一種燃氣輪機的燃料閥門泄漏測試方法和系統與流程

本發明涉及燃氣輪機的檢測領域，具體涉及一種燃氣輪機的燃料閥門泄漏測試方法和系統。

背景技術：

燃氣輪機是以氣體、液體作為燃料，將燃料燃燒時釋放出來的熱量轉變成有用功，能高速回轉的葉輪式動力機械。燃氣輪機的控制包括燃料量和空氣流量的控制，其中主要為燃料量的控制。而燃料量的調節由壓力調節閥和控制閥共同完成，壓力調節閥的主要作用是維持它與控制閥之間的壓力恒定，控制閥則調節進入燃燒室的流量。

壓力調節閥與控制閥的功能決定了該閥門的重要性。若閥門調節特性不穩定或嚴密性不合格，則燃氣輪機燃料量無法實現精確控制，閥門泄漏也可能釀成重大事故，這些都嚴重影響燃氣輪機運行的穩定性及安全性。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，在燃氣輪機點火前，對燃料閥門組各個閥門進行泄漏測試，確保閥門的嚴密性，并對整個過程進行監測，及時排故，提高燃氣輪機運行的穩定性與安全性。

為此目的，本發明提出了一種燃氣輪機的燃料閥門泄漏測試方法，所述方法包括：

s1.檢測氣體入口壓力和燃氣輪機轉速值及點火允許信號；

s2.判斷檢測值是否滿足氣體泄漏測試開始條件；

若滿足，則執行步驟s3；

若未滿足，則返回步驟s1；

s3.對壓力調節閥進行嚴密性測試；

若成功，則執行步驟s4；

若不成功，則直接跳閘停機；

s4.打開壓力調節閥后再關閉；

s5.對控制閥/放空閥進行嚴密性測試；

若成功，則執行步驟s6；

若不成功，則直接跳閘停機；

s6.打開壓力調節閥與控制閥之間的放空閥門，將泄漏測試所用氣體排出；

進一步地，所述燃氣輪機泄漏測試開始條件包括：

氣體入口壓力值大于入口壓力低限值；

燃氣輪機達到冷機慢旋轉速；

點火允許信號不滿足。

進一步地，所述步驟s3包括：

在第一預設時間內，判斷第一計算值乘以第一預設系數與閥間壓力測量值的關系。若第一計算值乘以第一預設系數大于等于閥間壓力測量值，則測試成功，反之，則不成功。

進一步地，所述步驟s3中閥間壓力測量值包括：

壓力調節閥與控制閥閥間壓力測量有三個測點，選取三個測點所測壓力的中值作為閥間壓力測量值。

進一步地，所述步驟s4包括：

預設第二時間；

步驟s3完成后，打開壓力調節閥，持續所述第二時間后，關閉壓力調節閥。

進一步地，所述步驟s5包括：

在第三預設時間內，判斷第二計算值乘以第二預設系數與閥間壓力測量值的關系。若第二計算值乘以第二預設系數小于等于閥間壓力 測量值，則測試成功，反之，則不成功。

進一步地，所述步驟s6包括：

預設第四時間；

打開壓力調節閥與控制閥之間的放空閥門，持續所述第四時間后泄漏測試成功信號被置位。

本發明還提出了一種應用于燃氣輪機的燃料閥門泄漏測試方法的燃料閥門泄漏測試控制系統，所述系統包括：數據采集器、控制器、燃料閥門組、人機界面；

所述人機界面與控制器電連接，用于監測泄漏測試的整個流程，顯示或修改各個過程的參數，并可查看測試故障情況。

所述控制器分別與所述數據采集器、燃料閥門組電連接；

所述數據采集器將檢測信號傳輸至所述控制器，所述控制器根據所述檢測信號，判斷泄漏測試開始條件，控制燃料閥門組中各個閥門的開啟及關閉，比較閥門前后壓力判斷閥門是否泄漏。

進一步地，所述數據采集器包括：

第一壓力傳感器，用于檢測所述氣體入口壓力；

第二壓力傳感器，用于檢測壓力調節閥與控制閥間壓力；

轉速傳感器，用于檢測燃氣輪機的轉速。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及突出性的技術效果：①工程適應性強，整個發明完全可以基于目前現有的燃料閥系統，對燃氣輪機輔機系統的大量改造要求，易于工程實現；②抗干擾能力強，考慮了實際過程中可能出現的閥門調節特性不穩定，仍可以保證燃料閥門泄漏測試的有效性；③算法邏輯實現簡單，易于在燃機控制或輔機控制系統中，實現對整個閥門泄漏測試過程的控制與監測，提高了燃氣輪機運行穩定性及安全性。

附圖說明

通過參考附圖會更加清楚的理解本發明的特征和優點，附圖是示 意性的而不應理解為對本發明進行任何限制，在附圖中：

圖1示出了一種燃氣輪機的燃料閥門泄漏測試方法流程示意圖；

圖2示出了一種燃氣輪機的燃料閥門泄漏測試控制系統結構示意圖；

圖3示出了實際應用中的燃氣輪機的燃料閥門泄漏測試方法流程示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的實施例進行詳細描述。

本發明實施例提出了一種燃氣輪機的燃料閥門泄漏測試方法，如圖1所示，該所述方法包括：

s1.檢測氣體入口壓力和燃氣輪機轉速值及點火允許信號。

s2.判斷檢測值是否滿足氣體泄漏測試開始條件。

若滿足，則執行步驟s3；

若未滿足，則返回步驟s1；

本發明實施例中，氣體入口壓力低限值設為2.1mpa，截止閥打開后，檢測氣體入口壓力值，確保該壓力值大于此低限值，使氣體壓力滿足泄漏測試需求。

其中，燃機轉速設定為冷機慢旋轉速，即燃氣輪機額定轉速的8.4％。燃氣輪機轉子的轉速檢測設置有三個采樣點，取其中值作為燃氣輪機的轉速，再除以上述燃氣輪機的額定轉速，從而得到轉速百分比，即可在步驟s2中，判斷轉速百分比是否達到額定轉速的8.4％，從而確定出燃氣輪機的轉速是否達到了冷機慢旋轉速。

其中，需要對點火允許信號進行采樣檢測，保證泄漏測試在點火啟機前進行。

根據上述設置內容，當滿足氣體入口壓力大于壓力低限值，并且燃氣輪機轉速達到冷機慢旋轉速，并且點火允許條件不滿足時，開始進行閥門泄漏測試。其中一個或多個不滿與其對應的上述條件時，則 繼續進行檢測或人工排查故障。

s3.對壓力調節閥進行嚴密性測試。

具體地，所述步驟s3包括：

在第一預設時間內，判斷第一計算值乘以第一預設系數與閥間壓力測量值的關系。若第一計算值乘以第一預設系數大于等于閥間壓力測量值，則測試成功，反之，則不成功。

本發明實施例中，第一預設時間可設定為30秒，第一計算值為第一壓力傳感器測得的入口壓力值，第一預設系數設為0.14，閥間壓力測量值取三個測點的中值。

s4.打開壓力調節閥后再關閉。

具體地，所述步驟s4包括：

預設第二時間；

步驟s3完成后，打開壓力調節閥，持續所述第二時間后，關閉壓力調節閥。

本發明實施例中，可以設定第二時間為6秒。

s5.對控制閥/放空閥進行嚴密性測試。

具體地，所述步驟s5包括：

在第三預設時間內，判斷第二計算值乘以第二預設系數與閥間壓力測量值的關系。若第二計算值乘以第二預設系數小于等于閥間壓力測量值，則測試成功，反之，則不成功。

本發明實施例中，第三預設時間可設為10秒，第二計算值為步驟s4中所述第二時間到達時，閥間壓力測量值的鎖存值，第二預設系數設為0.98，閥間壓力測量值取三個測點的中值。

s6.打開壓力調節閥與控制閥之間的放空閥門，將泄漏測試所用氣體排出。

具體地，所述步驟s6包括：

預設第四時間；

打開壓力調節閥與控制閥之間的放空閥門，持續所述第四時間后泄漏測試成功信號被置位。

本發明實施例中，可設定第四時間為30秒。

本發明實施例還提出了一種應用于燃氣輪機的燃料閥門泄漏測試方法的燃料閥門泄漏測試控制系統，如圖2所示，該系統包括：人機界面101、控制器102、數據采集器103、燃料閥門組104。

所述人機界面101與控制器102電連接，用于監測泄漏測試的整個流程，顯示或修改各個過程的參數，并可查看測試故障情況。

所述控制器102分別與所述數據采集器103、燃料閥門組104電連接；

所述數據采集器103將檢測信號傳輸至所述控制器102，所述控制器102根據所述檢測信號，判斷泄漏測試開始條件，控制燃料閥門組104中各個閥門的開啟及關閉，比較閥門前后壓力判斷閥門是否泄漏。

優選地，所述數據采集器包括：

第一壓力傳感器，用于檢測所述氣體入口壓力；

第二壓力傳感器，用于檢測壓力調節閥與控制閥間壓力；

轉速傳感器，用于檢測燃氣輪機的轉速。

圖3是實際應用中的燃氣輪機的燃料閥門泄漏測試方法流程示意圖，如圖3所示，包括：泄漏測試允許、壓力調節閥嚴密性測試、控制閥/放空閥嚴密性測試、閥門測試后通風結束。具體如下：

燃氣輪機按下啟動指令后，主保護建立，控制器開始采集各個通道的信號，當通過第一壓力傳感器檢測的入口壓力值大于壓力低限值，通過轉速傳感器檢測計算得到的燃氣輪機轉速百分比達到8.4％額定轉速，且邏輯信號點火允許為假，以上條件都滿足時發出允許泄漏測試信號。

壓力調節閥嚴密性測試：

泄漏測試開始，控制器接收此信號，并發出指令給燃料閥門組， 使截止閥打開，通風閥、放空閥關閉。由此氣體充壓至壓力調節閥前，壓力調節閥前的壓力建立。在控制器內作如下判斷：30秒時間內，如果壓力調節閥前壓力值*第一泄漏系數小于閥間壓力值，說明壓力調節閥發生泄漏，則立即發出警報并跳閘停機。如果壓力調節閥嚴密性測試合格，則進行下一步測試。

壓力調節閥測試合格后，控制器發出指令使壓力調節閥打開，6秒后控制器再次發出指令使壓力調節閥關閉，則壓力調節閥與控制閥間的壓力建立。

控制閥/放空閥嚴密性測試：

在控制器內作如下判斷：10秒時間內，如果閥間壓力測量值小于閥間壓力鎖存值*第二泄漏系數，說明控制閥或放空閥發生泄漏，則立即發出警報并跳閘停機。如果控制閥/放空閥嚴密性測試合格，則進行下一步測試。

控制器發出指令使放空閥失電打開，壓力調節閥與控制閥間的氣體排出，30秒后，泄漏測試成功信號為真。

上述過程中，從人機界面上可監測整個泄漏測試的執行情況，從界面上也可查看或修改參數，任一測試過程發生故障，都會在界面上顯示出來，方便迅速定位查找原因。

本發明實施例提出的一種燃氣輪機的燃料閥門泄漏測試方法和系統，實現了整個閥門泄漏測試過程的控制與監測，提高了燃氣輪機運行穩定性及安全性。

在本發明中，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。術語“多個”指兩個或兩個以上，除非另有明確的限定。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應 包含在本發明的保護范圍之內。