一种燃气样气温度控制系统技术方案

本发明专利技术涉及样气组分测量分析技术领域，具体涉及一种燃气样气温度控制系统，包括：传感器测量燃气温度；水泵与取样耙内设有的水冷环腔连通；变频器与水泵连接；旁通阀设置于水泵与水冷环腔之间；当传感器测温低于设定时，首先变频器降低频率，降低水泵转速，然后旁通阀开度增大，减小冷却水流量；当传感器测温高于设定时，首先变频器升高频率，提高水泵转速，然后旁通阀开度减小，增大冷却水流量；本申请通过变频器调节水泵转速和旁通阀开度的联动调节，实现冷却水流量和燃气温度的控制，能够更快

【技术实现步骤摘要】
一种燃气样气温度控制系统


[0001]本专利技术涉及样气组分测量分析
，具体涉及一种燃气样气温度控制系统
。

技术介绍

[0002]航空发动机被誉为“工业皇冠上的明珠”，体现着国家的科技发展水平和综合国力
。
随着人们环保意识的不断提高，民用航空发动机朝着低排放的方向发展
。
[0003]对于民用航空发动机污染物的排放，国际民航组织下属的航空环境保护委员会
(Committee on Aviation Environmental Protection
，
CAEP)
从
1980
年开始，制订了一系列的排放标准
。
其中，规定的污染物主要包含碳烟
、
一氧化碳
(CO)、
未燃碳氢
(UHC)
和氮氧化物
(NO
x
)。
从
CAEP/2
标准到
CAEP/8
标准，对碳烟
、
一氧化碳和未燃碳氢的排放标准基本没有改变，但对
NO
x
的排放要求越来越严格；在
CAEP/6
标准规定的
NO
x
排放标准比
CAEP/4
标准的规定值降低了
12
％，
CAEP/8
标准规定的
NO
x
排放标准比
CAEP/6
标准的规定值降低了
15
％
。2016
年新出台的
CAEP/10
标准对微粒物质
(
又称为超细烟尘颗粒
)
和
CO2的排放量也有了新的规定
。
民用航空发动机如果要取得适航认证，就必须满足国际民航组织
(International Civil Aviation Organization
，
ICAO)
的污染排放要求
。
[0004]为此，需要设计合理的燃气分析系统，从取样
、
预处理
、
浓度测量和数据分析等各个环节保证组分浓度测量的准确性，为低排放燃烧室的设计研发和民用航空发动机的适航取证提供技术支撑
。
[0005]在高温高压环境下，一般采用水冷取样耙将样气从燃烧室取出，进行组分浓度测量，水冷结构一方面保证取样耙不被燃气烧蚀，另一方面需要将样气温度保持在比较恒定的温度，以保证样气在一个合适的温度被取出，并被分析测量，提高燃气组分浓度测量的准确性
。
如果取出的样气温度过高会导致样气中的化学反应不能冻结；如果取出的样气温度过低会导致
UHC
和氮氧化物冷凝，均会对燃气组分浓度测量结果产生较大影响
。
但是，燃气样气温度难以符合取样要求
。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服燃气样气温度难以符合取样要求的缺陷
。
[0007]为了克服上述缺陷，本专利技术提供一种燃气样气温度控制系统，包括：
[0008]传感器，适于测量取样耙获取的燃气样气的温度；
[0009]水泵，与所述取样耙内设有的水冷环腔通过管路连通，所述水泵适于为水冷环腔提供冷却水；
[0010]变频器，与水泵连接；
[0011]旁通阀，设置于所述水泵与水冷环腔之间，所述旁通阀适于调节流入所述水冷环腔中冷却水的流量；
[0012]控制器，与传感器
、
变频器
、
旁通阀均信号连接；所述控制器具有当传感器测得的
温度低于设定的温度范围时，控制器首先控制变频器降低频率，进而降低水泵的转速，控制器然后控制旁通阀的开度增大，以减小进入水冷环腔内冷却水流量的第一状态；以及具有当传感器测得的温度高于设定的温度范围时，控制器首先控制变频器升高频率，进而提高水泵的转速，控制器然后控制旁通阀的开度减小，以增大进入水冷环腔内冷却水流量的第二状态
。
[0013]可选地，所述设定的温度范围为
150
－
180℃。
[0014]可选地，在所述旁通阀与水冷环腔连接管路上设有压力变送器；所述压力变送器与控制器信号连接；
[0015]所述压力变送器适于在管路中冷却水的压力超过第一阈值或低于第二阈值时，压力变送器向控制器发信号，控制器进行显示压力值，并进行异常报警
。
[0016]可选地，在所述旁通阀与水冷环腔连接管路上设有流量计；所述流量计与控制器信号连接；
[0017]所述流量计适于在管路中冷却水的流量超过第三阈值或低于第四阈值时，流量计向控制器发信号，控制器进行显示流量值，并进行异常报警
。
[0018]可选地，当所述取样耙为独立取样耙时，所述取样耙上设有多个取样管，多个取样管适于将燃气引入组分浓度分析系统内；在每根取样管内均设有所述传感器
。
[0019]可选地，当所述取样耙为混合取样耙时，所述传感器包括：第一传感器和第二传感器；
[0020]在所述取样耙上设有多个取样管，所述取样管的取样口适于引入燃气；
[0021]多个取样管与取样耙内设置的混合腔连通；所述混合腔与混合样气引出管连通；所述混合样气引出管通过样气输运管与组分浓度分析系统连接；所述混合样气引出管与样气输运管的连接处为样气出口；
[0022]在混合取样耙中，所述第一传感器设置于所述混合腔内；所述第二传感器设置于所述混合样气引出管内靠近样气出口的位置
。
[0023]可选地，所述取样管的取样口正对燃气的流动方向设置
。
[0024]可选地，在所述混合样气引出管的外部包裹有保温材料
。
[0025]可选地，在所述样气输运管上设有电伴热结构；所述电伴热结构与控制器连接，所述电伴热结构适于在控制器的控制下，保持设定的温度范围
。
[0026]可选地，在所述水泵的上游连接有预处理水箱；所述预处理水箱适于提供经过滤和软化的冷却水
。
[0027]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0028]1.
本专利技术提供的燃气样气温度控制系统，包括：传感器，适于测量取样耙获取的燃气样气的温度；水泵，与所述取样耙内设有的水冷环腔通过管路连通，所述水泵适于为水冷环腔提供冷却水；变频器，与水泵连接；旁通阀，设置于所述水泵与水冷环腔之间，所述旁通阀适于调节流入所述水冷环腔中冷却水的流量；控制器，与传感器
、
变频器
、
旁通阀均信号连接；所述控制器具有当传感器测得的温度低于设定的温度范围时，控制器首先控制变频器降低频率，进而降低水泵的转速，控制器然后控制旁通阀的开度增大，以减小进入水冷环腔内冷却水流量的第一状态；以及具有当传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种燃气样气温度控制系统，其特征在于，包括：传感器，适于测量取样耙
(4)
获取的燃气样气的温度；水泵
(21)
，与所述取样耙
(4)
内设有的水冷环腔
(6)
通过管路连通，所述水泵
(21)
适于为水冷环腔
(6)
提供冷却水；变频器
(20)
，与水泵
(21)
连接；旁通阀
(19)
，设置于所述水泵
(21)
与水冷环腔
(6)
之间，所述旁通阀
(19)
适于调节流入所述水冷环腔
(6)
中的冷却水流量；控制器
(16)
，与传感器
、
变频器
(20)、
旁通阀
(19)
均信号连接；所述控制器
(16)
具有当传感器测得的温度低于设定的温度范围时，控制器
(16)
首先控制变频器
(20)
降低频率，进而降低水泵
(21)
的转速，控制器
(16)
然后控制旁通阀
(19)
的开度增大，以减小进入水冷环腔
(6)
内冷却水流量的第一状态；以及具有当传感器测得的温度高于设定的温度范围时，控制器
(16)
首先控制变频器
(20)
升高频率，进而提高水泵
(21)
的转速，控制器
(16)
然后控制旁通阀
(19)
的开度减小，以增大进入水冷环腔
(6)
内冷却水流量的第二状态
。2.
根据权利要求1所述的燃气样气温度控制系统，其特征在于，所述设定的温度范围为
150
－
180℃。3.
根据权利要求1所述的燃气样气温度控制系统，其特征在于，在所述旁通阀
(19)
与水冷环腔
(6)
连接管路上设有压力变送器
(17)
；所述压力变送器
(17)
与控制器
(16)
信号连接；所述压力变送器
(17)
适于在管路中冷却水的压力超过第一阈值或低于第二阈值时，压力变送器
(17)
向控制器
(16)
发信号，控制器
(16)
进行显示压力值，并进行异常报警
。4.
根据权利要求1所述的燃气样气温度控制系统，其特征在于，在所述旁通阀
(19)
与水冷环腔
(6)
连接管路上设有流量计
(18)
；所述流量计
(18)
与控制器
(16)
信号连接；所述流量计
(18)
适于在管路中冷却水的流量超过第三阈值或低于第四阈值时，流量计
(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖俊峰，李乐，高松，王玮，李晓丰，王峰，夏家兴，郭菡，
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：