CN107120195A - 燃气轮机闭式液压起动*** - Google Patents

燃气轮机闭式液压起动*** Download PDF

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    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
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Abstract

本发明公开了一种燃气轮机闭式液压起动***，其包括起动机、变量液压泵、定量液压马达；起动机的输出与变量液压泵连接，用于驱动变量液压泵工作；变量液压泵的补油口与开始油源相连；变量液压泵的出油口通过管路连接定量液压马达的进油口；变量液压泵的进油口通过管路连接定量液压马达的出油口；定量液压马达的输出轴与燃气轮机齿轮箱连接。本发明的燃气轮机闭式液压起动***，起动效率高，管路简单，故障率低，可靠性高。

Description

燃气轮机闭式液压起动***
技术领域
本发明涉及燃气轮机起动技术，特别涉及一种燃气轮机闭式液压起动***。
背景技术
燃气轮机(Gas Turbine)是一种以连续流动的气体作为工质，把热能转换为机械功的旋转式动力机械。在空气和燃气的主要流程中，只有压气机(Compressor)、燃烧室(Combustor)和燃气透平(Turbine)这三大部件组成的燃气轮机循环，通称为简单循环。大多数燃气轮机均采用简单循环方案。因为它的结构最简单，而且最能体现出燃气轮机所特有的体积小、重量轻、起动快、少用或不用冷却水等一系列优点。
燃气轮机的工作过程是，压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气，并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩后的空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体，随即流入燃气透平中膨胀做功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转，从透平中排出的废气排至大气自然放热，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并输出电功；加热后的高温燃气的做功能力显著提高，因而燃气透平在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。
燃气轮机是一种应用广泛的动力装置，其本身不具备自起动功能，需要配备辅助动力***，使其压气机达到一定转速，然后燃气轮机才同辅助动力***脱开，靠自身燃气的燃烧才能维持其自身运转
现有的燃气轮机起动***有电机起动、液压开式***起动等。其中液压开式***存在起动效率较低、管路复杂、故障率高等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种燃气轮机闭式液压起动***，起动效率高，管路简单，故障率低，可靠性高。
为解决上述技术问题，本发明提供的燃气轮机闭式液压起动***，其包括起动机1、变量液压泵2、定量液压马达3；
所述起动机1的输出与所述变量液压泵2连接，用于驱动所述变量液压泵2工作；
所述变量液压泵2具有进油口21、出油口22以及补油口23；
所述变量液压泵2的补油口23与开始油源5相连；
所述变量液压泵2的出油口22通过管路连接定量液压马达3的进油口；
所述变量液压泵2的进油口21通过管路连接定量液压马达3的出油口；
所述定量液压马达3的输出轴与燃气轮机齿轮箱4连接。
较佳的，所述起动机1为电机或发动机。
较佳的，燃气轮机闭式液压起动***还包括转速传感器6、控制电路7；
所述转速传感器6，用于检测燃气轮机实时转速；
所述控制电路7，根据设定的目标转速及所述转速传感器6反馈的燃气轮机实时转速，控制所述变量液压泵2的排量；当所述起动机1开始工作并且燃气轮机实时转速小于第一目标转速，控制所述变量液压泵2的排量增大；当燃气轮机检测转速达到第一目标转速，控制所述燃气轮机点火启动。
较佳的，所述控制电路7，当燃气轮机实时转速达到第二目标转速，控制所述起动机1停止工作，第二目标转速高于第一目标转速。
较佳的，第一目标转速为燃气轮机最高转速的10％到20％；
第二目标转速为燃气轮机最高转速的40％到60％。
较佳的，第一目标转速为燃气轮机最高转速的15％；
第二目标转速为燃气轮机最高转速的50％。
较佳的，所述控制电路7，当所述起动机开始工作并且燃气轮机实时转速小于第一目标转速，控制所述变量液压泵2的排量以第一速度增大；当燃气轮机实时转速达到第一目标转速，控制所述燃气轮机点火启动，并控制所述变量液压泵2的排量以第二速度增大，第二速度高于第一速度，使液压马达3输出轴的转速增长速度大于燃气轮机自身燃烧使燃气轮机的转速增长速度，直至燃气轮机实时转速达到第二目标转速。
较佳的，所述变量液压泵2的初始油压为其最高工作油压。
本发明的燃气轮机闭式液压起动***，由起动机11驱动变量液压泵2从而向定量液压马达3提供高压液压油,变量液压泵2用于自开始油源5泵油给***补油，输出高压液压油至定量液压马达3，定量液压马达3的输出轴用于驱动燃气轮机齿轮箱5，使燃气轮机起动，定量液压马达3直接通过变量液压泵2进油口21直接回油到变量液压泵2，而不是回油到开始油源5，从而形成闭式液压起动***，起动效率高，管路简单，故障率低，可靠性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的燃气轮机闭式液压起动***的结构示意图。
图2是本发明的燃气轮机闭式液压起动***的液压起动反馈控制示意图。
图中附图标记说明：
1：起动机；2：变量液压泵；3：定量液压马达；4：燃气轮机齿轮箱；5：开始油源；6：转速传感器；7：控制电路；21：变量液压泵进油口；22变量液压泵出油口；23：变量液压泵补油口。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，燃气轮机闭式液压起动***包括起动机1、变量液压泵2及定量液压马达3；
所述起动机1的输出与所述变量液压泵2连接，用于驱动所述变量液压泵2工作；
所述变量液压泵2具有进油口21、出油口22以及补油口23；
所述变量液压泵2的补油口23与开始油源5相连；
所述变量液压泵2的出油口22通过管路连接定量液压马达3的进油口；
所述变量液压泵2进油口21通过管路连接定量液压马达3的出油口；
所述定量液压马达3的输出轴与燃气轮机齿轮箱4连接。
较佳的，所述起动机1为电机或发动机。
液压变量泵能在变量控制装置的作用下能够根据工作的需要在一定范围内调整输出特性。使用液压***的目的在于可使某一执行对象以预定的速度向正反两个方向运动，为调节速度需进行节流，致使能量有所损失，并导致***效率降低，为此需采用液压变量泵实现容积控制。使用液压变量泵进行位置和速度控制时，能量损耗最小。正确地使用和调节液压变量泵的流量，可使其只排出满足负载运动速度需要的流量。
定量液压马达是每转的理论输出排量不变的液压马达。具有噪音低、效率高、体积小、重量轻、寿命长、变量形式齐全、耗能少、可适应于多种液压介质等一系列特点。而使用定量液压马达时只有部分流量供给负载，其余的流量通常需要旁通至油箱。
实施例一的燃气轮机闭式液压起动***，由起动机11驱动变量液压泵2从而向定量液压马达3提供高压液压油,变量液压泵2用于自开始油源5泵油给***补油，输出高压液压油至定量液压马达3，定量液压马达3的输出轴用于驱动燃气轮机齿轮箱5，使燃气轮机起动，定量液压马达3直接通过变量液压泵2进油口21直接回油到变量液压泵2，而不是回油到开始油源5，从而形成闭式液压起动***，起动效率高，管路简单，故障率低，可靠性高。
实施例二
基于实施例一，如图2所示，燃气轮机闭式液压起动***还包括转速传感器6、控制电路7；
所述转速传感器6，用于检测燃气轮机实时转速；
所述控制电路7，根据设定的目标转速及所述转速传感器6反馈的燃气轮机实时转速，控制所述变量液压泵2的排量；当所述起动机开始工作并且燃气轮机实时转速小于第一目标转速，控制所述变量液压泵2的排量增大；当燃气轮机实时转速达到第一目标转速，控制所述燃气轮机点火启动。
较佳的，所述控制电路7，当燃气轮机实时转速达到第二目标转速，控制所述起动机1停止工作，第二目标转速高于第一目标转速。
较佳的，第一目标转速为燃气轮机最高转速的10％到20％(例如15％)，第二目标转速为燃气轮机最高转速的40％到60％(例如50％)。
较佳的，所述变量液压泵2的初始油压为其最高工作油压。
实施例二的燃气轮机闭式液压起动***，将变量液压泵2的压力设为初始油压，由起动机1驱动变量液压泵2，从而向定量液压马达3提供高压液压油,控制电路7根据转速传感器6反馈的燃气轮机实时转速确定定量液压马达输出轴的转速，控制调节变量液压泵2的排量，驱动定量液压马达3，使其达到燃气轮机所需要的目标转速，达到第二目标转速后关闭起动机。
实施例三
基于实施例二的燃气轮机闭式液压起动***，所述控制电路7，当所述起动机开始工作并且燃气轮机实时转速小于第一目标转速，控制所述变量液压泵2的排量以第一速度增大；当燃气轮机实时转速达到第一目标转速，控制所述燃气轮机点火启动，并控制所述变量液压泵2的排量以第二速度增大，第二速度高于第一速度，并使液压马达3输出轴的转速增长速度大于燃气轮机自身燃烧使燃气轮机的转速增长速度，直至燃气轮机实时转速达到第二目标转速。
实施例三的燃气轮机闭式液压起动***，在燃气轮机起动前期的低转速阶段(低于第一目标转速)，以最大扭矩运行，从而降低起动时间，此阶段燃气轮机输出功率逐渐增加；而在燃气轮机起动后期的高转速阶段，以恒定的最大功率运行，从而提高***效率。
以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃气轮机闭式液压起动***，其特征在于，包括起动机(1)、变量液压泵(2)、定量液压马达(3)；
所述起动机(1)的输出与所述变量液压泵(2)连接，用于驱动所述变量液压泵(2)工作；
所述变量液压泵(2)具有进油口(21)、出油口(22)以及补油口(23)；
所述变量液压泵(2)的补油口(23)与开始油源(5)相连；
所述变量液压泵(2)的出油口(22)通过管路连接定量液压马达(3)的进油口；
所述变量液压泵(2)的进油口(21)通过管路连接定量液压马达(3)的出油口；
所述定量液压马达(3)的输出轴与燃气轮机齿轮箱(4)连接。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机闭式液压起动***，其特征在于，
所述起动机(1)为电机或发动机。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机闭式液压起动***，其特征在于，
燃气轮机闭式液压起动***还包括转速传感器(6)、控制电路(7)；
所述转速传感器(6)，用于检测燃气轮机实时转速；
所述控制电路(7)，根据设定的目标转速及所述转速传感器(6)反馈的燃气轮机实时转速，控制所述变量液压泵(2)的排量；当所述起动机(1)开始工作并且燃气轮机实时转速小于第一目标转速，控制所述变量液压泵(2)的排量增大；当燃气轮机检测转速达到第一目标转速，控制所述燃气轮机点火启动。
4.根据权利要求3所述的燃气轮机闭式液压起动***，其特征在于，
所述控制电路(7)，当燃气轮机实时转速达到第二目标转速，控制所述起动机(1)停止工作，第二目标转速高于第一目标转速。
5.根据权利要求4所述的燃气轮机闭式液压起动***，其特征在于，
第一目标转速为燃气轮机最高转速的10％到20％；
第二目标转速为燃气轮机最高转速的40％到60％。
6.根据权利要求5所述的燃气轮机闭式液压起动***，其特征在于，
第一目标转速为燃气轮机最高转速的15％；
第二目标转速为燃气轮机最高转速的50％。
7.根据权利要求4所述的燃气轮机闭式液压起动***，其特征在于，
所述控制电路(7)，当所述起动机开始工作并且燃气轮机实时转速小于第一目标转速，控制所述变量液压泵(2)的排量以第一速度增大；当燃气轮机实时转速达到第一目标转速，控制所述燃气轮机点火启动，并控制所述变量液压泵(2)的排量以第二速度增大，第二速度高于第一速度，使液压马达(3)输出轴的转速增长速度大于燃气轮机自身燃烧使燃气轮机的转速增长速度，直至燃气轮机实时转速达到第二目标转速。
8.根据权利要求3或4所述的燃气轮机闭式液压起动***，其特征在于，
所述变量液压泵(2)的初始油压为其最高工作油压。
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