带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴及点火系统技术方案

本发明专利技术公开了一种带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴及点火系统，所述点火电嘴包括：气缸腔体，所述气缸腔体包括相对设置的端盖和安装法兰，所述安装法兰上开设有过孔；活塞，沿所述气缸腔体的内侧壁滑动设置；复位弹簧，设于所述活塞和所述安装法兰之间；点火杆，伸缩穿过所述端盖进入所述气缸腔体，并与所述活塞固定连接，所述点火杆进入所述过孔中；其中，所述安装法兰上开设有依次连通的安装法兰进气通道、安装法兰集气环腔和密封空气通道，所述密封空气通道连通所述过孔，从所述密封空气通道出来的高压空气适于向下喷向所述过孔和所述点火杆之间的间隙。密封空气通道向下喷出的高压空气可阻挡环腔空气和高温燃气进入点火电嘴。气进入点火电嘴。气进入点火电嘴。

【技术实现步骤摘要】
带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴及点火系统


[0001]本专利技术涉及重型燃气轮机点火电嘴
，具体涉及带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴及点火系统。

技术介绍

[0002]重型燃气轮机发电技术由于其具有启动速度快、燃料适应性强、燃烧效率高、污染物排放低、结构紧凑，易于调峰等优点，因此在电网调峰和“双碳”战略中发挥着重要作用。
[0003]而燃烧室作为燃气轮机中的核心组成部分之一，主要作用是将燃料的化学能转化为燃气的热能和势能，随后燃气膨胀推动透平做功。在燃气轮机使用过程中，燃烧室点火的可靠性是一个十分重要的技术指标，它是整套设备正常运行的前提条件。另外，重型燃气轮机在电网调峰过程中需要频繁启停，从而对点火装置的稳定性和可靠性也提出了更高的要求。
[0004]为了避免燃烧室内高温高压环境对点火电嘴寿命的影响，重型燃气轮机上多采用可伸缩式点火电嘴。
[0005]国内外针对可伸缩式点火电嘴的研究已有很多，现有的一种适用于重型燃气轮机的可伸缩式点火装置的工作原理是：点火时依靠弹簧弹力将点火电嘴的点火杆推入燃烧室内进行点火，点火成功后依靠燃烧室内外压差或压缩空气使点火电嘴的点火杆退出燃烧室，但是，此类可伸缩式点火电嘴中，在点火电嘴的非点火状态，点火电嘴中的弹簧始终处于压缩状态，长时间如此，会影响弹簧的弹力，导致弹簧带动点火电嘴的点火杆退出燃烧室的速度变慢，增加点火杆被烧蚀的风险。
[0006]为了克服弹簧在非点火状态始终处于压缩状态、影响弹簧弹力的问题，出现了另一种可伸缩式点火电嘴，其原理是：点火时，压缩空气推动活塞移动，活塞带动与其固定连接的点火杆继续探出气缸底端的过孔，并伸入燃烧室内进行点火，与此同时，与活塞相抵的弹簧被压缩，点火成功后，减小活塞上方的气压，弹簧将回弹，进而可推动活塞回位，活塞回位过程中，带动点火杆退出燃烧室。
[0007]但是，此类可伸缩式点火电嘴依然存在不足：
[0008]点火成功后，点火杆退出燃烧室，但高温燃气和环腔空气很容易从点火杆和过孔之间的间隙进入点火电嘴，而高温燃气和环腔空气又会影响弹簧的弹性，进而又会影响弹簧带动点火电嘴的点火杆退出燃烧室的速度，增加点火杆被烧蚀的风险。
[0009]鉴于现有技术中的不足，有必要设计一种带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴及点火系统。

技术实现思路

[0010]因此，本专利技术要解决的技术问题在于从点火杆和过孔之间的间隙进入点火电嘴的高温燃气和环腔空气会影响弹簧的弹性，从而提供一种带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴及点火系统。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0012]一种带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴，所述点火电嘴包括：
[0013]气缸腔体，所述气缸腔体包括相对设置的端盖和安装法兰，所述安装法兰上开设有过孔；
[0014]活塞，沿所述气缸腔体的内侧壁滑动设置；
[0015]复位弹簧，设于所述活塞和所述安装法兰之间；
[0016]点火杆，伸缩穿过所述端盖进入所述气缸腔体，并与所述活塞固定连接，所述点火杆进入所述过孔中；其中，
[0017]所述安装法兰上开设有依次连通的安装法兰进气通道、安装法兰集气环腔和密封空气通道，所述密封空气通道连通所述过孔，从所述密封空气通道出来的高压空气适于向下喷向所述过孔和所述点火杆之间的间隙。
[0018]进一步地，所述密封空气通道环绕所述过孔连续设置。
[0019]进一步地，所述密封空气通道的高度为1mm－3mm，和/或，所述密封空气通道倾斜向下延伸，且与所述点火杆中轴线之间的夹角为15
°
－45
°
。
[0020]进一步地，所述活塞朝向所述安装法兰的一端设有活塞锥形密封面，所述过孔在朝向所述活塞的一端设有安装法兰锥形密封面，在所述点火电嘴的点火状态，所述活塞锥形密封面与所述安装法兰锥形密封面紧密贴合。
[0021]进一步地，所述安装法兰锥形密封面环绕所述过孔连续设置，和/或，所述活塞锥形密封面环绕所述点火杆连续设置。
[0022]进一步地，所述活塞的外筒壁上依次安装有三个活塞环，三个所述活塞环的开口依次错开180
°
安装。
[0023]进一步地，所述端盖上开设有依次连通的端盖进气通道、端盖集气环腔以及高压空气喷孔，所述高压空气喷孔连通所述气缸腔体。
[0024]进一步地，所述高压空气喷孔沿所述点火杆周向间隔布置，和/或，所述高压空气喷孔的孔径为3mm－6mm。
[0025]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0026]1.本专利技术提供的带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴，气缸腔体包括相对设置的端盖和安装法兰，安装法兰上开设有过孔，点火杆伸缩穿过端盖进入气缸腔体，并与活塞固定连接，点火杆进入过孔中，安装法兰上开设有依次连通的安装法兰进气通道、安装法兰集气环腔和密封空气通道，密封空气通道连通过孔；点火完成后，活塞在复位弹簧的弹性恢复力作用下回位的过程中将带动与之固定连接的点火杆回缩以退出燃烧室，此时，将高压空气通入安装法兰进气通道，并依次进入安装法兰集气环腔和密封空气通道，由于密封空气通道连通过孔，从密封空气通道喷出的高压空气向下喷向点火杆和过孔之间的间隙，形成阻挡气流，以阻挡环腔空气和高温燃气进入点火电嘴，降低环腔空气和高温燃气对复位弹簧弹性的影响，保证点火杆退出燃烧室的速度，进而降低电火电嘴的点火杆被烧蚀的风险，延长点火电嘴的使用寿命。
[0027]2.本专利技术提供的带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴，活塞朝向安装法兰的一端设有活塞锥形密封面，过孔在朝向活塞的一端设有安装法兰锥形密封面，在点火电嘴的点火状态，活塞锥形密封面与安装法兰锥形密封面紧密贴合，这样一来，点火杆在伸
出状态，可通过活塞锥形密封面与安装法兰锥形密封面紧密贴合来阻挡环腔空气和高温燃气进入点火电嘴，再结合安装法兰上密封空气通道喷出的高压空气阻挡环腔空气和高温燃气从点火杆和过孔之间的间隙进入点火电嘴，进而可使点火电嘴无论点火杆在回缩状态还是伸出状态，均具备阻挡环腔空气和高温燃气进入点火电嘴的能力。
[0028]3.本专利技术提供的带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴，活塞的外筒壁上依次安装有三个活塞环，三个活塞环的开口依次错开180
°
安装，避免活塞移动时漏气，保证点火杆能够快速可靠地伸入燃烧室内。
[0029]一种带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火系统，所述点火系统包括：
[0030]前述的带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴；
[0031]气泵；
[0032]换向控制阀，通过管路与所述气泵相连；
[0033]储能装置，与点火杆电性连接；
[0034]安装法兰高压进气管，一端与所述换向控制阀相连，另一端连通安装法兰进气通道；
[0035]控制装置，与所述换向控制阀以及所述储能装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴，其特征在于，所述点火电嘴(35)包括：气缸腔体(18)，所述气缸腔体(18)包括相对设置的端盖(7)和安装法兰(16)，所述安装法兰(16)上开设有过孔(161)；活塞(11)，沿所述气缸腔体(18)的内侧壁滑动设置；复位弹簧(12)，设于所述活塞(11)和所述安装法兰(16)之间；点火杆(1)，伸缩穿过所述端盖(7)进入所述气缸腔体(18)内，并与所述活塞(11)固定连接，所述点火杆(1)进入所述过孔(161)中；其中，所述安装法兰(16)上开设有依次连通的安装法兰进气通道(26)、安装法兰集气环腔(27)和密封空气通道(28)，所述密封空气通道(28)连通所述过孔(161)，从所述密封空气通道(28)出来的高压空气适于向下喷向所述过孔(161)和所述点火杆(1)之间的间隙。2.根据权利要求1所述的带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴，其特征在于，所述密封空气通道(28)环绕所述过孔(161)连续设置。3.根据权利要求1所述的带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴，其特征在于，所述密封空气通道(28)的高度为1mm－3mm，和/或，所述密封空气通道(28)倾斜向下延伸，且与所述点火杆(1)中轴线之间的夹角为15
°
－45
°
。4.根据权利要求1所述的带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴，其特征在于，所述活塞(11)朝向所述安装法兰(16)的一端设有活塞锥形密封面(17)，所述过孔(161)在朝向所述活塞(11)的一端设有安装法兰锥形密封面(24)，在所述点火电嘴(35)的点火状态，所述活塞锥形密封面(17)与所述安装法兰锥形密封面(24)紧密贴合。5.根据权利要求4所述的带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴，其特征在于，所述安装法兰锥形密封面(24)环绕所述过孔(161)连续设置，和/或，所述活塞锥形密封面(17)环绕所述点火杆(1)连续设置。6.根据权利要求1所述的带气动结构的可伸缩式重型燃气轮机点火电嘴...

【专利技术属性】
技术研发人员：李乐，肖俊峰，王玮，高松，夏家兴，李晓丰，王峰，胡孟起，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：