[发明专利]一种燃气轮机燃料调节阀及控制系统、控制方法

说明书

本发明公开了一种燃气轮机燃料调节阀及控制系统、控制方法，所述燃气轮机燃料调节阀包括：阀体和阀芯；所述阀体的一端设置有燃料出口；所述阀体的预设截面位置处沿周向均布有预设数量的完全相同的燃料进口；所述阀体内设置有第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与所述燃料进口相连通，所述第二腔室与所述燃料出口相连通；所述第一腔室与所述第二腔室相连通，连通处设置有喉部；所述阀芯可移动的设置于所述第一腔室。本发明中，基于缩放喷管气体动力学特性提出了一种防抖动燃料阀。

技术领域

本发明属于燃气轮机气体燃料控制技术领域，特别涉及一种燃气轮机燃料调节阀及控制系统、控制方法。

背景技术

燃料流量精确调节是燃气轮机的关键技术之一，是为了准确控制流入燃烧室的气态燃料流量，使其按照需要分配释放热量，研究燃料流量调节阀的精确调节具有非常重要的意义。

目前，国内外大部分对燃料阀的研究都不能满足燃料阀响应速度，抖动等技术要求。具体示例解释性的，现有燃气轮机燃料调节阀一般采用锥阀式单向阀，这种“阀芯-弹簧”结构是一种低阻尼的振荡系统，在液压系统中由于流体在阀腔中的运动而产生的反作用力很容易出现振动，振动不仅会产生噪声，还会缩短阀门的使用寿命，影响整个系统的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃气轮机燃料调节阀及控制系统、控制方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明中，基于缩放喷管气体动力学特性提出了一种防抖动燃料阀；在上述基础上，进一步公开了其控制系统和控制方法，可解决上述现有技术存在的阀门抖动以及响应速度方面的技术缺陷。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种燃气轮机燃料调节阀，包括：阀体和阀芯；

所述阀体的一端设置有燃料出口，另一端设置有用于固定的连接装置；所述阀体的预设截面位置处沿周向均布有预设数量的完全相同的燃料进口；所述阀体内设置有第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与所述燃料进口相连通，所述第二腔室与所述燃料出口相连通；所述第一腔室与所述第二腔室相连通，连通处设置有喉部；

所述阀芯可移动的设置于所述第一腔室，用于改变所述燃料进口与所述燃料出口之间的通流面积，实现阀门开度调节；

其中，所述预设数量的完全相同的燃料进口用于实现通入的燃料对阀芯的作用力达到平衡。

本发明的进一步改进在于，

所述第一腔室内，自所述燃料进口向所述喉部依次设置有稳定段、收缩段；

所述第二腔室内，所述喉部与所述燃料出口之间设置有扩张段；

其中，所述稳定段用于降低燃料紊流度；所述收缩段用于使燃料压力降低且流速增大；所述扩张段用于使燃料流速减小且压力增大。

本发明的进一步改进在于，所述阀芯包括：阀杆、锥形头和波纹管；

所述阀杆套装于所述波纹管内；所述阀杆的一端用于与活塞杆固定连接，另一端与所述锥形头固定连接。

本发明的进一步改进在于，所述燃料进口用于与燃料供给管网相连通。

本发明提供的一种控制系统，包括：三位四通阀、活塞缸和本发明上述的燃气轮机燃料调节阀；

所述三位四通阀设置有P口、T口、A口和B口；其中，P口为进油口，T口为回油口，A口与所述活塞缸的无杆腔相连通，B口与所述活塞缸的有杆腔相连通；

在A口和所述活塞缸的无杆腔之间的连通路上依次安装有单向阀和顺序阀；所述顺序阀的泄油口与B口和所述活塞缸的有杆腔之间的连通管路相连通；

活塞缸的活塞杆与阀杆固定连接。