燃油泵和滑油组件，同时提供压气机转子的转速测量接口，用于监测燃气轮机的运行状态。
两台起动电机相对布置在外置传动箱的两侧，在燃气轮机起动时两台起动电机共同驱动外置传动轴转动，通过伞齿轮七7和八8改变起动电机输出扭矩的传递方向，传递给离合器保险并驱动离合器保险转动。外置传动箱安置于燃气轮机底架上，借助传动箱箱体内滑油的飞溅来润滑啮合的伞齿轮副和轴承。外置传动箱输出端与离合器保险相连，可在燃气轮机的起动过程中提供保护作用。起动传动轴用以在燃气轮机起动时，将外置传动箱的输出扭矩传给下部传动箱。在下部传动箱与起动传动轴连接处设置离心棘爪离合器，可在燃气轮机起动和工况运行过程中按压气机转速控制离合状态。
离合器保险可在燃气轮机的起动过程中提供保护作用，当出现起动超扭时离合保险被扭断，停止力矩传递以保护燃气轮机安全。起动传动轴用以在燃气轮机起动时，将外置传动箱的输出扭矩传给下部传动箱，并在冷态盘车时带动外置传动箱盘转，起动传动轴的长度可根据机匣和燃气轮机底架的位置关系进行调整。
在起动传动轴与下部传动箱连接处设置离心棘爪离合器，燃气轮机起动时当离合器转速低于预定转速，离心棘爪离合器处于啮合状态，而当离合器达到一定转速后可自动脱开，从而实现燃气轮机在起动过程中起动扭矩的传递和工况运行时下部传动箱与起动传动轴的分离。
离心棘爪离合器的另外一端通过伞齿轮二2和五5与中央传动轴相连，并通过伞齿轮三3和四4与压气机转子相连。中央传动轴下端通过伞齿轮一1和六6与手动盘车轴相连。手动盘车轴处于水平状态，且一端为压气机盘车A提供接口。手动盘车轴上安装有直齿轮一12，与滑油组件传动轴上的齿轮组件11啮合，为传动轴端部安装的滑油组件提供工作转矩。此外，滑油组件传动轴上设置感应齿轮，用于测量压气机转子转速。齿轮组件11与直齿轮二10啮合，与齿轮泵传动轴B相连，驱动燃油齿轮泵工作。
下部传动箱壳体与燃气轮机机匣相连，润滑压气机部分的滑油可直接通过接口法兰面排入下部传动箱，滑油组件回油泵通过下部传动箱底部通道将滑油抽回。在下部传动箱的上、下滑油流道设置金属屑磁力信号器，分别监测机匣的回油和所有排入下部传动箱内滑油的状态。
综上，本发明公开了一种燃气轮机传动系统，该系统由下部传动箱、外置传动箱、离合器保险与起动传动轴共三部分组成，下部传动箱与外置传动箱通过起动传动轴相连，离合器保险设置在传动轴上靠近外置传动箱一端。下部传动箱固定在燃气轮机机匣上，在起动和冷态盘车时带转压气机转子，并在工况运行时驱动燃油泵和滑油组件。下部传动箱的接口包括：滑油组件驱动接口、燃油齿轮泵驱动接口、手动盘车口、转速传感器测试接口、与中央传动接口，以及与外置传动箱连接的起动传动接口。外置传动箱设在燃气轮机的底架上，其功能为在燃气轮机起动时，将起动电机的扭矩传递给下部传动箱，用以带转压气机转子转动，并带动燃油泵、滑油组件向燃气轮机提供燃油、滑油。

Claims (4)

1.一种燃气轮机传动系统，其特征在于：包括外置传动箱、离合器保险、下部传动箱，所述外置传动箱设在燃气轮机的底架上，外置传动箱的左、右两侧为起动电机接口且分别连接起动电机，外置传动箱输出端与离合器保险相连，在燃气轮机起动时，起动电机的输出扭矩通过一对伞齿轮传递给离合器保险，下部传动箱固定在燃气轮机的机匣上，在与外置传动箱相连的输入端设置有离心棘爪离合器，下部传动箱与压气机转子通过传动轴刚性相联，下部传动箱上安装有燃油泵、滑油组件、感应式转速传感器、金属屑磁力信号器，在燃气轮机运行过程中，压气机转子的转动通过中央传动机构和弹性轴传给下部传动箱伞齿轮，并进一步通过伞齿轮副、直齿轮传递给燃油泵和滑油组件，在下部传动箱的侧面设有压气机转子手动盘车孔和压气机转速传感器接口。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机传动系统，其特征在于：离心棘爪离合器的另外一端通过伞齿轮二和五与中央传动轴相连，中央传动轴上端通过伞齿轮三和四与压气机转子相连，下端通过伞齿轮一和六与手动盘车轴相连，手动盘车轴上安装有直齿轮一，可与滑油组件传动轴上的齿轮组件啮合，齿轮组件与直齿轮二啮合，驱动燃油齿轮泵工作。
3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机传动系统，其特征在于：滑油组件传动轴上设置用以获取低压压气机转子的转速感应齿轮。
4.根据权利要求3所述的一种燃气轮机传动系统，其特征在于：从压气机机匣和润滑管路排入下部传动箱的滑油可直接被与之相连的滑油组件抽油泵抽回；安装在下部传动箱上部的金属屑磁力信号器可监测机匣的回油，下部金属屑磁力信号器监测所有排入下部传动箱内的油，这些油最后进入滑油组件组件的回油泵。
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