CN117627788A - 一种新型燃油集油阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型燃油集油阀，包括阀体；阀体通过紧固件与盖固定；阀体内部安装有阀芯；阀芯内部安装有弹簧，通过弹簧使阀芯在阀体内部移动；阀体上设置有接口。本发明燃油集油阀来代替现有燃油系统中的排放阀，在燃气轮机停机后，通过方向阀控制燃油集油阀的工作状态，将第Ⅰ路和第Ⅱ路燃油环管内残留燃油收集在燃油集油阀内；在燃气轮机起动过程中，把燃油集油阀内收集的燃油送回第Ⅰ路和第Ⅱ路燃油环管内继续使用，既能够节约干净的燃油、去掉排污油管，而且还避免污油从排污油管倒流外溢风险，通过对燃气轮机燃油系统进行了完善改进，不仅能够节省这部分干净燃油、简化燃油系统和避免事故风险，而且还能提高燃油系统的安全性。

Description

一种新型燃油集油阀

技术领域

本发明属于燃气轮机技术领域，具体涉及一种新型燃油集油阀。

背景技术

自二十世纪七十年代以来，由于燃气轮机动力装置的优越性能，同时具有体积小、功率密度大、启动快、维护方便等特点，在船舶动力装置、工业调峰发电、压缩天然气输送管道、海上平台发电和分布式能源电站等领域上得到了广泛的应用。燃气轮机包括压气机、燃烧室和燃气涡轮等三大部件，压气机是消耗机械功率以提高流过它的空气压力，经过压缩后的高压空气流入燃烧室，燃烧室是将蕴储在燃料中的化学能转化为热能释放出来以加热工质，此时高压空气变为高温、高压的燃气，流入燃气涡轮后，高温高压燃气中的部分热能和压力能装换成机械功，用以带动压气机、附件和外负荷。

燃气轮机燃油系统的功能是提供燃气轮机起动、加速、减速，以及在所有稳定工况下工作所需要的燃油，通常燃油系统分为低压部分和高压部分。低压部分的作用是向高压燃油泵输送一定压力、温度和流量的燃油，它是由燃油箱、低压燃油泵、燃油滤器等组成，高压部分的作用是向燃气轮机提供一定压力、温度和流量的燃油，它是由高压燃油泵组件(包括压力调压阀)、燃油调节器、燃油分配器组件(包括停车开关、第Ⅰ路分配器和第Ⅱ路分配器等)、泄放阀、故障排放阀、起动燃油电磁阀、电磁阀、燃油喷嘴、第Ⅰ路燃油管、第Ⅱ路燃油管、多种保护限制器等组成。

在燃气轮机起动过程中，给起动电机供电使其旋转，通过机上附件齿轮箱带动低压压气机转子转动，同时也带动高压燃油泵转动。根据燃机控制系统指令向点火器和起动燃油电磁阀供电，在燃烧室点火器中的启动燃油点火。几秒钟后打开燃油调节器和停车开关，燃油可以进入燃油分配器。在燃油压力作用下使泄放阀处于关闭，当燃油压力继续升高达到某一设定值时，先打开燃油分配器中的第Ⅰ路分配器，向第Ⅰ油路燃油管上的喷嘴供油。点火成功后，关闭起动燃油电磁阀切断起动油路供油，此时燃气轮机进入慢车工况。

当燃气轮机“工况运行”时，按照燃气轮机控制系统程序通过增大燃油调节器的开口度来实现燃气轮机升工况运行。进入喷油嘴的燃油量增加，这时喷油嘴前的燃油压力将升高，当达到一定压力值时燃油分配器第Ⅱ路分配器打开，再向第Ⅱ路燃油环管上的喷嘴供燃油。燃油调节器是一种溢流节流型调速阀，通过节流阀的流量基本上不受负载变化的影响，即在规定工况下节流阀的阀开口度一定时，此时节流阀前后的压差基本保持不变。

当“正常停机”时，通过关小燃油调节器的阀开度以减少燃油流量，使燃气轮机运行工况降低至慢车工况。在慢车工况下燃气轮机冷却一段时间后，先电磁阀通电打开，燃油调节器开始关闭，接着停车开关通电关闭，几十秒后电磁阀和停车开关断电，将燃油排到低压管线；当“紧急停机”或者燃气轮机出现超温超速报警，此时控制系统自动发出电磁阀通电打开、燃油调节器关闭的指令、故障排放阀通电指令，停车开关通电关闭，此时系统高压燃油通过故障排放阀向干净油箱排放，停止向燃烧室中喷油嘴提供燃油，致使燃气轮机停机，在燃气轮机停机后故障排放阀断电，几十秒后电磁阀和停车开关断电。停机后，打开排放阀，用压缩空气吹扫第Ⅰ路和第Ⅱ路燃油环管，把环管内残留的燃油排到污油箱中。

目前，现有燃气轮机燃油系统中设有一个排放阀，它是由两个油控单向阀并联而成，这种设计方案是把第Ⅰ路和第Ⅱ路燃油环管内的残留燃油作为污油排放到污油箱内，这样不仅要浪费干净的燃油、增设一条排污油管线，而且还可能增加由污油箱内的污油沿排污油管倒流外溢的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够节省这部分干净燃油、简化燃油系统和避免由污油箱内的燃油倒流外溢可能产生的事故风险，而且还能提高燃油系统的安全性和可靠性的新型燃油集油阀。

一种新型燃油集油阀，包括阀体；所述阀体通过紧固件与盖固定；所述阀体内部安装有阀芯；所述阀芯内部安装有弹簧，通过弹簧使阀芯在阀体内部移动；所述阀体上设置有接口。

进一步地，所述接口包括第Ⅰ路接口和第Ⅱ路接口，第Ⅰ路接口和第Ⅱ路接口分别于第Ⅰ路燃油环管和第Ⅱ路燃油环管连接。

进一步地，所述盖上设有控制油接口。

本发明的有益效果在于：本发明燃油集油阀来代替现有燃油系统中的排放阀，在燃气轮机停机后，通过方向阀控制燃油集油阀的工作状态，将第Ⅰ路和第Ⅱ路燃油环管内的残留燃油收集在燃油集油阀内；在燃气轮机起动过程中，再把燃油集油阀内收集的燃油送回第Ⅰ路和第Ⅱ路燃油环管内继续使用，这样既能够节约干净的燃油、去掉排污油管，而且还能避免污油从排污油管倒流外溢的风险。本发明通过对燃气轮机燃油系统进行了完善改进，不仅能够节省这部分干净燃油、简化燃油系统和避免事故风险，而且还能提高燃油系统的安全性。

附图说明

图1是现有燃机燃油系统原理示意图；

图2是改用燃油集油阀后的燃油系统局部系统图；

图3a是本发明新型燃油集油阀的结构示意图I；

图3b是本发明新型燃油集油阀的结构示意图Ⅱ；

图3c是本发明新型燃油集油阀的结构示意图Ⅲ。

图中：1.低压电动燃油泵，2.机上附件齿轮箱，3.低压过滤器，4.高压燃油泵组件，4a.高压燃油泵,4b.压力控制阀，5.燃油调节器，6.电磁阀，7.燃油分配组件，7a.停车开关，7b.第Ⅰ路分配器，7c.第Ⅱ路分配器，8.故障排放阀，9.排放阀，10.起动燃油电磁阀，11.点火总管，12.第Ⅱ路燃油环管，13.第Ⅰ路燃油环管，14.第Ⅱ路空气管，15.第Ⅰ路空气管，16.干净日用油箱，17.污油箱，18.管路，19.燃油集油阀，20.方向控制阀，31.控制油接口，32.盖，33.密封垫，34.紧固件，35.阀体，36.第Ⅱ路接口，37.第Ⅰ路接口，38.密封圈，39.弹簧，40.阀芯，DYY---低压燃油管路，GYY---高压燃油管路，PWY--排污油管路，KZY--控制油路，PDY--排油低压管路，PY--排油管路，PJY--排净油管路，KQ--空气管路，箭头--代表燃油流动方向和旋转方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

图1是现有燃机燃油系统原理示意图，在燃气轮机起动过程中，给起动电机供电旋转，通过机上附件齿轮箱2带动低压转子和高压燃油泵组件4旋转，低压电动燃油泵1从干净日用油箱16抽吸燃油，根据燃机控制系统指令向点火器和起动燃油电磁阀10供电，低压燃油通过起动燃油电磁阀10向点火总管11供油，在燃烧室内进行启动燃油点火。同时，低压燃油还进入低压过滤器3过滤，向高压燃油泵组件4提供经过滤的燃油，高压燃油泵组件4包括高压燃油泵4a和压力控制阀4b，燃油系统的压力是由压力控制阀4b确定，高压燃油压力进一步升高，当达到燃机运行工况规定的燃油压力时，随后高压燃油通过燃油调节器5流入燃油分配组件7中，燃油分配组件7包括停车开关7a、第Ⅰ路分配器7b和第Ⅱ路分配器7c等，通过控制系统指令打开停车开关7a，在燃油压力作用下使排放阀9处于关闭。当燃油压力继续升高达到某一设定值时，先打开第Ⅰ路分配器7b，向第Ⅰ油路燃油管13的喷嘴供油。点火成功后，关闭起动燃油电磁阀10，此时燃气轮机进入慢车工况运行。随后通过增大燃油调节器5的开口度来实现燃气轮机升工况运行，进入喷嘴的燃油流量增加，此时燃油压力将继续升高，当达到一定压力时第Ⅱ路分配器7c打开，再向第Ⅱ路燃油管12上的喷嘴提供燃油。

在按下燃气轮机“正常停机”按钮时，通过关小燃油调节器5的阀开度以减少燃油的供应量，使燃机运行工况降低到慢车工况，在慢车工况下燃气轮机冷却一段时间后先后关闭停车开关7a和燃油调节器5，电磁阀6打开，使得高压燃油泵4a泵出的燃油排放到低压过滤器3入口管路上。在“紧急停机”或者燃气轮机出现超温超速报警时，此时控制系统自动发出电磁阀6通电打开、燃油调节器5关闭和故障排放阀8通电指令，停车开关7a通电关闭，此时系统高压燃油通过故障排放阀8向干净日用油箱16内排放，从而停止向燃烧室中喷嘴供应燃油，致使燃气轮机停机。在燃气轮机停机后故障排放阀8断电，几十秒后电磁阀6和停车开关7a断电。停机以后，打开排放阀9，燃机控制系统给空气管路上的电磁阀发出接通指令，压缩空气通过第Ⅰ路空气管15和第Ⅱ路空气管14分别向第Ⅰ路燃油环管13和第Ⅱ路燃油环管12内的剩余燃油进行吹扫，将其排放到污油箱内。排放阀9是由两个液控“常开”式单向阀并联组合而成，当燃气轮机处于停机状态时，燃油控制管路KZY通入低压燃油，排放阀9处于“打开”状态，使得第Ⅰ路燃油管13和第Ⅱ路燃油管12的燃油均经过排污油管路PWY排放到污油箱17内；当燃气轮机处于运行状态时，打开停车开关7a后，高压燃油进入燃油控制管路KZY内，这时排放阀9处于“关闭”状态，使得第Ⅰ路燃油环管13和第Ⅱ路燃油环管12与污油箱17隔断。

图2是改用燃油集油阀19后燃油系统的局部系统图，燃油集油阀19与第Ⅰ路燃油环管13和第Ⅱ路燃油环管12相连接，燃油集油阀19是一种液控型阀，在控制油路上设有一个方向控制阀20用于控制燃油集油阀19的工作状态。当方向控制阀20换向接通高压燃油管路GYY，向燃油集油阀19下腔内流入高压燃油迫使阀芯40向上的方向移动，将该阀弹簧39内的燃油排到第Ⅰ路燃油环管13和第Ⅱ路燃油环管12；当方向控制阀20换向接通排净油管路PJY，在弹簧39力作用下阀芯40向下的方向移动，迫使燃油集油阀19下腔内的燃油排出，从而把第Ⅰ路燃油环管13和第Ⅱ路燃油环管12内的燃油被吸入到燃油集油阀19的弹簧腔中。

图3a-图3c为本发明新型燃油集油阀的结构示意图，它是由阀体35、盖32、阀芯40、弹簧39、密封圈38、密封垫33、紧固件34等装配而成，阀体35上设有第Ⅰ油路接口37和第Ⅱ油路接口36，盖32上设有控制油接口31。图3a中是“油排出”状态，方向控制阀20处于图2的位置，此时高压燃油管路GYY与燃油集油阀19相通，通过控制燃油管路KZY使得燃油集油阀19下腔内充满高压燃油，弹簧腔内燃油被排入环管1)和13内。当方向控制阀20向左换向(如图2所示)，使控制燃油管路KZY与吸油管路XY相通，燃油集油阀19下腔内压力下降，在弹簧39力的作用下，使阀芯40向下移动如图3b所示,此时将燃油集油阀19下腔内的燃油被排到吸油管路XY，迫使第Ⅰ路燃油环管13和第Ⅱ路燃油环管12内的燃油先后经过第Ⅰ路接口37和第Ⅱ路接口36被吸入到燃油集油阀19弹簧腔内，以把这部分干净的燃油暂时收集存放，避免被浪费掉，直到阀芯40下移到最低位置，如图3c所示。当方向控制阀20再向右换向(如图2所示)，接通高压燃油管路GYY，高压燃油流入燃油集油阀19下腔内，迫使阀芯40向上的方向移动，先后将收集在燃油集油阀19弹簧内的燃油经过第Ⅱ路接口36和第Ⅰ路接口37排到第Ⅱ路燃油环管12和第Ⅰ路燃油环管13中，直到阀芯40上移到如图3a所示最高位置。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (3)

1.一种新型燃油集油阀，其特征在于，包括阀体(35)；所述阀体(35)通过紧固件(34)与盖(32)固定；所述阀体(35)内部安装有阀芯(40)；所述阀芯(40)内部安装有弹簧(39)，通过弹簧(39)使阀芯(40)在阀体(35)内部移动；所述阀体(35)上设置有接口。

2.根据权利要求1所述的一种新型燃油集油阀，其特征在于，所述接口包括第Ⅰ路接口(37)和第Ⅱ路接口(36)，第Ⅰ路接口(37)和第Ⅱ路接口(36)分别于第Ⅰ路燃油环管(13)和第Ⅱ路燃油环管(12)连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型燃油集油阀，其特征在于，所述盖(32)上设有控制油接口(31)。