一种燃气轮机的燃料阀门泄漏测试方法和系统与流程

本发明涉及燃气轮机的检测领域，具体涉及一种燃气轮机的燃料阀门泄漏测试方法和系统。

背景技术：

燃气轮机是以气体、液体作为燃料，将燃料燃烧时释放出来的热量转变成有用功，能高速回转的叶轮式动力机械。燃气轮机的控制包括燃料量和空气流量的控制，其中主要为燃料量的控制。而燃料量的调节由压力调节阀和控制阀共同完成，压力调节阀的主要作用是维持它与控制阀之间的压力恒定，控制阀则调节进入燃烧室的流量。

压力调节阀与控制阀的功能决定了该阀门的重要性。若阀门调节特性不稳定或严密性不合格，则燃气轮机燃料量无法实现精确控制，阀门泄漏也可能酿成重大事故，这些都严重影响燃气轮机运行的稳定性及安全性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，在燃气轮机点火前，对燃料阀门组各个阀门进行泄漏测试，确保阀门的严密性，并对整个过程进行监测，及时排故，提高燃气轮机运行的稳定性与安全性。

为此目的，本发明提出了一种燃气轮机的燃料阀门泄漏测试方法，所述方法包括：

s1.检测气体入口压力和燃气轮机转速值及点火允许信号；

s2.判断检测值是否满足气体泄漏测试开始条件；

若满足，则执行步骤s3；

若未满足，则返回步骤s1；

s3.对压力调节阀进行严密性测试；

若成功，则执行步骤s4；

若不成功，则直接跳闸停机；

s4.打开压力调节阀后再关闭；

s5.对控制阀/放空阀进行严密性测试；

若成功，则执行步骤s6；

若不成功，则直接跳闸停机；

s6.打开压力调节阀与控制阀之间的放空阀门，将泄漏测试所用气体排出；

进一步地，所述燃气轮机泄漏测试开始条件包括：

气体入口压力值大于入口压力低限值；

燃气轮机达到冷机慢旋转速；

点火允许信号不满足。

进一步地，所述步骤s3包括：

在第一预设时间内，判断第一计算值乘以第一预设系数与阀间压力测量值的关系。若第一计算值乘以第一预设系数大于等于阀间压力测量值，则测试成功，反之，则不成功。

进一步地，所述步骤s3中阀间压力测量值包括：

压力调节阀与控制阀阀间压力测量有三个测点，选取三个测点所测压力的中值作为阀间压力测量值。

进一步地，所述步骤s4包括：

预设第二时间；

步骤s3完成后，打开压力调节阀，持续所述第二时间后，关闭压力调节阀。

进一步地，所述步骤s5包括：

在第三预设时间内，判断第二计算值乘以第二预设系数与阀间压力测量值的关系。若第二计算值乘以第二预设系数小于等于阀间压力 测量值，则测试成功，反之，则不成功。

进一步地，所述步骤s6包括：

预设第四时间；

打开压力调节阀与控制阀之间的放空阀门，持续所述第四时间后泄漏测试成功信号被置位。

本发明还提出了一种应用于燃气轮机的燃料阀门泄漏测试方法的燃料阀门泄漏测试控制系统，所述系统包括：数据采集器、控制器、燃料阀门组、人机界面；

所述人机界面与控制器电连接，用于监测泄漏测试的整个流程，显示或修改各个过程的参数，并可查看测试故障情况。

所述控制器分别与所述数据采集器、燃料阀门组电连接；

所述数据采集器将检测信号传输至所述控制器，所述控制器根据所述检测信号，判断泄漏测试开始条件，控制燃料阀门组中各个阀门的开启及关闭，比较阀门前后压力判断阀门是否泄漏。

进一步地，所述数据采集器包括：

第一压力传感器，用于检测所述气体入口压力；

第二压力传感器，用于检测压力调节阀与控制阀间压力；

转速传感器，用于检测燃气轮机的转速。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性的技术效果：①工程适应性强，整个发明完全可以基于目前现有的燃料阀系统，对燃气轮机辅机系统的大量改造要求，易于工程实现；②抗干扰能力强，考虑了实际过程中可能出现的阀门调节特性不稳定，仍可以保证燃料阀门泄漏测试的有效性；③算法逻辑实现简单，易于在燃机控制或辅机控制系统中，实现对整个阀门泄漏测试过程的控制与监测，提高了燃气轮机运行稳定性及安全性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示 意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了一种燃气轮机的燃料阀门泄漏测试方法流程示意图；

图2示出了一种燃气轮机的燃料阀门泄漏测试控制系统结构示意图；

图3示出了实际应用中的燃气轮机的燃料阀门泄漏测试方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

本发明实施例提出了一种燃气轮机的燃料阀门泄漏测试方法，如图1所示，该所述方法包括：

s1.检测气体入口压力和燃气轮机转速值及点火允许信号。

s2.判断检测值是否满足气体泄漏测试开始条件。

若满足，则执行步骤s3；

若未满足，则返回步骤s1；

本发明实施例中，气体入口压力低限值设为2.1mpa，截止阀打开后，检测气体入口压力值，确保该压力值大于此低限值，使气体压力满足泄漏测试需求。

其中，燃机转速设定为冷机慢旋转速，即燃气轮机额定转速的8.4％。燃气轮机转子的转速检测设置有三个采样点，取其中值作为燃气轮机的转速，再除以上述燃气轮机的额定转速，从而得到转速百分比，即可在步骤s2中，判断转速百分比是否达到额定转速的8.4％，从而确定出燃气轮机的转速是否达到了冷机慢旋转速。

其中，需要对点火允许信号进行采样检测，保证泄漏测试在点火启机前进行。

根据上述设置内容，当满足气体入口压力大于压力低限值，并且燃气轮机转速达到冷机慢旋转速，并且点火允许条件不满足时，开始进行阀门泄漏测试。其中一个或多个不满与其对应的上述条件时，则 继续进行检测或人工排查故障。

s3.对压力调节阀进行严密性测试。

具体地，所述步骤s3包括：

在第一预设时间内，判断第一计算值乘以第一预设系数与阀间压力测量值的关系。若第一计算值乘以第一预设系数大于等于阀间压力测量值，则测试成功，反之，则不成功。

本发明实施例中，第一预设时间可设定为30秒，第一计算值为第一压力传感器测得的入口压力值，第一预设系数设为0.14，阀间压力测量值取三个测点的中值。

s4.打开压力调节阀后再关闭。

具体地，所述步骤s4包括：

预设第二时间；

步骤s3完成后，打开压力调节阀，持续所述第二时间后，关闭压力调节阀。

本发明实施例中，可以设定第二时间为6秒。

s5.对控制阀/放空阀进行严密性测试。

具体地，所述步骤s5包括：

在第三预设时间内，判断第二计算值乘以第二预设系数与阀间压力测量值的关系。若第二计算值乘以第二预设系数小于等于阀间压力测量值，则测试成功，反之，则不成功。

本发明实施例中，第三预设时间可设为10秒，第二计算值为步骤s4中所述第二时间到达时，阀间压力测量值的锁存值，第二预设系数设为0.98，阀间压力测量值取三个测点的中值。

s6.打开压力调节阀与控制阀之间的放空阀门，将泄漏测试所用气体排出。

具体地，所述步骤s6包括：

预设第四时间；

打开压力调节阀与控制阀之间的放空阀门，持续所述第四时间后泄漏测试成功信号被置位。

本发明实施例中，可设定第四时间为30秒。

本发明实施例还提出了一种应用于燃气轮机的燃料阀门泄漏测试方法的燃料阀门泄漏测试控制系统，如图2所示，该系统包括：人机界面101、控制器102、数据采集器103、燃料阀门组104。

所述人机界面101与控制器102电连接，用于监测泄漏测试的整个流程，显示或修改各个过程的参数，并可查看测试故障情况。

所述控制器102分别与所述数据采集器103、燃料阀门组104电连接；

所述数据采集器103将检测信号传输至所述控制器102，所述控制器102根据所述检测信号，判断泄漏测试开始条件，控制燃料阀门组104中各个阀门的开启及关闭，比较阀门前后压力判断阀门是否泄漏。

优选地，所述数据采集器包括：

第一压力传感器，用于检测所述气体入口压力；

第二压力传感器，用于检测压力调节阀与控制阀间压力；

转速传感器，用于检测燃气轮机的转速。

图3是实际应用中的燃气轮机的燃料阀门泄漏测试方法流程示意图，如图3所示，包括：泄漏测试允许、压力调节阀严密性测试、控制阀/放空阀严密性测试、阀门测试后通风结束。具体如下：

燃气轮机按下启动指令后，主保护建立，控制器开始采集各个通道的信号，当通过第一压力传感器检测的入口压力值大于压力低限值，通过转速传感器检测计算得到的燃气轮机转速百分比达到8.4％额定转速，且逻辑信号点火允许为假，以上条件都满足时发出允许泄漏测试信号。

压力调节阀严密性测试：

泄漏测试开始，控制器接收此信号，并发出指令给燃料阀门组， 使截止阀打开，通风阀、放空阀关闭。由此气体充压至压力调节阀前，压力调节阀前的压力建立。在控制器内作如下判断：30秒时间内，如果压力调节阀前压力值*第一泄漏系数小于阀间压力值，说明压力调节阀发生泄漏，则立即发出警报并跳闸停机。如果压力调节阀严密性测试合格，则进行下一步测试。

压力调节阀测试合格后，控制器发出指令使压力调节阀打开，6秒后控制器再次发出指令使压力调节阀关闭，则压力调节阀与控制阀间的压力建立。

控制阀/放空阀严密性测试：

在控制器内作如下判断：10秒时间内，如果阀间压力测量值小于阀间压力锁存值*第二泄漏系数，说明控制阀或放空阀发生泄漏，则立即发出警报并跳闸停机。如果控制阀/放空阀严密性测试合格，则进行下一步测试。

控制器发出指令使放空阀失电打开，压力调节阀与控制阀间的气体排出，30秒后，泄漏测试成功信号为真。

上述过程中，从人机界面上可监测整个泄漏测试的执行情况，从界面上也可查看或修改参数，任一测试过程发生故障，都会在界面上显示出来，方便迅速定位查找原因。

本发明实施例提出的一种燃气轮机的燃料阀门泄漏测试方法和系统，实现了整个阀门泄漏测试过程的控制与监测，提高了燃气轮机运行稳定性及安全性。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应 包含在本发明的保护范围之内。