本發(fā)明涉及機械領(lǐng)域，具體涉及燃?xì)廨啓C。

背景技術(shù)：

在低工況時需對燃?xì)廨啓C壓氣機部件進行放氣運行，來避免燃?xì)廨啓C喘振，這時放氣量達到壓氣機進口空氣流量的10％～25％。但是，由于和外界大氣壓力差值較大，壓氣機級間放氣時，直接排放到機外的高壓高速空氣會對放氣口附近葉片產(chǎn)生附加激振力作用，同時產(chǎn)生高頻氣動噪聲，另外將10％～25％的壓縮空氣直接放到外界，也是能源的浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有燃?xì)廨啓C存在的不足，提供一種燃?xì)廨啓C低工況的放氣再利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以提高低工況燃?xì)廨啓C效率、降低氣動噪聲。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種燃?xì)廨啓C低工況的放氣再利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：壓氣機引出管道、放氣閥、單向閥、渦輪引入管道，其中壓氣機引出管道的一端連接著壓氣機的放氣口，壓氣機引出管道的另一端連接著放氣閥一端，放氣閥的另一端連接著單向閥的進口端，單向閥的出口端與渦輪引入管道的一端連接，渦輪引入管道的另一端連接著動力渦輪。

上述燃?xì)廨啓C低工況的放氣再利用系統(tǒng)工作原理是，放氣閥接到監(jiān)控系統(tǒng)的防喘指令時開啟，壓氣機的空氣依次流過壓氣機引出管道、放氣閥、單向閥之后，通過渦輪引入管道進入動力渦輪?？諝夂腿?xì)饣旌?，推動動力渦輪做功，也就得再利用。

燃?xì)廨啓C低工況的放氣再利用系統(tǒng)要求，壓氣機引氣壓力在扣除管道壓力損失、放氣閥壓力損失、單向閥壓力損失后要大于動力渦輪引入處該級的燃?xì)夤ぷ鲏毫?，同時又要小于上一級的燃?xì)夤ぷ鲏毫Α?/p>

為使壓氣機放出的壓縮空氣能夠順利進入渦輪膨脹做功，在整個放氣工況范圍內(nèi)，渦輪引入端的位置設(shè)置，使得壓氣機引氣壓力在扣除壓力損失后仍要大于動力渦輪引入處該級的燃?xì)夤ぷ鲏毫?；同時，防止引入到渦輪的壓縮空氣在動力渦輪中產(chǎn)生逆流，增加損失，所以又要求進入動力渦輪的壓縮空氣壓力必須小于上一級動力渦輪中的燃?xì)夤ぷ鲏毫Γ矗?/p>

式中：分別為動力渦輪引入處該級和上一級燃?xì)夤ぷ鲏毫?，單位：mpa；pair為壓氣機引氣壓力，單位：mpa；pg,loss、pf,loss、pd,loss分別為管道壓力損失、放氣閥壓力損失、單向閥壓力損失，單位：mpa。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：相比于現(xiàn)有的燃?xì)廨啓C放氣系統(tǒng)，燃?xì)廨啓C低工況的放氣再利用系統(tǒng)通過在放氣閥和動力渦輪前設(shè)置的管道，將放氣引入動力渦輪，進行做功(即再利用)，防止在放氣防喘過程中，大量高能空氣排入大氣，造成浪費，提高低工況燃?xì)廨啓C效率，降低氣動噪聲。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C放氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一種燃?xì)廨啓C放氣再利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是放氣量為8％時，傳統(tǒng)的和本發(fā)明的燃?xì)廨啓C放氣工況輸出功率增量的動態(tài)圖。

圖4是放氣量為8％時，傳統(tǒng)的和本發(fā)明的燃?xì)廨啓C放氣工況效率的動態(tài)圖。

圖5是傳統(tǒng)的和本發(fā)明的燃?xì)廨啓C效率增量隨放氣量變化圖。

圖6是傳統(tǒng)的和本發(fā)明的燃?xì)廨啓C功率增量隨放氣量變化圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C放氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C放氣系統(tǒng)僅包括：壓氣機引出管道11、放氣閥12，壓氣機引出管道11一端連接著壓氣機2，壓氣機引出管道11的另一端連接著放氣閥12。圖1中的箭頭表示空氣氣流的走向，空氣經(jīng)壓氣機2通流部分壓縮后進入燃燒室4，與燃料混合燃燒，形成高溫高壓的燃?xì)?，依次進入增壓渦輪5和動力渦輪3膨脹做功，其中增壓渦輪5帶動壓氣機2持續(xù)壓縮空氣，動力渦輪3輸出軸功。為了防止壓氣機2在低工況下喘振，在壓氣機2中間級設(shè)置放氣閥12，在低工況時放氣閥12打開，將一部分空氣排放到大氣中，提高壓氣機2的喘振裕度。

圖2是本發(fā)明一種燃?xì)廨啓C放氣再利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括：壓氣機引出管道11、放氣閥12、單向閥13、渦輪引入管道14，其中壓氣機引出管道11的一端連接著壓氣機2的放氣口，壓氣機引出管道11的另一端連接著放氣閥12一端，放氣閥12的另一端連接著單向閥13的進口端，單向閥13的出口端與渦輪引入管道14的一端連接，渦輪引入管道14的另一端連接著動力渦輪3。圖2中的箭頭表示空氣氣流的走向。

本發(fā)明燃?xì)廨啓C低工況的放氣再利用系統(tǒng)工作原理是，放氣閥12接到監(jiān)控系統(tǒng)的防喘指令時開啟，壓氣機2的空氣依次流過壓氣機引出管道11、放氣閥12、單向閥13，到達渦輪引入管道14，空氣和燃?xì)饣旌?，推動動力渦輪3做功，也就是再利用。

為使壓氣機2放出的壓縮空氣能夠順利進入動力渦輪3膨脹做功，壓氣機2引氣壓力在扣除壓力損失后仍要大于動力渦輪3引入處該級的燃?xì)夤ぷ鲏毫?；同時，防止引入到動力渦輪3的壓縮空氣在動力渦輪3中產(chǎn)生逆流，增加損失，所以又要求進入動力渦輪3的壓縮空氣壓力必須小于上一級動力渦輪3中的燃?xì)夤ぷ鲏毫?，即?/p>

式中：分別為動力渦輪3引入處該級和上一級燃?xì)夤ぷ鲏毫Γ瑔挝唬簃pa；pair為壓氣機2引氣壓力，單位：mpa；pg,loss、pf,loss、pd,loss分別為管道壓力損失、放氣閥12壓力損失、單向閥13壓力損失，單位：mpa。

為了證明本發(fā)明能夠提高低工況燃?xì)廨啓C效率并且降低氣動噪聲，為此結(jié)合具體的實施例給出一些結(jié)果加以說明。

圖3是當(dāng)放氣量為8％時，分別使用傳統(tǒng)和本發(fā)明的燃?xì)廨啓C放氣工況輸出功率增量的動態(tài)圖。其中圖3中的縱坐標(biāo)燃?xì)廨啓C輸出功率增加量δne＝n-n′，其中n′表示放氣未利用的燃?xì)廨啓C輸出功率，即傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C輸出功率；n表示放氣再利用的燃?xì)廨啓C輸出功率，即本發(fā)明的燃?xì)廨啓C輸出功率。從圖3中可知，t＝0s時刻，燃?xì)廨啓C放氣閥打開，開始放氣，時間段0s-50s為開始放氣穩(wěn)定工況，50s-99s為放氣范圍內(nèi)降工況過程，t＝99s時刻，放氣閥關(guān)閉，終止放氣。圖4是當(dāng)放氣量為8％時，分別使用傳統(tǒng)和本發(fā)明的燃?xì)廨啓C放氣工況效率的動態(tài)圖。在圖4中的放氣未利用是指采用傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C的放氣系統(tǒng)，放氣再利用是指采用本發(fā)明的燃?xì)廨啓C放氣再利用系統(tǒng)。分析圖3和圖4可知，本發(fā)明的燃?xì)廨啓C低工況放氣再利用系統(tǒng)，最低提高了燃機效率0.53％，輸出功率增加了39kw；最高提高了燃機效率1.2％，輸出功率增加了305.3kw。

圖5是本發(fā)明的燃?xì)廨啓C效率增量隨放氣量變化圖，燃?xì)廨啓C效率增量δη＝η-η′，其中η′為放氣未利用的燃?xì)廨啓C效率，即傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C效率，η為放氣再利用的燃?xì)廨啓C效率，即本發(fā)明的燃?xì)廨啓C效率。其中圖6是傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C放氣系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C效率增量隨放氣量變化圖。從圖5和圖6可知，采用低工況放氣再利用系統(tǒng)，燃機功率和效率增量隨放氣量變化基本呈現(xiàn)線性增加，在放氣量為24％時，低工況放氣再利用系統(tǒng)提高了燃機效率3.33％，功率增加了835.8kw。

鑒于壓縮空氣經(jīng)過一般放氣系統(tǒng)后，直接排入大氣，壓縮的氣流與大氣環(huán)境的壓差非常大，進而將急速膨脹，形成高速氣流，并產(chǎn)生高頻氣動噪聲。而本發(fā)明將壓縮空氣引入到渦輪，避免了直接排放到環(huán)境中，因此消除了排氣過程產(chǎn)生在外界環(huán)境中的氣動噪聲。