一種水力測功機循環供水系統中精確穩壓方法

2023-04-28 02:10:46 1

專利名稱：一種水力測功機循環供水系統中精確穩壓方法
技術領域：
本發明涉及燃氣輪機應用領域，特別提供一種水力測功機循環供水系統中精確穩壓方法。
背景技術：
水力測功機在燃氣輪機領域應用越來越多，它是燃氣輪機輸出軸功率測量設備，功率測量的準確性，與水力測功機循環供水壓力及供水壓力脈動密切相關，循環供水系統中供水壓力的任何脈動都會引起扭矩的波動，從而影響功率測量精度，因此為保證燃氣輪機輸出軸功率測量準確性，必須對循環供水壓力精確穩壓。

對於小功率水力測功機，一些使用單位藉助特殊的地理環境，將供水系統建在山上，供水壓力及穩壓是靠在山上建高位水箱來保證的，而對於大功率水力測功機在平原地區的使用，水力測功機循環供水穩壓問題很難解決，一直困擾著各使用單位，通過對循環供水系統穩壓問題的研究，解決循環供水穩壓問題，確保燃機輸出軸功率準確測量意義重大。目前同類供水系統是採用洩壓持壓閥排除供水中較大壓力波動，初步調定系統壓力，系統精確穩壓是通過精確控制安裝在主管路中應急供水罐中給水力測供機供水口水壓實現的。應急供水罐上設有液位傳感器、壓力傳感器、壓縮空氣接口，洩水口等裝置，洩水口與兩個並聯的電動閥相連接，壓縮空氣接口與壓縮空氣供氣系統相連接。系統穩壓主要靠控制罐中水力測功機供水口水壓實現，而其與罐內水位及罐上部壓縮空氣壓力密切相關，為實現精確穩壓就必須精確控制罐內水位及罐上部壓縮空氣壓力。應急供水罐安裝在系統主管路中，供水系統正常工作時，大量水從罐供水口、出水口流入、流出，勢必造成罐內水位波動，因此在罐上裝有液位傳感器，依據液位傳感器信號，控制洩水口出口處兩個電動閥開度，實現液位控制。供水系統正常工作時，與罐相連接的壓縮空氣系統必須處於待機狀態，當罐上部壓縮空氣壓力降低時，壓縮空氣系統中儲氣罐內氣體流入水罐中，此時壓縮空氣系統空壓機工作，給儲氣罐補氣，當水罐上部壓縮空氣壓力升高時，水罐上部排氣閥自動打開排氣，保持水罐上部壓縮空氣壓力恆定。不難看出，目前的穩壓方法設計複雜，需控制參數過多，投資大，在實際應用中，調試非常困難，很難實現供水系統的精確穩壓。

發明內容
本發明依據水力測功機循環供水要求，提供了一種供水系統中精確穩壓方法，該方法能夠在簡化供水系統的基礎上解決供水穩壓問題，將供水壓力脈動控制在±0. 14kgf/cm2內，確保了燃氣輪機輸出軸功率準確測量。本發明具體提供了一種水力測功機循環供水系統中精確穩壓方法，其特徵在於在所述水力測功機循環供水系統中安裝洩壓持壓閥初步調定系統壓力，並在系統旁路中安裝全囊式儲水罐，其中洩壓持壓閥是膜片式壓力調節閥。
本發明的精確穩壓方法主要依靠洩壓持壓閥和全囊式儲水罐來實現。系統中選用的洩壓持壓閥是膜片式壓力調節閥，從洩壓持壓閥上遊、下遊管路引出引壓管進入洩壓持壓閥膜片上腔、下腔，依靠膜片上腔、下腔壓差自動控制閥門開度，從而控制閥前壓力恆定。此閥無需外來能源，只依靠被調介質自身壓力變化進行自動調節，可靠性高。但由於水力測功機供水量隨燃機功率變化而改變，洩壓持壓閥響應速度慢，在燃機功率變化時，供水量變化不及時，導致供水穩壓不能滿足水力測功機要求，因此，此閥在系統中用於系統壓力初步調定，並排除泵出口處較大壓力波動，使系統壓力穩定在一定值內。本發明所述全囊式儲水罐其罐體上部設有安裝孔，囊吊裝在罐體內，囊的下部水口壓裝在水口法蘭上。全囊式儲水罐目前常用於緊急供水，本發明採用該儲水罐吸收供水壓力脈動，得 到了很好的穩壓效果。正常工作時，全囊式儲水罐與一般液壓系統中蓄能器功能相似，供水壓力脈動被儲水罐氣囊吸收，實現穩壓作用；同時全囊式儲水罐還起應急供水作用，當主水泵與備用水泵同時出現故障，無法供水時，儲水罐中水在罐內氣壓及重力作用下，從罐中流出，供向水力測功機，保證測功機應急狀態供水。本發明將普通的儲水罐通過合理設計，應用於供水系統精確穩壓中，採用本發明提供的方法，能夠實現水力測功機循環供水系統中的精確穩壓，該方法簡單、易於實現、價格低廉、且穩壓效果良好，能夠滿足水力測功機的供水要求，具有推廣價值。目前該方法已進入工程化應用，系統供水壓力脈動達到測功機循環供水壓力脈動要求，順利完成燃氣輪機輸出軸功率測量。


圖I水力測功機循環供水系統原理圖(其中I-全囊式儲水罐、2-壓力傳感器、3-溫度傳感器、4-供水電動閥、5-冷卻塔、6-溫度表、7-壓力表、8-閘閥、9-熱水泵、10-排汙泵、11-熱水池、12-液位傳感器、13-冷水泵、14-冷水池、15-洩壓持壓閥、16-過濾器、17-放氣閥、18-電動閘閥、19-水力測功機、19a-進水控制閥)；圖2全囊式儲水罐無水狀態主視圖(其中21-罐內空氣、22-囊、23-充氣口、24-壓力表、25-安裝法蘭、26-安裝孔、27-吊耳、28-水口法蘭、29-水口電動閘閥)；圖3全囊式儲水罐無水狀態側視圖；圖4全囊式儲水罐充水狀態主視圖；圖5全囊式儲水罐充水狀態側視圖。
具體實施例方式實施例I水力測功機循環供水系統原理如圖I所示，供水系統中設有兩臺冷水泵13、兩臺熱水泵9及一臺排汙泵10。兩臺冷水泵13、熱水泵9 一主一備，冷卻水經冷水泵13增壓後，進入過濾器16，過濾器16也設置兩臺，一主一備，過濾後的冷水，經洩壓持壓閥15調壓初步調壓後，進入主供水管路，在主供水管路旁路上設有兩個全囊式儲水罐1，兩個全囊式儲水罐I同時工作，用於吸收系統壓力脈動，並用於應急供水，經調壓、穩壓、過濾後，滿足水力測功機19要求的冷卻水供入水力測功機19，經水力測功機19做功後排出的熱水進入熱水池11中,熱水泵9將熱水池11中熱水送入冷卻塔5，冷卻後的水靠重力流回冷水池14，完成冷卻水循環供應。全囊式儲水罐I (圖2 4)其罐體上部設有安裝孔26，並用安裝法蘭25及密封墊密封，囊22吊裝在罐體內，囊22的上部設有吊耳，與安裝法蘭25上吊耳27座連接，囊22的下部水口壓裝在水口法蘭28上。囊22安裝前進行氣密試驗，確保無漏點。囊22安裝到全囊式儲水罐I後，從儲水罐充氣口 23給全囊式儲水罐I充氣(此時水口電動閘閥29處於開啟狀態，以便排出囊22內氣體)，進行罐體密封試驗，充氣壓力O. 5MPa，12小時後壓力表24顯示罐內壓力保持不變，無漏點，關閉水口電動閘閥29，囊22內保持無氣狀態。氣密試驗後，從充氣口 23放氣，使罐內氣壓保持O. 08Mpa (此壓力設定值可依據工作要求設定)，起動冷水泵13，待管路中氣體從放氣閥17排淨後，開啟水口電動閘閥29，囊22內充水，由無水的壓合狀態(見圖2、3)逐漸變成漲開狀態(見圖4、5)，水壓逐漸升高到系統壓力，囊22體積增大使罐內氣體受壓，此時罐內氣體壓力與囊22內水壓保持一致。

系統靜態調試利用水力測功機19進水口處供水電動閥4模擬水力測功機進水控制閥進行調試試驗，試驗中水流量從0-285m3/h變化過程中，壓力脈動值不大於±0. Ikgf/cm2，遠遠小於水力測功機19供水要求的±0. 14kgf/cm2。系統聯機調試通過水力測功機19的進水控制閥19a控制進水量，調試結果與靜態調試一致，壓力脈動不大於±0. lkgf/cm2，滿足水力測功機19供水要求，並成功完成燃氣輪機輸出軸功率準確測量及水力測功機19調試工作。
權利要求
1.一種水力測功機循環供水系統中精確穩壓方法，其特徵在於在所述水力測功機循環供水系統中安裝洩壓持壓閥初步調定系統壓力，並在系統旁路中安裝全囊式儲水罐，其中洩壓持壓閥是膜片式壓力調節閥。
2.按照權利要求I所述水力測功機循環供水系統中精確穩壓方法，其特徵在於所述全囊式儲水罐其罐體上部設有安裝孔，囊吊裝在罐體內，囊的下部水口壓裝在水口法蘭上。
全文摘要
本發明依據水力測功機循環供水要求，提供了一種供水系統中精確穩壓方法，其特徵在於在所述水力測功機循環供水系統中安裝洩壓持壓閥初步調定系統壓力，並在系統旁路中安裝全囊式儲水罐，其中洩壓持壓閥是膜片式壓力調節閥。該方法能夠在簡化供水系統的基礎上解決供水穩壓問題，將供水壓力脈動控制在±0.14kgf/cm2內，能夠滿足水力測功機的供水要求，確保了燃氣輪機輸出軸功率準確測量，具有推廣價值。
文檔編號G01M15/00GK102879141SQ201210288378
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月14日 優先權日2012年8月14日
發明者臧曉峰, 胡安龍, 李旭 申請人:瀋陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司