CN212275231U - 一种燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置，包括气源装置，所述气源装置的一侧装配有流量检测装置本体，所述流量检测装置本体的另一侧装配有工装连接接口，综合气体流量检测装置采用两路输出进行测量，解决了不同型号产品无法进行测量的问题，实现一台多用，提高了设备利用率，气源装置采用8m³储气罐提供稳定输出压力，通过空气过滤系统为整个装置提供稳定、干燥、洁净的空气，整个检测装置通过控制阀、调节阀、压力变送器、稳压筒等保证了测量装置压力稳定且自动调整，满足进口压力要求，减小压力波动引起的误差，检测装置和零件工装之间采用波纹软管连接，能根据实际需求调节实验件安装方向。

Description

一种燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，具体领域为燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置。

背景技术

燃气轮机制造技术是国家综合国力、工艺基础和科技水平的集中体现，是一个涉及国家能源和国防安全的战略性产业，代表了装配制造业的最高水平，被誉为动力机械领域“皇冠上的明珠”。燃气轮机运行的可靠性和环境安全性由燃料与空气混合燃烧的效率以及涡轮叶片的运行寿命共同决定。涡轮叶片的运行寿命又是有燃烧出口处径向和圆周温度分布的均匀性来决定；此外，燃气轮机污染物排放水平也是由燃料喷嘴内部流道气体通过能力来决定。在燃气轮机设计中，涡轮叶片作为燃气轮机的关键部件在燃气轮机上有着举足轻重的作用；在工作时如何提高涡轮叶片的冷却效果，确保叶片更为有效的工作，这不仅依赖工艺水平的提升，也要求结构设计的改进。近年来涡轮叶片均采用了结构复杂的空心树状交叉冷却结构，以增强叶片的冷却效果；

鉴于这种情况，为了检查燃烧室燃料喷嘴的生产质量、保证燃烧工作过程中各项指标的稳定性以及得到叶片的准确冷却流量数据，需要对燃料喷嘴以及涡轮叶片进行气体流量检测，根据燃料喷嘴内部通道和涡轮叶片冷却结构的通过能力验证产品质量是否符合设计要求。现有的气体流量检测装置操作复杂、精度不高、可重复性差、不具备综合测量能力，无法对叶片和燃料喷嘴进行批量测量。因此，需要设计一种综合气体流量检测装置，能同时满足燃料喷嘴和涡轮叶片批量进行气体流量检测，而且具备高精度、智能化、简洁、高效的特点，对满足燃气轮机安全可靠运行以及提高综合效率有着重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置，包括气源装置，所述气源装置的一侧装配有流量检测装置本体，所述流量检测装置本体的另一侧装配有工装连接接口；

所述气源装置包括储气罐，所述储气罐的侧壁固定连通有空气过滤器的一端，所述空气过滤器的另一端固定连通有气源供气管路，且所述空气过滤器通过气源供气管路连接有气源控制阀；

所述流量检测装置本体包括叶片气体流量检测支路和燃料喷嘴气体流量检测支路，所述叶片气体流量检测支路和所述燃料喷嘴气体流量检测支路共同连接空气阀，所述空气阀与气源控制阀相连。

优选的，所述叶片气体流量检测支路包括叶片流量气动调节阀，所述叶片流量气动调节阀的一端与空气阀相连通，所述叶片流量气动调节阀的另一端通过叶片流量主管路连接有叶片体积流量计的一端，所述叶片体积流量计的另一端固定连通有叶片流量扩散段的一端，所述叶片流量扩散段的表面装配有第一数字温度表，所述叶片流量扩散段的另一端连通有叶片流量稳压筒，且所述叶片流量稳压筒通过叶片流量减径法兰连接有叶片流量输出控制阀的一端，所述叶片流量输出控制阀的另一端连接有叶片大流量压力变送器，所述叶片大流量压力变送器的外侧端连通有叶片工装软管。

优选的，所述喷嘴气体流量检测支路包括喷嘴流量气动调节阀，所述喷嘴流量气动调节阀的一端与空气阀相连通，所述喷嘴流量气动调节阀的另一端通过喷嘴流量主管路连接有喷嘴质量流量计的一端，所述喷嘴质量流量计的另一端固定连通有喷嘴流量扩散段的一端，所述喷嘴流量扩散段的表面装配有第二数字温度表，所述喷嘴流量扩散段的另一端连通有喷嘴流量稳压筒，且所述喷嘴流量稳压筒通过喷嘴流量减径法兰连接有喷嘴流量输出控制阀的一端，所述喷嘴流量输出控制阀的另一端连接有喷嘴大流量压力变送器，所述喷嘴大流量压力变送器的外侧端连通有喷嘴工装软管。

优选的，所述综合气体流量检测装置可测量产品进气压力在.MPa～.MPa不同压力下的气体质量流量和体积流量。

优选的，所述综合气体流量检测装置可测量流量范围为Kg/h～Kg/h或同等条件下的体积流量。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一种燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置，综合气体流量检测装置采用两路输出进行测量，解决了不同型号产品无法进行测量的问题，实现一台多用，提高了设备利用率，整个综合气体流量检测装置由三部分构成，采用模块化集成设计，现场安装拆卸、运输方便，流量检测装置本体通过控制面板进行参数设置与控制，解决不同产品不同压力下的气体流量测量需求，流量测量仪器采用高精度热式气体质量(体积)流量计进行监测，可直接检测气体的质量流量或者体积流量，检测范围大，无需温度和压力补偿，测量方便、准确，同时能满足不同介质的测量，气源装置采用8m³储气罐提供稳定输出压力，通过空气过滤系统为整个装置提供稳定、干燥、洁净的空气，整个检测装置通过控制阀、调节阀、压力变送器、稳压筒等保证了测量装置压力稳定且自动调整，满足进口压力要求，减小压力波动引起的误差，检测装置和零件工装之间采用波纹软管连接，能根据实际需求调节实验件安装方向，方便拆卸和安装，综合气体流量检测装置结构紧凑，安装维护简便，可在现场进行安装维护，适合不同环境、场地测量要求，经济性好，综合气体流量检测装置预留升级接口，可通过改造实现更大口径流量检测需求。

附图说明

图1是综合气体流量检测装置系统图；

图2是综合气体流量检测装置立体图；

图3是综合气体流量检测装置示意图

图4是综合气体流量检测装置结构局部放大图。

图中：1、气源装置储气罐；2、气源供气主管路；3、精密空气过滤器；4、气源控制阀；5、电磁空气阀；6、叶片流量气动调节阀；7、叶片流量主管路；8、叶片体积流量计；9、叶片流量扩散段；10、第一数字温度表；11、叶片流量稳压筒；12、叶片流量减径法兰；13、叶片流量输出控制阀；14、叶片大流量压力变送器；15、连接叶片工装软管；16、喷嘴流量气动调节阀；17、喷嘴流量主管路；18、喷嘴质量流量计；19、喷嘴流量扩散段；20、第二数字温度表；21、喷嘴流量稳压筒；22、喷嘴流量减径法兰；23、喷嘴流量输出控制阀；24、喷嘴小流量压力变送器；25、连接燃料喷嘴工装软管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置，包括气源装置，气源装置的一侧装配有流量检测装置本体，流量检测装置本体的另一侧装配有工装连接接口；

气源装置包括储气罐1，储气罐1的侧壁固定连通有空气过滤器2的一端，空气过滤器2的另一端固定连通有气源供气管路3，且空气过滤器2通过气源供气管路3连接有气源控制阀4；

流量检测装置本体包括叶片气体流量检测支路和燃料喷嘴气体流量检测支路，叶片气体流量检测支路和燃料喷嘴气体流量检测支路共同连接空气阀5，空气阀5与气源控制阀4相连。

综合气体流量检测装置通过两路输出分别对燃料喷嘴、涡轮叶片进行气体流量检测，综合气体流量检测装置主要由气源装置、流量检测装置本体、工装连接接口组成，综合气体流量检测装置采用两路输出进行测量，解决了不同型号产品无法进行测量的问题，实现一台多用，提高了设备利用率，综合气体流量检测装置整体测量精度达到10‰，满足叶片和燃料喷嘴的测量精度要求，流量检测装置本体由控制面板通过电磁空气阀、气动调节阀、质量体积流量计、压力变送器等电气设备智能控制流量检测过程中的测量参数，实现控制面板一键式测量，气源装置采用8m³储气罐提供稳定输出压力，通过空气过滤系统为整个装置提供稳定、干燥、洁净的空气，整个检测装置通过控制阀、调节阀、压力变送器、稳压筒等保证了测量装置压力稳定且自动调整，满足进口压力要求，减小压力波动引起的误差，检测装置和零件工装之间采用波纹软管连接，能根据实际需求调节实验件安装方向。

具体而言，叶片气体流量检测支路包括叶片流量气动调节阀6，叶片流量气动调节阀6的一端与空气阀5相连通，叶片流量气动调节阀6的另一端通过叶片流量主管路7连接有叶片体积流量计8的一端，叶片体积流量计8的另一端固定连通有叶片流量扩散段9的一端，叶片流量扩散段9的表面装配有第一数字温度表10，叶片流量扩散段9的另一端连通有叶片流量稳压筒11，且叶片流量稳压筒11通过叶片流量减径法兰12连接有叶片流量输出控制阀13的一端，叶片流量输出控制阀13的另一端连接有叶片大流量压力变送器14，叶片大流量压力变送器14的外侧端连通有叶片工装软管15。

叶片气体流量检测支路由叶片流量气动调节阀6、叶片大流量压力变送器14根据控制面板设定压力，自动调节支路气压满足测量进口压力需求，满足压力变化误差不超过量程的0.1％；通过叶片流量主管路7连接叶片体积流量计8，实时监测通过叶片冷却流道的气体流量；叶片流量扩散段9通过变径连接叶片流量稳压筒11，对输出压力进行整定，最大限度保证管道内压力和出口压力的稳定；数字温度表10监控管道内实时温度；通过叶片流量减径法兰12、叶片流量输出控制阀13、连接叶片工装软管15将空气稳定由检测装置本体输出至叶片内部冷却流道。

具体而言，喷嘴气体流量检测支路包括喷嘴流量气动调节阀16，喷嘴流量气动调节阀16的一端与空气阀5相连通，喷嘴流量气动调节阀16的另一端通过喷嘴流量主管路17连接有喷嘴质量流量计18的一端，喷嘴质量流量计18的另一端固定连通有喷嘴流量扩散段19的一端，喷嘴流量扩散段19的表面装配有第二数字温度表20，喷嘴流量扩散段19的另一端连通有喷嘴流量稳压筒21，且喷嘴流量稳压筒21通过喷嘴流量减径法兰22连接有喷嘴流量输出控制阀23的一端，喷嘴流量输出控制阀23的另一端连接有喷嘴大流量压力变送器24，喷嘴大流量压力变送器24的外侧端连通有喷嘴工装软管25。

喷嘴气体流量检测支路由喷嘴流量气动调节阀16、喷嘴小流量压力变送器24根据控制面板设定压力，自动调节支路气压满足测量进口压力需求，满足压力变化误差不超过量程的0.1％；通过喷嘴流量主管路17连接喷嘴质量流量计18，实时监测通过燃料喷嘴内部流道的气体流量；喷嘴流量扩散段19通过变径连接喷嘴流量稳压筒21，对输出压力进行整定，最大限度保证管道内压力和出口压力的稳定；数字温度表20监控管道内实时温度；通过喷嘴流量减径法兰22、喷嘴流量输出控制阀23、连接喷嘴工装软管25将空气稳定的由检测装置本体输出至喷嘴内部流道。

具体而言，综合气体流量检测装置可测量产品进气压力在0.01MPa～0.35MPa不同压力下的气体质量流量和体积流量。

具体而言，综合气体流量检测装置可测量流量范围为5Kg/h～100Kg/h或同等条件下的体积流量。

工作原理：气源装置由8m³储气罐1、空气过滤器2、气源供气管路3、气源控制阀4连接构成，将空气中的水分、油污等过滤，并为整个检测装置提供干燥、洁净、稳定的空气，流量检测装置本体集成安装在模块化箱体中，由电磁空气阀5、叶片气体流量检测支路、燃料喷嘴气体流量检测支路两个支路构成，通过电磁空气阀控制整个检测装置进口空气的开启和闭合。检测装置内各个电气装置通过电源线连接到控制面板进行控制，实现自动化测试，叶片气体流量检测支路根据控制面板设定压力，自动调节支路气压满足测量进口压力需求，满足压力变化误差不超过量程的0.1％；可以实时监测通过叶片冷却流道的气体流量；同时对输出压力进行整定，最大限度保证管道内压力和出口压力的稳定；并监控管道内实时温度；同时可以将空气稳定由检测装置本体输出至叶片内部冷却流道，喷嘴气体流量检测支路根据控制面板设定压力，自动调节支路气压满足测量进口压力需求，满足压力变化误差不超过量程的0.1％；可以实时监测通过燃料喷嘴内部流道的气体流量；同时对输出压力进行整定，最大限度保证管道内压力和出口压力的稳定；并监控管道内实时温度；同时可以将空气稳定的由检测装置本体输出至喷嘴内部流道。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设置备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置，包括气源装置，其特征在于：所述气源装置的一侧装配有流量检测装置本体，所述流量检测装置本体的另一侧装配有工装连接接口；

所述气源装置包括储气罐(1)，所述储气罐(1)的侧壁固定连通有空气过滤器(2)的一端，所述空气过滤器(2)的另一端固定连通有气源供气管路(3)，且所述空气过滤器(2)通过气源供气管路(3)连接有气源控制阀(4)；

所述流量检测装置本体包括叶片气体流量检测支路和燃料喷嘴气体流量检测支路，所述叶片气体流量检测支路和所述燃料喷嘴气体流量检测支路共同连接空气阀(5)，所述空气阀(5)与气源控制阀(4)相连。

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置，其特征在于：所述叶片气体流量检测支路包括叶片流量气动调节阀(6)，所述叶片流量气动调节阀(6)的一端与空气阀(5)相连通，所述叶片流量气动调节阀(6)的另一端通过叶片流量主管路(7)连接有叶片体积流量计(8)的一端，所述叶片体积流量计(8)的另一端固定连通有叶片流量扩散段(9)的一端，所述叶片流量扩散段(9)的表面装配有第一数字温度表(10)，所述叶片流量扩散段(9)的另一端连通有叶片流量稳压筒(11)，且所述叶片流量稳压筒(11)通过叶片流量减径法兰(12)连接有叶片流量输出控制阀(13)的一端，所述叶片流量输出控制阀(13)的另一端连接有叶片大流量压力变送器(14)，所述叶片大流量压力变送器(14)的外侧端连通有叶片工装软管(15)。

3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置，其特征在于：所述喷嘴气体流量检测支路包括喷嘴流量气动调节阀(16)，所述喷嘴流量气动调节阀(16)的一端与空气阀(5)相连通，所述喷嘴流量气动调节阀(16)的另一端通过喷嘴流量主管路(17)连接有喷嘴质量流量计(18)的一端，所述喷嘴质量流量计(18)的另一端固定连通有喷嘴流量扩散段(19)的一端，所述喷嘴流量扩散段(19)的表面装配有第二数字温度表(20)，所述喷嘴流量扩散段(19)的另一端连通有喷嘴流量稳压筒(21)，且所述喷嘴流量稳压筒(21)通过喷嘴流量减径法兰(22)连接有喷嘴流量输出控制阀(23)的一端，所述喷嘴流量输出控制阀(23)的另一端连接有喷嘴大流量压力变送器(24)，所述喷嘴大流量压力变送器(24)的外侧端连通有喷嘴工装软管(25)。

4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置，其特征在于：所述综合气体流量检测装置可测量产品进气压力在0.01MPa～0.35MPa不同压力下的气体质量流量和体积流量。

5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机燃料喷嘴与叶片综合气体流量检测装置，其特征在于：所述综合气体流量检测装置可测量流量范围为5Kg/h～100Kg/h或同等条件下的体积流量。

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