一种模块式在线乳化油系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃气轮机技术领域，具体涉及一种燃气轮机在线乳化油系统及其使用方法
【背景技术】
[0002]燃气轮机是一种应用广泛的动力装置，可以使用气态燃料(如天然气)或液态燃油(如柴油等)等多种燃料。以燃油为燃料时，为了提高燃烧效率，降低运行成本和污染物排放数量，可以在燃油中均匀混入一定比例的软化水，形成乳化油。
[0003]乳化油的配置、掺混通常有在线和离线两种方式。在线乳化，即实时将需要的燃油和软化水按比例计量并均匀掺混后供往用油设备。其优点是油水比例可按用油设备的需求实时调节，缺点是所需设备较复杂；离线乳化，即将油水按固定比例均匀掺混形成乳化油后备用。其优点是所需设备简单，缺点是油水比例固定，使用不灵活。对燃气轮机而言，其运行工况通常多变，不同工况所需的最佳乳化油比例也不同，因此，燃气轮机通常需配备在线乳化油系统。
[0004]目前，美国、欧洲等燃气轮机厂家均为自身的燃气轮机产品开发了配套的乳化油系统。我国自行设计的燃气轮机，由于起步较晚，应用有限，故在乳化油领域虽有少量研究，但尚无成熟的技术或产品出现，限制了其在民用领域的应用空间。
[0005]在此情况下，研究燃气轮机在线乳化油系统及其使用方法，对提高我国燃气轮机行业的整体技术实力、扩展燃气轮机的应用空间具有积极的现实意义。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种模块式在线乳化油系统及方法，根据不同的燃气轮机，提供不同比例的乳化油，以解决燃气轮机在以燃油为燃料时的问题，提高燃烧效率，降低运行成本和减少污染物的排放。
[0007]本发明的技术方案是:
[0008]1、系统原理
[0009]在线乳化油系统需要实现燃油流量传感器量、软化水流量传感器量和油水均匀掺混等三项功基本能，故采用图1所示基本原理即可实现系统功能。
[0010]其中，燃油流量影响燃气轮机运行状态，对其计量精度要求高；软化水流量对燃气轮机影响较小，其计量精度要求较低。针对燃油和软化水对计量精度的不同要求，可采用不同的计量方式。燃油计量精度要求高，宜采用高精度流量调节阀实现燃油流量传感器量功能。软化水计量精度要求低，可采用调速电机直接调节高压栗转速的方式实现水流量计量功能。油水掺混功能则由技术成熟的专用掺混设备实现。
[0011]2、系统结构设计
[0012]不同用户或同一用户在不同情况下对乳化油系统的要求不同，既有燃烧乳化油的需求，也有仅燃烧燃油的需求。为了更好地适应用户的需求，乳化油系统采用图2所示的模块化结构。
[0013]当用户仅燃烧燃油时，只需配置燃油调节模块；当有乳化油需求时，在燃油调节模块基础上增加油水乳化模块即可。
[0014]3、系统方案
[0015]如图3所示，模块式在线乳化油系统由燃油调节模块和油水乳化模块组成，两模块在结构上独立，之间由一根管路连接。
[0016]燃油调节模块含有电动栗2、燃油调节阀3，电动栗2的电机恒速转动，其燃油栗为容积式栗。燃油栗在电机驱动下输出恒定的燃油流量。燃油调节阀3为恒压差的溢流式调节阀，可将来自电动栗2的多余燃油溢流回电动栗2进口，而将燃气轮机需要的燃油输出。
[0017]油水乳化模块含有调速电动栗6、流量传感器9、油水乳化装置11、单向阀10、单向阀13、电动截止阀7、电动截止阀12。系统正常工作时，电动截止阀7打开、电动截止阀12关闭。软化水流量直接由调试电动栗6的转速调节，由流量传感器9测量实际流量，从而确定电动栗6的转速。燃气轮机需要的软化水经单向阀10进入油水乳化装置11，同时，燃油调节模块输出的燃油经电动截止阀7也进入油水乳化装置11。油、水在油水乳化装置11内形成乳化油后经单向阀13供往燃气轮机。
[0018]当燃气轮机无乳化油需求，仅需要燃烧纯油时，电动截止阀7关闭，电动截止阀12打开，纯油由燃油调节模块输出，经过电动截止阀12，由乳化油出口接头14直接供到燃气轮机。
[0019]当燃气轮机需要燃烧乳化油，但在起动过程等某种特殊情况下需要燃烧纯油时，将电动截止阀7关闭、电动截止阀12打开即可。通过控制电动截止阀7与电动截止阀12的开、闭，可以实现乳化油与纯油的转换。
[0020]本发明的有益效果:系统组成简单、配置灵活、使用简便，可实现在线配置乳化油，根据不同工况实时调节，可以直接应用在各种地面用、船用燃气轮机中，具有较好的市场应用前景。
【附图说明】
[0021]图1乳化油系统基本原理示意图；
[0022]图2模块化结构示意图；
[0023]图3模块式在线乳化油系统图；
【具体实施方式】
[0024]下面结合图3和具体实施例对本发明进行详细描述:
[0025]如图3所示，模块式在线乳化油系统由燃油调节模块和油水乳化模块组成，两模块在结构上独立，之间由一根管路连接。
[0026]燃油调节模块含有电动栗2、燃油调节阀3，电动栗2的电机恒速转动，其燃油栗为容积式栗。燃油栗在电机驱动下输出恒定的燃油流量。燃油调节阀3为恒压差的溢流式调节阀，可将来自电动栗2的多余燃油溢流回电动栗2进口，而将燃气轮机需要的燃油输出。
[0027]油水乳化模块含有调速电动栗6、流量传感器9、油水乳化装置11、单向阀10、单向阀13、电动截止阀7、电动截止阀12。系统正常工作时，电动截止阀7打开、电动截止阀12关闭。软化水流量直接由调试电动栗6的转速调节，由流量传感器9测量实际流量，从而确定电动栗6的转速。燃气轮机需要的软化水经单向阀10进入油水乳化装置11，同时，燃油调节模块输出的燃油经电动截止阀7也进入油水乳化装置11。油、水在油水乳化装置11内形成乳化油后经单向阀13供往燃气轮机。
[0028]当燃气轮机无乳化油需求，仅需要燃烧纯油时，电动截止阀7关闭，电动截止阀12打开，纯油由燃油调节模块输出，经过电动截止阀12，由乳化油出口接头14直接供到燃气轮机。
[0029]当燃气轮机需要燃烧乳化油，但在起动过程等某种特殊情况下需要燃烧纯油时，将电动截止阀7关闭、电动截止阀12打开即可。通过控制电动截止阀7与电动截止阀12的开、闭，可以实现乳化油与纯油的转换。
[0030]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种模块式在线乳化油系统及方法，包含有燃油调节模块和油水乳化模块，所述燃油调节模块包含有低压进油接头(I)、电动栗(2)、燃油调节阀(3)及高压出油接头(4)，所述油水乳化模块包含有低压进水接头(5)、调速电动栗￠)、电动截止阀(7)、高压进油接头(8)、流量传感器(9)、单向阀(10)、油水乳化装置(11)、电动截止阀(12)、单向阀(13)及乳化油出口接头(14)，其特征在于:所述燃油调节模块和所述油水乳化模块在机构上是两个完全独立的t旲块。2.根据权利要求1所述的一种模块式在线乳化油系统及方法，其特征在于:所述系统在配置上分为部分配置和完全配置两种型式，所述部分配置仅配置有燃油调节模块，所述完全配置包含有燃油调节模块和油水乳化模块。3.根据权利要求1所述的一种模块式在线乳化油系统及方法，其特征在于:乳化油供应和纯油供应两种模式可在燃气轮机运行期间切换。4.一种模块式在线乳化油系统及方法，其特征在于: 当需要燃烧纯油时，调速电动栗(6)、油水乳化装置(11)均不工作，电动截止阀(7)关闭、电动截止阀(12)打开，纯油通过燃油调节模块直接进入燃气轮机； 当需要燃烧乳化油时，调速电动栗(6)、油水乳化装置(11)均工作，电动截止阀(7)打开、电动截止阀(12)关闭，纯油与软化水在油水乳化装置(11)按照所需比例混掺后经过单向阀(13)由乳化油出口接头(14)进入燃气轮机。
【专利摘要】本发明涉及一种燃气轮机在线乳化油系统及使用方法，系统在结构上划分为燃油调节和油水乳化两个独立的模块，根据燃气轮机的实际燃烧需求，系统可以仅供应纯油或供应乳化油。乳化油的油水比例可按用油设备的需求调节，实时将需要的燃油和软化水按比例计量并均匀掺混后供往用油设备。本发明阐述的模块式燃气轮机在线乳化油系统及其使用方法，系统组成简单、配置灵活、使用简便，可以直接应用在各种地面用、船用燃气轮机中，具有较好的市场应用前景。
【IPC分类】B01F3/08, F02C7/22
【公开号】CN105041476
【申请号】CN201510398059
【发明人】左伟, 杨柳, 荣芹芳, 王兆铭, 李军
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月8日