專利名稱：一種應用于燃氣輪機燃油穩(wěn)燃的高壓空氣路系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種燃油穩(wěn)燃的高壓空氣路系統(tǒng)，尤其涉及一種應用于燃氣輪機燃油穩(wěn)燃的高壓空氣路系統(tǒng)。
背景技術：
本實用新型涉及燃油穩(wěn)燃的高壓空氣路系統(tǒng)來源于燃氣輪機主動力技術的發(fā)展。隨著燃氣輪機應用范圍的不斷擴大，帶來了新的問題，為保證在低溫、高海拔等惡劣條件下的燃氣輪機起動性能以及沙塵環(huán)境中工作的穩(wěn)定性，需要對燃油供應系統(tǒng)做相應的設計。燃氣輪機主動力在起動狀態(tài)下，相對于正常工作狀態(tài)燃油流量小，燃油霧化不充分，導致點火困難，溫度和海拔高度的改變，進一步導致進氣密度的變化，使得空氣進氣流量發(fā)生變化，導致點火性能進一步變差，因而需要在點火狀態(tài)改善燃油霧化情況；相對于航空發(fā)動機，車載燃氣輪機面臨沙塵影響，導致燃油系統(tǒng)堵塞等情況，嚴重影響燃氣輪機的性能，需要吹掃裝置。
發(fā)明內容為了克服現(xiàn)有技術的上述缺點和不足，本實用新型旨在提供一種應用于燃氣輪機燃油穩(wěn)燃的高壓空氣路系統(tǒng)，有利于改善燃氣輪機起動時的燃油霧化情況，停車時可用于對燃油系統(tǒng)進行清潔除塵，以防止結焦。為實現(xiàn)上述技術目的，本實用新型采取的技術方案是一種應用于 燃氣輪機燃油穩(wěn)燃的高壓空氣路系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括空氣壓縮機、空氣分離器、儲氣罐、電磁閥、空氣分配器，其特征在于，燃氣輪機包括帶有空氣霧化路的燃油噴嘴和無空氣霧化路的燃油噴嘴，空氣壓縮機、空氣分離器、儲氣罐、電磁閥、空氣分配器通過氣體管路依次相連，空氣壓縮機由燃氣輪機的低壓燃氣渦輪轉子驅動，空氣經(jīng)濾網(wǎng)過濾、空氣壓縮機壓縮、空氣分離器濾清及調壓后壓入儲氣罐，儲氣罐中的高壓空氣通過電磁閥進入空氣分配器，空氣分配器包括進氣管和出口1、出口 II，高壓空氣經(jīng)進氣管進入空氣分配器，出口 I與所有燃油噴嘴的供油管連通，出口 II與所述帶有空氣霧化路的燃油噴嘴的空氣霧化路連通，當燃汽輪機正常運行時，關閉電磁閥，儲氣罐充氣貯存高壓氣體；當燃氣輪機起動、停車時，打開電磁閥，儲氣罐放氣為系統(tǒng)提供高壓氣體。優(yōu)選地，燃氣輪機燃氣輪機起動時，高壓空氣僅通入所述空氣霧化路以促進燃油霧化；燃氣輪機停車時，高壓空氣通入所有燃油噴嘴的供油管以吹洗燃油噴嘴和管路。優(yōu)選地，空氣壓縮機提供的高壓空氣，其壓力范圍為彡IOMPa0空氣壓縮機能夠向空氣分離器組件提供高壓氣體。空氣霧化路的空氣來源是儲氣罐的高壓氣體，不是燃燒室內空氣，保證在啟動時燃油的良好霧化。[0015]優(yōu)選地，空氣分離器包括濾清裝置和壓力控制器。濾清裝置可以分離出高壓氣體中的水份等雜質。壓力控制器能夠初步調節(jié)高壓氣體的供氣壓力至某高壓界限，如在IOMPa 18MPa 之間。優(yōu)選地，壓力控制活門1、II (7,10)的結構相同，均包括液壓控制口(13)、主通路
(14)、彈簧、活門及外襯套，液壓控制口(13)的壓力低時，在彈簧力的作用下，主通路(14)打開；當液壓控制口(13)的壓力升高到一設定值后，控制液壓大于彈簧力，活門錐面與外襯套端面線接觸密封，主通路(14)關閉。優(yōu)選地，電磁閥是先導式的電磁閥，用于控制高壓氣體氣路的通斷。當燃汽輪機正常運行時，儲氣罐充氣貯存高壓氣體；當燃氣輪機機起動、停車時，儲氣罐放氣為系統(tǒng)提供高壓氣體?？諝夥峙淦魇菍Ω邏嚎諝鈮毫ψ鼍_調節(jié)，并將調節(jié)后的高壓空氣分配給各結構使用的裝置。優(yōu)選地，空氣分配器除包括進氣管和出口1、出口 II外，還包括波紋管、安全閥、排氣孔、壓力控制活門1、控制壓力端1、壓力控制活門I1、控制壓力端II，高壓空氣通過空氣分配器內的波紋管調節(jié)壓力后，多余氣體可以從排氣孔排出，若壓力仍過高，氣體可從安全閥泄出。調節(jié)后的空氣分兩路進行分配，一路經(jīng)壓力控制活門1、出口 I流入燃油噴嘴供油管，吹除燃油噴嘴及供油管內的剩余燃油，并清潔噴嘴及管路，另一路經(jīng)壓力控制活門I1、出口 II流入空氣霧化供氣管，進入空氣霧化氣路輔助燃油霧化。優(yōu)選的，壓力控制活門1、11的開閉信號由燃油調節(jié)系統(tǒng)發(fā)出。優(yōu)選地，所述多個燃油噴嘴為離心噴嘴。優(yōu)選地，對于無空氣霧化路的燃油噴嘴，燃氣輪機停車時，供油管里通入高壓空氣，對油路進行吹掃。優(yōu)選地，帶有空氣霧化路的燃油噴嘴包括燃油噴嘴部分和空氣霧化路，燃油噴嘴部分與無空氣霧化路的燃油噴嘴的結構相同，在發(fā)動機停車時，高壓空氣通入燃油噴嘴部分中的供油管；在燃氣輪機起動時，高壓空氣通入空氣霧化路。本實用新型的顯著優(yōu)點在于在燃氣輪機起動階段僅使用帶有空氣霧化氣路的燃油噴嘴工作，能改善點火性能。在燃氣輪機進入慢車工況之后，關閉霧化氣路，在不高的供油壓力下，燃油噴嘴能保證足夠的燃油流量和燃燒性能。

圖1為本實用新型高壓空氣路系統(tǒng)示意圖。圖2為本實用新型空氣分配器示意圖。圖3為本實用新型壓力控制活門示意圖。圖4為本實用新型無空氣霧化路的燃油噴嘴示意圖。圖5為本實用新型帶有空氣霧化路的燃油噴嘴示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本實用新型進一步詳細說明。如圖1所示，本實用新型的應用于燃氣輪機燃油穩(wěn)燃的高壓空氣路系統(tǒng)，包括依次連接的空氣壓縮機102、空氣分離器103、儲氣罐104、電磁閥105、空氣分配器106，燃氣輪機利用自身的低壓渦輪轉子100驅動空氣壓縮機102為空氣系統(tǒng)提供高壓空氣，高壓空氣從燃氣輪機底部的濾網(wǎng)101進來，經(jīng)空氣壓縮機102增壓、空氣分離器103的濾清和調壓后壓入儲氣罐104。當空氣分離器103在進口壓力低于高壓界限的范圍時，空氣壓縮機102與儲氣罐104接通；空氣分離器103在進口壓力超過某高壓界限范圍時，空氣壓縮機102與儲氣罐104斷開。儲氣罐104中空氣，通過電磁閥105，進入空氣分配器106。燃氣輪機包括帶有空氣霧化路21的燃油噴嘴19和不帶有空氣霧化路的燃油噴嘴15，起動時開始燃油霧化系統(tǒng)，高壓空氣通入空氣霧化路21以促進燃油霧化，停車時高壓空氣通入燃油噴嘴15、19的供油管以吹除剩余燃油，吹洗燃油噴嘴15、19?？諝夥蛛x器103包括濾清裝置和壓力控制器。濾清裝置可以分離出高壓氣體中的水份等雜質。壓力控制器能夠初步調節(jié)高壓氣體的供氣壓力至某高壓界限，如在IOMPa 18MPa之間。電磁閥105優(yōu)選地是先導式的電磁閥，用于控制高壓氣體氣路的通斷。當燃汽輪機正常運行時，儲氣罐104充氣貯存高壓氣體；當燃氣輪機機起動、停車時，儲氣罐104放氣為系統(tǒng)提供高壓氣體。如圖2所示，本實用新型中采用的空氣分配器I是對高壓空氣壓力做精確調節(jié)，并將調節(jié)后的高壓空氣分配給各結構使用的裝置。高壓空氣通過進氣管2，進入調壓波紋管3，調節(jié)過程中多余氣體可以從排氣孔5排出，若壓力仍過高，氣體可從安全閥4泄出。調節(jié)后的空氣分兩路進行分配，一路至出口 I 6接通所有燃油噴嘴(包括無空氣霧化路的燃油噴嘴15和帶有空氣霧化路的燃油噴嘴19)的供油管，經(jīng)壓力控制活門I 7流出，吹除噴嘴15、19及管路內的剩余燃油，并清潔噴嘴及管路，控制壓力端I 8通路的開閉信號由燃油調節(jié)系統(tǒng)發(fā)出；另一路至出口 II 9接通霧化空氣路21，分別經(jīng)壓力控制活門II 10流出，輔助燃油霧化，控制壓力端II 11通路的開閉信號由燃油調節(jié)系統(tǒng)發(fā)出。如圖3所示，空氣分配器106采用的壓力控制活門12是通過液壓控制口 13的壓力大小來實現(xiàn)主通路開閉的裝置。當液壓控制口 13壓力低時，在彈簧力的作用下，主通路14打開。當液壓控制口壓力升高到一定值后，控制液壓遠大于彈簧力，則活門錐面與外襯套端面線接觸密封，關閉主通路14。如圖4所示，本實用新型中無高壓空氣霧化路的燃油噴嘴15主要負責燃油提供和霧化，保證燃燒的順利進行。燃油從供油管16進入旋流室17 (細節(jié)未顯示)，由噴口 18噴出進入燃燒室的噴嘴，在發(fā)動機停車時，供油路里供入高壓空氣，對油路進行吹掃。如圖5所示，本實用新型中帶有高壓空氣霧化路的燃油噴嘴19由燃油噴嘴部分20和空氣霧化路21組成，燃油噴嘴部分20結構和15相同，在發(fā)動機停車時，供油路里也供入高壓空氣，對油路進行吹掃。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的范圍之內。
權利要求1.一種應用于燃氣輪機燃油穩(wěn)燃的高壓空氣路系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括空氣壓縮機(102)、空氣分離器(103)、儲氣罐(104)、電磁閥(105)、空氣分配器(106)，其特征在于，燃氣輪機包括帶有空氣霧化路(21)的燃油噴嘴(19)和無空氣霧化路的燃油噴嘴(15)，空氣壓縮機(102)、空氣分離器(103)、儲氣罐(104)、電磁閥(105)、空氣分配器(106)通過氣體管路依次相連，空氣壓縮機(102)由燃氣輪機的低壓燃氣渦輪轉子(100)驅動，空氣經(jīng)濾網(wǎng)(100)過濾、空氣壓縮機(102)壓縮、空氣分離器(103)濾清及調壓后壓入儲氣罐(104)，儲氣罐(104)中的高壓空氣通過電磁閥(105)進入空氣分配器(106)，空氣分配器(106)包括進氣管(2)和出口 I (6)、出口 II (8)，高壓空氣經(jīng)進氣管(2)進入空氣分配器(106)，出口 I (6)與所有燃油噴嘴的供油管連通，出口 II (8)與所述空氣霧化路(21)連通，燃汽輪機正常運行時關閉電磁閥(105)，儲氣罐(104)充氣貯存高壓氣體；燃氣輪機起動及停車時打開電磁閥(105)，儲氣罐(104)放氣為所述系統(tǒng)提供高壓氣體。
2.根據(jù)權利要求1所述的高壓空氣路系統(tǒng)，其特征在于空氣壓縮機(102)提供的高壓空氣，其壓力范圍為彡IOMPa0
3.根據(jù)權利要求1所述的高壓空氣路系統(tǒng)，其特征在于空氣分離器(103)包括濾清裝置和壓力控制器，壓力控制器將儲氣罐(104)中的壓力保持在IOMPa ISMPa之間。
4.根據(jù)權利要求1所述的高壓空氣路系統(tǒng)，其特征在于空氣分配器(106)還包括波紋管(3)、安全閥(4)、排氣孔(5)、壓力控制活門I (7)、控制壓力端I (8)、壓力控制活門II(10)、控制壓力端II (11)。
5.根據(jù)權利要求4所述的高壓空氣路系統(tǒng)，其特征在于壓力控制活門1、11(7、10)的結構相同，均包括液壓控制口(13)、主通路(14)、彈簧、活門及外襯套，液壓控制口(13)的壓力低時，在彈簧力的作用下，主通路(14)打開；當液壓控制口(13)的壓力升高到一設定值后，控制液壓大于彈簧力，活門錐面與外襯套端面線接觸密封，主通路(14)關閉。
6.根據(jù)權利要求1所述的高壓空氣路系統(tǒng)，其特征在于所有燃油噴嘴(15、19)均為離心噴嘴。
7.根據(jù)權利要求1所述的高壓空氣路系統(tǒng)，其特征在于對于無空氣霧化路的燃油噴嘴(15)，燃氣輪機停車時，供油管(16)中通入高壓空氣，對油路進行吹掃。
8.根據(jù)權利要求1所述的高壓空氣路系統(tǒng)，其特征在于帶有空氣霧化路(21)的燃油噴嘴(19)包括燃油噴嘴部分(20)和空氣霧化路(21 )，燃油噴嘴部分(20)與無空氣霧化路的燃油噴嘴(15)的結構相同，燃氣輪機停車時，高壓空氣通入燃油噴嘴部分(20)中的供油管；燃氣輪機起動時，高壓空氣通入空氣霧化路(21)。
專利摘要本實用新型公開了一種應用于燃氣輪機燃油穩(wěn)燃的高壓空氣路系統(tǒng)，包括依次連接的空氣壓縮機(102)、空氣分離器(103)、儲氣罐(104)、電磁閥(105)、空氣分配器(106)，燃氣輪機包括帶有空氣霧化路的燃油噴嘴和不帶有空氣霧化路的燃油噴嘴，空氣壓縮機(102)由低壓渦輪轉子(100)驅動，空氣經(jīng)濾網(wǎng)(101)過濾、空氣壓縮機壓縮、空氣分離器濾清及調壓后壓入儲氣罐；燃氣輪機起動時，高壓空氣通入空氣霧化路以促進燃油霧化；燃氣輪機停車時，高壓空氣通入供油管以吹除剩余燃油，以清潔油路。本實用新型的高壓空氣路系統(tǒng)可保證在低溫、高海拔等惡劣條件下燃氣輪機的起動性能及沙塵環(huán)境中工作的穩(wěn)定性。
文檔編號F02C7/22GK202900418SQ201220530249
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權日2012年10月16日
發(fā)明者譚春青, 曹文宇, 趙洪雷, 袁怡祥, 謝鵬福, 曾德堂, 劉錫陽, 張永軍, 高慶, 陳海生 申請人:中國科學院工程熱物理研究所