[發明專利]一種具有主動控制功能的燃氣輪機點火裝置

在審

• 申請號: 202210860742.6
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115163310A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 李曉豐;肖俊峰;高松;王瑋;王峰;王致程;夏家興;胡孟起;夏林;連小龍
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F02C7/266
• 分類號: F02C7/266
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種具有主動控制功能的燃氣輪機點火裝置，包括點火裝置正極接頭、陶瓷絕緣體、高溫合金中心滑桿、高壓進氣管、高壓放氣管、點火裝置上蓋、點火裝置圓柱主體、蜂窩型迷宮密封結構、點火負極、點火正極、彈簧和底座等；本發明在點火裝置上部設置大小可變的壓力控制腔，在燃氣輪機點火時往壓力控制腔內通入高壓空氣，推動點火電極伸入燃燒室，解決因彈簧卡澀導致點火裝置未伸入燃燒室的問題；本發明將點火裝置中心滑桿外圍設計成蜂窩型迷宮密封結構，利用氣體流經蜂窩型迷宮密封結構將產生很強的渦流和屏障，從而形成很大的阻尼而達到阻止高溫氣體泄漏的密封效果，解決因點火電纜燒損引起的燃氣輪機點火故障的問題。

技術領域

本發明涉及一種點火裝置，尤其涉及一種具有主動控制功能的燃氣輪機點火裝置。

背景技術

燃氣輪機是最常用的燃氣動力機械，燃料與經壓氣機壓縮后的空氣在燃燒室內混合燃燒，形成強能量密度的高溫高壓燃氣，然后利用透平將燃氣能量轉換為軸功率輸出，帶動發電機發電。燃氣輪機具有以下優點：1)運行可靠，結構簡單、緊湊，比之燃煤或燃氣鍋爐占地少，節省基建投資；2)具有起動快、自動化程度高的特點；3)具有能的梯級利用優勢，燃料釋放的熱量被燃氣輪機利用后，燃氣余能還可在余熱鍋爐內被利用，大幅度提高能源的利用率；4)可以燃用天然氣、氫氣、生物質氣、氨燃料等煤炭以外的燃料，具有清潔環保低碳的優勢。

燃氣輪機因具有上述優勢，其多用于電網調峰，需頻繁啟停，而點火是燃氣輪機機組啟動過程中最關鍵的步驟之一，為適應電力負荷調度的要求，對燃氣輪機一次點火的成功率要求較高。重型燃氣輪機燃燒室內氣流速度一般在幾十米每秒量級，而天然氣燃料的燃燒傳播速度一般小于一米每秒，為確保燃料在燃燒室內成功點火并穩定燃燒，一般在燃燒室頭部采用具有旋流作用的燃料噴嘴，在燃燒室中心形成具有穩焰作用的回流區。燃氣輪機制造商設計了可伸縮的點火裝置，在燃氣輪機點火啟動時，點火裝置深入燃燒室中心的回流區位置，點火成功后再退出燃燒室，防止被高溫燃氣燒損。但現有燃氣輪機點火裝置存在高溫密封環墊圈損壞而導致高溫燃氣泄漏燒損點火電纜、因彈簧卡澀點火裝置未伸入燃燒室等問題，在實際運行中易發生點火失敗引起機組跳閘，跳閘之后機組將經長時間清吹后方可再次進入點火程序，直接延誤機組的正常啟動。

發明內容

為了防止燃氣輪機高溫氣體從點火裝置泄漏燒損點火電纜、彈簧卡澀導致點火裝置未伸入燃燒室而造成燃氣輪機點火故障的問題，本發明提出了一種具有主動控制功能的燃氣輪機點火裝置。本發明在點火裝置上部設置大小可變的壓力控制腔，在燃氣輪機點火時往壓力控制腔內通入高壓空氣，推動點火電極伸入燃燒室，解決因彈簧卡澀導致點火裝置未伸入燃燒室的問題；本發明將點火裝置中心滑桿外圍設計成蜂窩型迷宮密封結構，利用氣體流經蜂窩型迷宮密封結構將產生很強的渦流和屏障，從而形成很大的阻尼而達到阻止高溫氣體泄漏的密封效果，解決因點火電纜燒損引起的燃氣輪機點火故障的問題。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種具有主動控制功能的燃氣輪機點火裝置，包括點火裝置正極接頭、陶瓷絕緣體、高溫合金中心滑桿、高壓進氣管、高壓放氣管、點火裝置上蓋、點火裝置圓柱主體、蜂窩型迷宮密封結構、點火負極、點火正極、彈簧和底座；

所述點火裝置正極接頭位于點火裝置的正中心，上部與點火電纜相連，下部與點火正極相連，用于傳導高壓電流；

所述陶瓷絕緣體位于點火裝置正極接頭外圍，與點火裝置正極接頭同軸心布置，用于阻止點火裝置正極接頭與高溫合金中心滑桿之間放電；

所述高溫合金中心滑桿位于陶瓷絕緣體外圍，下端與點火正極相連，與陶瓷絕緣體同軸心布置，用于帶動點火正極和點火負極上下移動；

所述點火裝置上蓋為圓柱體薄板結構，位于點火裝置最上部，與高溫合金中心滑桿同軸心布置，下端面設計有錐形密封面，在其上中心對稱設置高壓進氣孔和高壓放氣孔，等間距設計有用于壓緊點火裝置上蓋的蓋板通孔；