燃机的气动清理电磁阀的控制装置及控制方法与流程

本发明涉及燃机电子附件技术领域，特别地，涉及一种燃机的气动清理电磁阀的控制装置及控制方法。

背景技术：

某型燃气轮机(以下简称燃机)在长期运行过程中，面临着高压涡轮工作叶片积尘、燃油气助雾化喷嘴及离心喷嘴口易形成积炭、低温环境下起动燃机燃油雾化不充分等问题，这影响着发动机的性能参数及使用寿命。为了提高发动机在复杂、恶劣环境下起动成功率、满足燃机在起动、运行及停车过程中燃油雾化、高压涡轮工作叶片除尘要求及燃油喷嘴积炭等问题，必须要对发动机进行气动清理操作。气动清理电磁阀主要包含“燃油雾化电磁阀”、“叶片除尘电磁阀”、“喷嘴清洁电磁阀”三种，为此亟需设计一种燃机气动清理电磁阀控制方法。

技术实现要素：

本发明提供了一种燃机的气动清理电磁阀的控制装置及控制方法，以解决燃机在起动、运行、停机过程中气动清理电磁阀动作及气动清理时间的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种燃机的气动清理电磁阀的控制装置，包括：用于在燃机的起动、运行及停车过程中对燃油雾化电磁阀进行气动清理的第一控制装置、用于在燃机运行过程中对叶片除尘电磁阀进行气动清理的第二控制装置及用于在燃机停车过程中对喷嘴清洁电磁阀进行气动清理的第三控制装置中的至少一种。

进一步地，第一控制装置包括：第一指令获取模块，用于获取第一指令信息，包括带气起动信号、怠速信号和停车信号，并发送给第一控制模块；第一控制模块，用于接收第一指令信息并控制燃油雾化电磁阀动作；其中，当第一控制模块接收到带气起动信号时，控制在预设时间点对燃油雾化电磁阀通电，并控制燃油雾化电磁阀运行第一预定时间长度以进行燃油雾化操作；第一控制模块在接收到怠速信号时，控制燃油雾化电磁阀运行第二预定时间长度；第一控制模块在接收到停车信号时，控制燃油雾化电磁阀运行第三预定时间长度。

进一步地，第二控制装置包括：第二指令获取模块，用于获取第二指令信息，包括自动除尘信号、定时清理信号、手动除尘信号和转速限制信号，并发送给第二控制模块；第二控制模块，用于接收第二指令信息并控制叶片除尘电磁阀动作；其中，当第二控制模块在接收到自动除尘信号、定时清理信号以及转速限制信号时，控制叶片除尘电磁阀以预定时间间隔运行第四预定时间长度；第二控制模块在接收到自动除尘信号后又接收到手动除尘信号时，控制叶片除尘电磁阀运行第五预定时间长度。

进一步地，转速限制信号在高压转子转速低于第一阈值时由温度控制器发出。

进一步地，第三控制装置包括：第三指令获取模块，用于获取第三指令信息，包括停车信号和和转速限制信号，并发送给第三控制模块；第三控制模块，用于接收第三指令信息并控制喷嘴清洁电磁阀动作；其中，当第三控制模块在接收到停车信号和转速限制信号时，控制喷嘴清洁电磁阀运行第六预定时间长度。

进一步地，转速限制信号在高压转子转速小于或等于第二阈值时由温度控制器发出。

根据本发明的另一方面，还提供了一种燃机的气动清理电磁阀的控制方法，该控制方法包括下述步骤中至少一个步骤：

在燃机的起动、运行及停车过程中对燃油雾化电磁阀进行气动清理；

在燃机运行过程中对叶片除尘电磁阀进行气动清理；

在燃机停车过程中对喷嘴清洁电磁阀进行气动清理。

进一步地，在燃机的起动、运行及停车过程中对燃油雾化电磁阀进行气动清理步骤包括：在燃机的起动过程中，在预设时间点对燃油雾化电磁阀通电，并控制燃油雾化电磁阀运行第一预定时间长度以进行燃油雾化操作；在燃机的运行过程中，控制燃油雾化电磁阀运行第二预定时间长度；在燃机的停车过程中，控制燃油雾化电磁阀运行第三预定时间长度。

进一步地，在燃机运行过程中对叶片除尘电磁阀进行气动清理步骤包括：自动除尘步骤和/或手动除尘步骤，其中，自动除尘步骤包括：在燃机运行过程中，控制叶片除尘电磁阀以预定时间间隔自动运行第四预定时间长度；手动除尘步骤包括：在接收到自动除尘信号后又接收到手动除尘信号时，控制叶片除尘电磁阀运行第五预定时间长度。

进一步地，在燃机停车过程中对喷嘴清洁电磁阀进行气动清理步骤包括：在燃机停车过程中，控制喷嘴清洁电磁阀运行第六预定时间长度。

本发明的燃机的气动清理电磁阀的控制装置及控制方法，在燃机起动、运行、停车过程中完成对气动清理电磁阀的有效控制，配合燃机气动清理系统完成对燃机气助雾化喷嘴、离心喷嘴的清洁、燃油辅助雾化及高压工作叶片的清洗，实时性好，可靠性高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的第一控制装置的结构框图；

图2是本发明优选实施例的第二控制装置的结构框图；

图3是本发明优选实施例的第三控制装置的结构框图；

图4是本发明优选实施例的燃油雾化电磁阀控制框图；

图5是本发明优选实施例的叶片除尘电磁阀控制框图；

图6是本发明优选实施例的喷嘴清洁电磁阀控制框图。

附图标号说明：

100、第一控制装置；101、第一指令获取模块；102第一控制模块；

200、第二控制装置；201、第二指令获取模块；202第二控制模块；

300、第三控制装置；301、第三指令获取模块；302第三控制模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为解决燃机在起动、运行、停机过程中，燃油雾化电磁阀、叶片除尘电磁阀和喷嘴清洁电磁阀三种气动清理电磁阀动作及气动清理时间的问题，本发明中采用开关量输入作为气动清理电磁阀动作信号，通过定时电路及时序机构完成气动清理时间控制。

参照图1至图3，本发明的优选实施例提供了本发明一方面提供了一种燃机的气动清理电磁阀的控制装置，包括：用于在燃机的起动、运行及停车过程中对燃油雾化电磁阀进行气动清理的第一控制装置100、用于在燃机运行过程中对叶片除尘电磁阀进行气动清理的第二控制装置200及用于在燃机停车过程中对喷嘴清洁电磁阀进行气动清理的第三控制装置300中的至少一种。

进一步地，第一控制装置100包括：第一指令获取模块101，用于获取第一指令信息，包括带气起动信号、怠速信号和停车信号，并发送给第一控制模块102；第一控制模块102，用于接收第一指令信息并控制燃油雾化电磁阀动作；其中，当第一控制模块102接收到带气起动信号时，控制在预设时间点对燃油雾化电磁阀通电，并控制燃油雾化电磁阀运行第一预定时间长度以进行燃油雾化操作；第一控制模块102在接收到怠速信号时，控制燃油雾化电磁阀运行第二预定时间长度；第一控制模块102在接收到停车信号时，控制燃油雾化电磁阀运行第三预定时间长度。

本优选实施例中，带气起动信号、怠速信号由控制面板给出，停车信号由燃机燃调压力开关给出。第一控制装置100在三个阶段分别控制燃油雾化电磁阀运行具体时间长度及其作用效果如下：

起动阶段雾化：起动初始阶段，点火器供电，由起动机带动高压压气机旋转，当到达第10s时，燃机具备点火条件，此时燃油雾化电磁阀动作，使燃油雾化，在点火器配合下，燃油开始燃烧。在第10s至第38s时间内，涡轮及起动电机共同带动转子旋转，使转速快速上升，此阶段保持燃油雾化电磁阀处于工作状态，能够在此阶段获得适合的油气比，使燃油稳定燃烧，提高点火成功率。到达第38s后，起动电机退出工作，发动机转速达到慢车状态，燃烧室具备稳定燃烧条件，此时关闭燃油雾化电磁阀。

怠速阶段雾化：当燃机由快车稳定状态切换为怠速状态过程中时，燃油供应量减小，转速下降，进气量减小。此过程中将燃油雾化电磁阀打开，保持动作10s时间，能够使此期间燃油稳定燃烧，保持合适的油气比。

停车阶段雾化：在燃机停车过程中，接收到停车信号后，使燃油雾化电磁阀动作10s，对于将未燃烧残余油气排出燃烧室具有一定作用，以免下次起动发生爆燃、超温等现象，从而延长燃机使用寿命。

进一步地，第二控制装置200包括：第二指令获取模块201，用于获取第二指令信息，包括自动除尘信号、定时清理信号、手动除尘信号和转速限制信号，并发送给第二控制模块202；第二控制模块202，用于接收第二指令信息并控制叶片除尘电磁阀动作；其中，当第二控制模块202在接收到自动除尘信号、定时清理信号以及转速限制信号时，控制叶片除尘电磁阀以预定时间间隔运行第四预定时间长度；第二控制模块202在接收到自动除尘信号后又接收到手动除尘信号时，控制叶片除尘电磁阀运行第五预定时间长度。第二控制装置200在燃机运行过程中控制叶片除尘电磁阀动作实现自动除尘和手动除尘，从而确保叶片能够正常工作。

本优选实施例中，自动除尘信号和手动除尘信号由控制面板发出。第二控制装置200在各阶段控制叶片除尘电磁阀运行的具体时间长度及效果如下：

自动除尘：考虑燃机使用环境，每30分钟执行一次吹洗叶片操作以实现叶片除尘。当然，间隔时间也可以依据使用环境进行调整。考虑自动除尘发生在燃机正常工作中，为保护压气机叶片及压气机工作效率，叶片吹洗时间设定为2s。

手动除尘：考虑燃机在恶劣环境下，压气机叶片积尘问题明显，需根据实际情况进行强制手动除尘操作，为保护压气机叶片及压气机工作效率，叶片吹洗时间设定为2s。

进一步地，第二指令信息中的转速限制信号在高压转子转速低于第一阈值时由温度控制器发出。具体地，本优选实施例中，转速限制信号在高压转子转速低于85％时由温度控制器发出。定时清理信号由单片机产生，经三态缓冲芯片，控制三极管开关电路，送入气动控制器。

进一步地，第三控制装置300包括：第三指令获取模块301，用于获取第三指令信息，包括停车信号和和转速限制信号，并发送给第三控制模块302；第三控制模块302，用于接收第三指令信息并控制喷嘴清洁电磁阀动作；其中，当第三控制模块302在接收到停车信号和转速限制信号时，控制喷嘴清洁电磁阀运行第六预定时间长度。第三控制装置300在停车过程中控制喷嘴清洁电磁阀运行以清理燃油气助雾化喷嘴及离心喷嘴口形成的积炭，确保发动机的性能参数及延长使用寿命。

具体地，在停车阶段，在燃油燃烧不充分的情况下，燃油喷嘴口会形成积炭。将喷嘴清洁电磁阀打开，电磁阀动作时间2s，可保证高压空气将燃油喷嘴口积炭吹洗干净。

进一步地，第三指令信息中的转速限制信号在高压转子转速小于或等于第二阈值时由温度控制器发出。具体地，本优选实施例中，第三指令信息中的转速限制信号在高压转子转速小于或等于17.3％时由温度控制器发出。

在其它实施例中，也可以将第一控制装置100、第二控制装置200和第三控制装置300也可以相互结合，将燃机燃油雾化、叶片除尘、喷嘴清洁功能封装在同一控制装置中，结构简单，功能明确，便于故障定位及排除，同时具备较好的维修性。

根据本发明的另一方面，还提供了一种燃机的气动清理电磁阀的控制方法，该控制方法包括下述步骤中至少一个步骤：

在燃机的起动、运行及停车过程中对燃油雾化电磁阀进行气动清理；

在燃机运行过程中对叶片除尘电磁阀进行气动清理；

在燃机停车过程中对喷嘴清洁电磁阀进行气动清理。

进一步地，在燃机的起动、运行及停车过程中对燃油雾化电磁阀进行气动清理步骤包括：在燃机的起动过程中，在预设时间点对燃油雾化电磁阀通电，并控制燃油雾化电磁阀运行第一预定时间长度以进行燃油雾化操作；在燃机的运行过程中，控制燃油雾化电磁阀运行第二预定时间长度；在燃机的停车过程中，控制燃油雾化电磁阀运行第三预定时间长度。

更具体地，参照图4，本发明将燃油雾化电磁阀控制信号分为三种情况：起动过程、运行过程、停车过程。在燃机起动过程中，起动箱接收到带气起动信号，利用时间继电器构成的时序机构完成起动后第10s开始对燃油雾化电磁阀通电，燃油雾化电磁阀运行时间为28s，配合燃机气动清理系统，完成燃油雾化操作，提高燃机复杂环境下起动成功率。在燃机运行过程中，当气动控制器接收到怠速信号，利用第一定时电路完成燃油雾化电磁阀运行，运行时间为10s。在燃机停车过程中，当气动控制器接收到停车信号，利用第二定时电路控制燃油雾化电磁阀运行10s。

进一步地，在燃机运行过程中对叶片除尘电磁阀进行气动清理步骤包括：自动除尘步骤和/或手动除尘步骤，其中，自动除尘步骤包括：在燃机运行过程中，控制叶片除尘电磁阀以预定时间间隔自动运行第四预定时间长度；手动除尘步骤包括：在接收到自动除尘信号后又接收到手动除尘信号时，控制叶片除尘电磁阀运行第五预定时间长度。

具体地，如图5所示，本发明将叶片除尘电磁阀控制信号分为两种情况，自动除尘控制和手动除尘控制。

自动除尘工作发生在燃机运行过程中。在自动除尘控制过程中，气动控制器接收到自动除尘信号，同时接收由温度控制器发出的定时清理信号，该定时清理信号由单片机产生，经三态缓冲芯片，控制三极管开关电路，送入气动控制器。设置该定时清理信号每30分钟执行一次清洁叶片操作，t1＝0.5h，t2＝10s，0.5h是间隔执行动作时间，10s是非动作持续时间，为高电平维持时间，使磁保持电路复位。该定时清理信号驱动磁保持电路，在高压转子转速nh低于85％时，温度控制器发出转速限制信号给气动控制器，此时，气动控制器中的第三定时电路输出2s定时信号，完成对叶片除尘电磁阀控制，叶片除尘电磁阀运行2s，实现叶片自动除尘。

燃机手动除尘可以发生在燃机起动前，利用手动除尘检查叶片除尘电磁阀是否正常工作；也可以发生在燃机运行过程中，考虑外界环境的变化，如在粉尘多、沙漠环境中运行等因素，进行人为强制手动除尘，人工操作完成对燃机高压工作叶片的清洁工作。手动除尘控制须在自动除尘信号给定后方可执行。在燃机起动前，当气动控制器接收到自动除尘信号后，气动控制器接收到手动除尘信号，气动控制器中的第四定时电路控制叶片除尘电磁阀运行2s，实现叶片手动除尘。在燃机运行过程中，当气动控制器接收到自动除尘信号后，气动控制器接收到手动除尘信号，利用时间继电器构成的第四定时电路，输出电源信号到叶片除尘电磁阀，完成2s叶片手动除尘工作。

进一步地，在燃机停车过程中对喷嘴清洁电磁阀进行气动清理步骤包括：在燃机停车过程中，控制喷嘴清洁电磁阀运行第六预定时间长度。

具体地，如图6所示。本发明将停车信号和转速限制信号作为喷嘴清洁电磁阀的控制信号，在高压转子转速nh≤17.3％时，气动控制器接收到停车信号以及转速限制信号，起动由时间继电器构成的第五定时电路，完成对喷嘴清洁电磁阀的供电，供电时间为2s。另外气动控制器当中的复位电路接收到复位信号，完成第五定时电路的复位。

本发明的燃机的气动清理电磁阀的控制方法，在燃机起动、运行、停车过程中完成对气动清理电磁阀的有效控制，配合燃机气动清理系统完成对燃机气助雾化喷嘴、离心喷嘴的清洁、燃油辅助雾化及高压工作叶片的清洗，实时性好，可靠性高。

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。