一种燃气轮机燃气遮断系统论文和设计-徐泽鹏

全文摘要

本实用新型公开了一种燃气轮机燃气遮断系统，包括球心阀、油动机、开启电磁阀、插装阀、先导电磁阀；当开启电磁阀得电时，液压油进入油动机的下半缸；当开启电磁阀失电时，液压油从油动机的下半缸分别流入油动机的上半缸及回油口；当先导电磁阀得电时，插装阀关闭，油动机下半缸的回油通道关闭；当先导电磁阀失电时，插装阀打开，油动机下半缸内的液压油经插装阀泄去回油口。本实用新型通过先导电磁阀和开启电磁阀同时进行油动机的泄油控制，响应迅速，同时增加了系统的安全性；并且通过插装阀能够进行大流量的泄油，从而保证油动机可以带动球心阀快速关闭。

主设计要求

1.一种燃气轮机燃气遮断系统，其特征在于，所述燃气遮断系统包括：球心阀，设于燃气管道上、进燃气轮机燃烧室之前位置处；控制球心阀开关的油动机，通过内部活塞与所述球心阀相连；当活塞下移至活塞底座时，球心阀关闭；开启电磁阀，采用三通阀；当所述开启电磁阀得电时，进油口经开启电磁阀与油动机的下半缸相通；当所述开启电磁阀失电时，油动机的下半缸经开启电磁阀分别与油动机的上半缸及回油口相通；插装阀，采用二通阀；当所述插装阀开启时，油动机的下半缸经插装阀与回油口相通；控制插装阀开关切换的先导电磁阀，采用三通阀；当先导电磁阀得电时，所述插装阀关闭；当先导电磁阀失电时，所述插装阀开启。

设计方案

1.一种燃气轮机燃气遮断系统，其特征在于，所述燃气遮断系统包括：

球心阀，设于燃气管道上、进燃气轮机燃烧室之前位置处；

控制球心阀开关的油动机，通过内部活塞与所述球心阀相连；当活塞下移至活塞底座时，球心阀关闭；

开启电磁阀，采用三通阀；当所述开启电磁阀得电时，进油口经开启电磁阀与油动机的下半缸相通；当所述开启电磁阀失电时，油动机的下半缸经开启电磁阀分别与油动机的上半缸及回油口相通；

插装阀，采用二通阀；当所述插装阀开启时，油动机的下半缸经插装阀与回油口相通；

控制插装阀开关切换的先导电磁阀，采用三通阀；当先导电磁阀得电时，所述插装阀关闭；当先导电磁阀失电时，所述插装阀开启。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃气遮断系统，其特征在于，所述开启电磁阀的A、P、T端分别与所述油动机的上半缸、进油口、出油口相通；当所述开启电磁阀得电时，P、A两端相通；当所述开启电磁阀失电时，A、T两端相通。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机燃气遮断系统，其特征在于，所述先导电磁阀的A、P、T端分别与所述插装阀的C端、进油口、出油口相通；所述插装阀的A、B端分别与回油口、所述油动机的下半缸相通；当所述开启电磁阀得电时，P、A两端相通，液压油进入所述插装阀的C端，插装阀关闭，即插装阀的A、B两端不通；当所述开启电磁阀失电时，A、T两端相通，液压油经插装阀的C端泄去回油口，插装阀开启，即插装阀的A、B两端相通。

4.根据权利要求3所述的燃气轮机燃气遮断系统，其特征在于，所述开启电磁阀比先导电磁阀的得、失电动作略有延迟。

5.根据权利要求4所述的燃气轮机燃气遮断系统，其特征在于，所述油动机内设有两组感应限位开关，两组感应限位开关分别设于所述球心阀开启、关闭时活塞的对应位置处；每组感应限位开关均包括多个感应限位开关。

6.根据权利要求5所述的燃气轮机燃气遮断系统，其特征在于，所述油动机的活塞与活塞座之间设有碟形弹簧。

7.根据权利要求6所述的燃气轮机燃气遮断系统，其特征在于，所述进油口依次通过油滤、节流孔与所述开启电磁阀的P端相通；所述油动机的下半缸与开启电磁阀的A端之间、开启电磁阀的T端与回油口之间均设有节流孔。

8.根据权利要求7所述的燃气轮机燃气遮断系统，其特征在于，所述油滤采用耐压油滤，其上设有压差传感器。

9.根据权利要求8所述的燃气轮机燃气遮断系统，其特征在于，所述油动机上半缸与插装阀之间、插装阀与回油口之间、油动机下半缸与开启电磁阀之间、进油口与油滤之间均设有压力表。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机领域，特别地，涉及一种燃气轮机燃气遮断系统。

背景技术

当燃气轮机启动、运行过程中出现超转、超温等紧急情况时，需立即切断燃气供给，对燃气轮机进行遮断保护。燃气轮机燃气遮断系统主要由遮断阀和执行机构等构成，遮断阀主要有球心阀（靠圆形阀芯上下移动控制阀门开关）、球阀（阀芯旋转90°控制阀门开关）和蝶阀（圆盘围绕阀轴旋转控制阀门开关）等几种，执行机构主要有液动（通过液压油的推力来驱动执行）、电动（通过电能来驱动执行）、气动（通过气源来驱动执行）等几种。现有技术中的燃气轮机燃气遮断系统主要有如下技术缺陷和不足：1、遮断阀容易堵塞、密封性差、使用压力和工作温度范围小；2、执行机构结构复杂、不防爆、输出力不够、运行不够平稳、响应慢。因此，发明一种结构简单、运行平稳、响应快、阀门密封好、不易堵塞的燃气轮机燃气遮断系统对保护燃气轮机意义重大。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种运行平稳、响应快的燃气遮断系统。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种燃气轮机燃气遮断系统，包括：

球心阀，设于燃气管道上、进燃气轮机燃烧室之前位置处；

控制球心阀开关的油动机，通过内部活塞与所述球心阀相连；当活塞下移至活塞底座时，球心阀关闭；

插装阀，采用二通阀；当所述插装阀开启时，油动机的下半缸经插装阀与回油口相通；

控制插装阀开关切换的先导电磁阀，采用三通阀；当先导电磁阀得电时，所述插装阀关闭；当先导电磁阀失电时，所述插装阀开启。

通过先导电磁阀和开启电磁阀同时进行油动机的泄油控制，响应迅速，同时增加了系统的安全性；并且通过插装阀能够进行大流量的泄油，从而保证油动机可以带动球心阀快速关闭。

进一步的，开启电磁阀的A、P、T端分别与所述油动机的上半缸、进油口、出油口相通；当所述开启电磁阀得电时，P、A两端相通；当所述开启电磁阀失电时，A、T两端相通。

进一步的，先导电磁阀的A、P、T端分别与所述插装阀的C端、进油口、出油口相通；所述插装阀的A、B端分别与回油口、所述油动机的下半缸相通；当所述开启电磁阀得电时，P、A两端相通，液压油进入所述插装阀的C端，插装阀关闭，即插装阀的A、B两端不通；当所述开启电磁阀失电时，A、T两端相通，液压油经插装阀的C端泄去回油口，插装阀开启，即插装阀的A、B两端相通。

进一步的，开启电磁阀比先导电磁阀的得、失电动作略有延迟。通过延迟设置，使得先导电磁阀优先响应，球心阀的运动更加稳定。

进一步的，油动机内设有两组感应限位开关，两组感应限位开关分别设于所述球心阀开启、关闭时活塞的对应位置处；每组感应限位开关均包括多个感应限位开关。通过感应限位开关进行球心阀工作状态监测，同时每组感应限位开关的多个设定，通过多个监测结果进行球心阀工作状态的逻辑判断，使得监控结果更加精准。

进一步的，油动机的活塞与活塞座之间设有碟形弹簧。蝶形弹簧的设置使得球心阀能够可靠地关闭。

进一步的，进油口依次通过油滤、节流孔与所述开启电磁阀的P端相通；所述油动机的下半缸与开启电磁阀的A端之间、开启电磁阀的T端与回油口之间均设有节流孔。通过节流孔的设置，调整系统压力，确保系统安全稳定运行。

进一步的，油滤采用耐压油滤，其上设有压差传感器。通过压差传感器监控油滤的滤网是否出现堵塞，提高系统运行的安全、稳定性。

进一步的，油动机上半缸与插装阀之间、插装阀与回油口之间、油动机下半缸与开启电磁阀之间、进油口与油滤之间均设有压力表。通过压力表的设定，监控系统压力，确定球心阀的开启时机。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

本实用新型通过在进燃气轮机燃燃烧室之前的燃气管道上设置燃气遮断系统，能有效实现当燃气轮机启动、运行过程中出现超转、超温等紧急情况时，可快速切断燃气供给，对燃气轮机进行遮断保护。

本实用新型通过球心阀实现燃气的切断，其密封性能好、不易卡塞、低振动和低噪声；通过球心阀采用液动执行机构进行控制，相对气动和电动执行机构来说，其结构简单、输出力强、运行平稳、响应快。

本实用新型通过先导电磁阀控制插装阀实现大流量泄油，从而保证油动机可以带动球心阀快速关闭；同时利用开启电磁阀实现双通道泄油，进一步实现了系统的快速响应。

本实用新型利用先导电磁阀、开启电磁阀失电进行油动机泄油，有效避免了失电导致高压油无法泄去，从而导致的球心阀无法关闭的危险情况，增加了系统的安全性。

附图说明

图1为本实用新型燃气轮机燃气遮断系统的结构示意图。

图中，1-球心阀，2-油动机，3-先导电磁阀，4-开启电磁阀，5-插装阀，6-油滤，7-压差传感器，8、9、10、11-压力表，12、13、14-节流孔，15-感应限位开关。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种燃气轮机燃气遮断系统，主要由球心阀1、油动机2、先导电磁阀3、开启电磁阀4、插装阀5、油滤6、压差传感器7、压力表8、9、10、11、节流孔12、13、14及感应限位开关15等组成。本实用新型提供的燃气遮断系统是在燃气管道上进燃气轮机燃烧室之前设置，当燃气轮机启动、运行过程中出现超转、超温等紧急情况时，可快速切断燃气供给，对燃气轮机进行遮断保护。

球心阀1的开关控制着燃气的供给。油动机2固定在球心阀1的主干法兰上，主要由液压油缸和蝶形弹簧构成，蝶形弹簧与油动机单元一体化设计，油动机上下半缸活塞的结构是完全一致的，活塞单向受力。当高压液压油供给到油动机2的下半缸时，液压油压力克服弹簧力推动活塞向上移动，使得球心阀1的阀芯向上移动，阀门打开；当没有高压液压油供给到油动机2的下半缸时，活塞在油动机2上半缸的液压油压力和弹簧力作用下向下移动至活塞底座上，使得球心阀1的阀芯向下移动，阀门关闭。需要说明的是，当活塞处于活塞底座上时，蝶形弹簧处于被压缩状态，即当油动机上、下半缸均没有液压油供给时，蝶形弹簧的弹簧力依然足够使活塞向下移动至活塞底座上，关闭球心阀1。

先导电磁阀3和开启电磁阀4为三通阀，其得失电状态不同，得电时，端口P和A相通；失电时，端口A和T相通。开启电磁阀4比先导电磁阀3的得、失电动作略有延迟。

插装阀5为二通阀，当其端口C有高压液压油供给时，液压油压力克服弹簧力推动活塞向下移动，插装阀5关闭，即B和A不通；当其端口C没有高压液压油供给时，活塞在弹簧力的作用下向上移动，插装阀5开启，即B和A相通。

当先导电磁阀3和开启电磁阀4同时得电，先导电磁阀3的端口P和A相通，高压液压油供给至插装阀5的C端口,插装阀5被关闭，开启电磁阀4的端口P和A相通，高压液压油经油滤6和开启电磁阀4，被供给至油动机2的下半缸，克服弹簧力推动活塞向上移动（上半缸液压油被泄去回油口），使得球心阀1的阀芯向上移动，球心阀1打开，燃气得以经球心阀1供给至燃气轮机。

当先导电磁阀3失电，其端口A和T相通，插装阀5的C端口处的液压油被泄去回油口，插装阀5端口C的液压油被泄去的同时插装阀5打开，其端口B和A相通，油动机2下半缸的高压液压油经插装阀5，被泄去回油口；当开启电磁阀4失电，其端口A和T相通，油动机2下半缸的液压油部分经开启电磁阀4被泄去回油口，还有部分经开启电磁阀4进入油动机2的上半缸。当燃气轮机出现紧急情况时，先导电磁阀3和开启电磁阀同时失电，油动机2的活塞在弹簧力和油动机2上半缸的液压油压力作用下向下快速移动至活塞底座上，使得球心阀1的阀芯向下移动，球心阀1关闭，燃气不能经球心阀1供给至燃气轮机。

油滤6为专用耐压油滤（比如10μm），装有一个压差传感器7来监视滤网堵塞，若差压值高于整定值，则报警出现；压力表8、9、10、11用来监视系统压力，当系统油压超过运行油压（比如＞14.5 MPa）时才允许开启球心阀1；节流孔12、13、14起调整整定系统压力、确保系统安全稳定的作用；感应限位开关15在油动机2的单元内，有六个，每三个为一组，分别对球心阀1的开启和关闭位置进行监视。对每组的三个监视结果进行逻辑运算，当两个以上为是，则确认球心阀达到该位置。

插装阀5的C端口失压后，插装阀可以进行大流量的泄油，从而保证油动机2可以带动球心阀1快速关闭；油动机2下半缸的液压油除了经插装阀5，还会经开启电磁阀4被泄去回油口，两路泄油加快了泄油速度，从而使得油动机2可以带动球心阀1关闭的速度加快；油动机2下半缸的部分液压油经开启电磁阀4进入油动机2的上半缸，这部分液压油推动油动机2的活塞向下移动，进一步加快球心阀1关闭的速度。

球心阀相对球阀和蝶阀来说，其密封性能好、不易卡塞、低振动和低噪声，液动执行机构相对气动和电动执行机构来说，其结构简单、输出力强、运行平稳、响应快；油动机2中弹簧设计成蝶形弹簧，保证其能够可靠地关闭球心阀；先导电磁阀3失电或开启电磁阀4失电，均能使得油动机2下半缸的液压油被泄去，球心阀1关闭，增加了系统的安全裕度；先导电磁阀3失电或开启电磁阀4失电使油动机2下半缸的液压油被泄去，有效避免了失电导致高压油无法泄去，球心阀1无法关闭的危险情况，增加了系统的安全性；当燃机轮机出现紧急情况时，先导电磁阀3和开启电磁阀4同时失电能够使油动机2下半缸的高压液压油被更加快速泄去，进一步增加了系统的安全性和快速响应性。

设计图

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主设计要求

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