[发明专利]用于燃气涡轮发动机的气体燃料调节系统及其设计方法

说明书

本申请属于航空燃气涡轮发动机燃料调节系统设计技术领域，特别涉及一种用于燃气涡轮发动机的气体燃料调节系统及其设计方法，设计方法包括如下步骤：方案设计步骤、根据基本功能需求设计出气体燃料调节系统；管路内径选取步骤、根据流速范围，计算气体燃料调节系统中管路内径；部件公称通径选取步骤、根据管路内径确定对应位置的部件公称通径；可调节流阀选取步骤、根据阀的公称通径、流通能力等，确定需要选取的可调节流阀；气源压强选取步骤、考虑管路及部件的压强损失，来确定气源压强。本申请的用于燃气涡轮发动机的气体燃料调节系统及其设计方法，安全可靠，使用方便，可以直接应用在各种地面用、船用燃气轮机中，具有较好的市场应用前景。

技术领域

本申请属于航空燃气涡轮发动机燃料调节系统设计技术领域，特别涉及一种用于燃气涡轮发动机的气体燃料调节系统及其设计方法。

背景技术

中档功率工业用燃气涡轮发动机广泛使用天然气、煤层气、焦炉气、高炉气等气体燃料，相应地，燃气涡轮发动机需配备气体燃料调节系统，以便按需调节气体燃料流量。按需要供给并调节燃气涡轮发动机气体燃料的系统，是气动系统在燃气涡轮发动机燃料调节系统上的具体应用。气体燃料调节系统在工业用燃气轮机中应用广泛，但是尚无具体的气体燃料调节系统设计流程及方法可借鉴，故相关设计及调试经验积累不足。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种用于燃气涡轮发动机的气体燃料调节系统及其设计方法。

第一方面，本申请公开了一种用于燃气涡轮发动机的气体燃料调节系统，其特征在于，设置在恒压气源与燃烧室之间，包括气体燃料切断设备、可调节流阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第一控制器；其中

所述气体燃料切断设备的前端通过供气管路与所述恒压气源连通，后端通过供气管路与所述可调节流阀的前端连通，所述气体燃料切断设备用于在预定状态时切断气体燃料供应；

所述可调节流阀的后端通过供气管路与燃烧室喷嘴连通，且在所述可调节流阀的前端和后端的供气管路上分别设置有第一压力传感器和第二压力传感器；

所述第一控制器与所述可调节流阀连接，用于根据接收的所述第一压力传感器和第二压力传感器的监测值，调节所述可调节流阀的流通面积，以调节供往燃烧室的气体燃料流量。

根据本申请的至少一个实施方式，所述气体燃料切断设备包括：

第一截止阀，其前端通过供气管路与所述恒压气源连通；

第二截止阀，其前端通过供气管路连通至所述第一截止阀的后端，所述第二截止阀的后端通过供气管路连通至所述可调节流阀的前端；

排空阀，其前端通过排气管路连通至所述第一截止阀与所述第二截止阀之间的供气管路上，其后端通过排气管路与大气连通；

第二控制器，分别与所述第一截止阀和排空阀连接，用于分别控制所述第一截止阀和排空阀的通断；

第三控制器，与所述第二截止阀连接，用于控制所述第二截止阀的通断。

根据本申请的至少一个实施方式，在所述可调节流阀的前端的供气管路上还设置有温度传感器。

根据本申请的至少一个实施方式，供气管路的内径大小，是按照供气管路的流速在15～25m/s范围内进行计算得到；

排气管路的内径不小于供气路管内径的四分之一。

根据本申请的至少一个实施方式，所述第一截止阀、第二截止阀以及可调节流阀的公称通径，与供气管路的内径一致。

所述排空阀公称通径与排气管路的内径一致。

根据本申请的至少一个实施方式，所述恒压气源的气源压强为1.1倍的可调节流阀前压强。