第九讲液体燃料油系统
9E燃机的燃料系统实际上是双燃料系统,包括气体燃料系统和液体燃料系统,其喷嘴也是双燃料喷嘴。不同的燃料系统各自有自己的特点,这种特点体现在两个方面:一是燃料流量,压力以及温度的控制各有特点,二是系统的设备组成以及系统中的部件结构各有其特点。比如,在用轻油做燃料的系统中,常常采用控制燃油旁路回油流量的方法来达到控制送入燃烧室燃料量的目的;而为了提高燃烧效率,燃油喷嘴的设计结构也有特点,还必须加装雾化空气系统.在用气体燃料的系统中,常常采用速度比例阀和燃料控制阀串联的方式来控制送入燃烧室的燃料量.而在双燃料的系统中,则需要控制两种燃料比例的装置.在采用重油做燃料的系统中,则必须加装重油预处理装置.同使用轻油不同,还需提高雾化空气泵的增压比。在这一讲里先讲一下液体燃料系统。 一. 液体燃料系统的作用及流程的简介
燃油系统的作用是把从前置系统来的燃油经过加压,过滤,均匀的分配至14个燃油喷嘴,保证各个燃油喷嘴的燃油流量相等,以获得比较均匀的排气温度,同时通过燃油伺服阀调节燃油流量,使机组能够按照要求启动,带负荷,停机,熄火等,并且在基本负荷时保证机组透平前温度T3不超温同时按温控线运行,即获得最佳的经济性。
燃油系统是燃机最核心的系统,整个燃机的控制实际上有一个最重要的控制就是FSR控制,即控制燃油
流量(这部分有赵永东在控制部分讲)。
流程简介:从切换撬体过来的轻油或者重油经过斜滤LF20过滤后,较干净的燃油经燃油截止阀VS1,主燃油泵PF1增压后分成两路:一路经高压燃油滤(FF2-1或FF2-2),燃油分配器FD1-1,燃油压力选择阀,14个单向阀(VCK1-1to14)后进入燃油喷嘴燃烧;另一路则经过伺服阀65FP控制的旁路阀VC3-1返回主燃油泵的入口形成旁路循环。因主燃油泵是定排量的螺杆泵,即在转速一定的情况下,其出口流量是一定的,这样进入机组的燃油流量实际上就是通过控制经过VC3-1的燃油旁路流量来实现,当VC3-1开大,旁路流量多,则进入机组的流量少,当VC3-1关小,旁路流量少,则进入机组的流量多,这样通过控制旁路阀VC3-1的开度就可以控制进入机组的燃油流量,而VC3-1是通过伺服阀65FP来控制的。关于65FP的控制下面会有祥述。 二.燃油系统各个部件的详细介绍:
除了上面一些重要的部件外,还有其他一些压力释放阀VR27,压力开关63FL-2,电磁阀20PF-100,启动失败排放阀V A17-1,2,5等等,下面对各个部件作详细的介绍。
1.低压燃油斜滤:该斜滤主要是在燃机运行的头600小时有用,在燃机刚安装完毕后,因管道内有安装时留下的杂质,需要进行过滤,以保护燃油截止阀和主燃油泵等部件。在600H过后,此滤可以拆除。
2.燃油截止阀VS1:此阀是两位置双通路的阀,此阀的主要作用是迅速关断燃油,在燃机出现跳闸和正常停机的情况下,此阀可以
保证在0.5秒内关闭,以防止燃油继续进入燃烧室燃烧,对机组的抑制动态超速,燃烧室的安全等均不利。
VS-1阀有两个位置开关33FL-1和33FL-2,其中33FL-1是关信号,33FL-2是开信号。即截止阀如果是关着的,则在MARK V中的信号L33FL1C是为“1”的,若燃油截止阀是开着的,则MARK V 中的信号L33FL2O是为“1”的。
燃油截止阀的开和关是通过不同的能量驱动的,打开是通过跳闸油驱动的,当电磁阀20FL带电后,跳闸油建立起压力,驱动油缸中的活塞向上动作,使燃油截止阀处于通路,当VS1打开后,L33FL2O 信号为“1”;而该阀关闭是通弹簧来实现的,当20FL失电后,跳闸油失去油压,油缸中的活塞下部无压力,VS1阀在弹簧的作用下把燃油截断,当VS1处于关闭状态时,L33FL1C信号为“1”。
3.压力释放阀VR27:该阀的动作压力为6.1bar,即燃油截止阀前的压力高于6.1bar,此阀将接通泄放一部分燃油,以降低压力,当压力低于6.1bar后,此阀在弹簧的作用下重新截断。
4.燃油压力开关63FL-2:该压力开关的动作值为2.46bar,返回值为2.81bar,在正常运行时,当截至
阀前的压力降低至2.46bar时,此压力开关动作,MARK V中L63FL2L信号为“1”,延时2s发出“LIQUID FUEL PRESSURE LOW”报警;延时5s后,若仍然压力低,则跳燃机,并发出“LOW LIQUID FUEL PRESSURE – TRIP”报警。
在该压力开关之前有一个弹簧手动按压阀HV101(常开阀),以及压力表,和几个手动阀,利用这几个阀门可以对此压力进行试验,
当然这种试验一般在停机时进行。试验的方法是当需要进行试验时,按下弹簧手动按压阀,打开泄油阀HV102(常闭阀),从压力表上可读出压力下降,当压力下降至2.46bar时,63FL-2应该动作,如果动作则表示压力开关工作正常,如果不动作,则表示此压力开关故障。试验完毕后重新关闭泄油阀,松开弹簧手动按压阀,则恢复至正常状态。当然在一般的情况下是不要这种方法来试验该压力开关,可以由热控检修人员直接对压力开关进行校验。
5.主燃油泵PF1:该泵是辅助齿轮箱驱动的定排量的双螺杆泵,其主要作用是提高燃油的压力,以使燃油能以较高的压力进入燃烧室燃烧,并且在较高的压力下可以使燃油获得良好的雾化效果,获得较高的燃烧效率。其额定运行转速:1550RPM(MS-9型),1206RPM(MS-7型);在额定转速运行时,主燃油泵出口压力在69BARG,出口量:52440L/H,在15%转速(233RPM)时,主燃油泵出口压力在11.7BARG,出口流量:8208L/H;但在实际运行中,因受到燃油旁路阀的回油,主燃油泵的出口压力
及流量皆低于上述参数;主燃油泵的设计保证其出口流量在任何时候都大于燃机所需燃油流量,故燃油旁路阀在任何时候皆不能全关。
主燃油泵带有一个冷却器,由内循环水对燃油泵的滑油进行冷却,具体介绍详见冷却水系统。
6.主燃油泵电磁离合器20CF-1:该电磁离合器主要是用来控制燃油泵的起停,20CF-1的一头是驱动端与辅助齿轮箱的轴连接,一头是与主燃油泵的轴连接,当20CF-1带电时,离合器吸合,靠离合
器片的摩擦力带动主燃油泵PF1旋转,当20CF-1失电时,离合器松开,主燃油泵停运(当然,有时在20CF-1不带电时,主燃油泵也会有转速,这主要是因为20CF-1有剩磁,靠剩磁带动PF1旋转)。
电磁离合器20CF-1带电(即主燃油泵启动)的条件:
-在正常运行时,20CF-1带电的条件有:
a.20FL电磁阀带电,跳闸油压力建立,燃油截止阀VS1
打开(L33FL2O信号为“1”);
b.燃油截止阀前压力不低(63FL-2压力开关未动作)。
以上a,b两个条件同时满足,20CF-1才会带电。
-在进行重油清吹时:在重油清吹的时间内,20CF-1电磁阀每隔10s钟,带电7s钟,即每隔10s钟,主燃油泵转动7s钟。
7.主燃油泵出口压力释放阀VR4:设定泄放动作压力82.4BARG,该阀保证在主燃油泵下游设备故障的(堵塞,或流量分配器卡涩时)情况下,完成泄压工作,保证主燃油泵不致损坏.
8.燃油旁路控制阀VC3-1:带作动筒活塞阀,活塞行程28.5mm,此阀的作动筒只有上端进液压油,阀门的返回时靠下面的弹簧,其开大,关小由燃油伺服阀65FP以及弹簧来共同控制,控制进入燃机的容积流量。
9.燃油伺服阀65FP:此阀为不定位置的四通路阀,它接受控制系统经过计算出来的电信号,来控制阀门的位置,以控制进入燃油旁路阀VC3-1的作动筒的液压油的压力,达到改变VC3-1开度大小的目的,从而控制进入燃油喷嘴的流量。