专利名称：一种水力测功机循环供水系统中精确稳压方法
技术领域：
本发明涉及燃气轮机应用领域，特别提供一种水力测功机循环供水系统中精确稳压方法。
背景技术：
水力测功机在燃气轮机领域应用越来越多，它是燃气轮机输出轴功率测量设备，功率测量的准确性，与水力测功机循环供水压力及供水压力脉动密切相关，循环供水系统中供水压力的任何脉动都会引起扭矩的波动，从而影响功率测量精度，因此为保证燃气轮机输出轴功率测量准确性，必须对循环供水压力精确稳压。

对于小功率水力测功机，一些使用单位借助特殊的地理环境，将供水系统建在山上，供水压力及稳压是靠在山上建高位水箱来保证的，而对于大功率水力测功机在平原地区的使用，水力测功机循环供水稳压问题很难解决，一直困扰着各使用单位，通过对循环供水系统稳压问题的研究，解决循环供水稳压问题，确保燃机输出轴功率准确测量意义重大。目前同类供水系统是采用泄压持压阀排除供水中较大压力波动，初步调定系统压力，系统精确稳压是通过精确控制安装在主管路中应急供水罐中给水力测供机供水口水压实现的。应急供水罐上设有液位传感器、压力传感器、压缩空气接口，泄水口等装置，泄水口与两个并联的电动阀相连接，压缩空气接口与压缩空气供气系统相连接。系统稳压主要靠控制罐中水力测功机供水口水压实现，而其与罐内水位及罐上部压缩空气压力密切相关，为实现精确稳压就必须精确控制罐内水位及罐上部压缩空气压力。应急供水罐安装在系统主管路中，供水系统正常工作时，大量水从罐供水口、出水口流入、流出，势必造成罐内水位波动，因此在罐上装有液位传感器，依据液位传感器信号，控制泄水口出口处两个电动阀开度，实现液位控制。供水系统正常工作时，与罐相连接的压缩空气系统必须处于待机状态，当罐上部压缩空气压力降低时，压缩空气系统中储气罐内气体流入水罐中，此时压缩空气系统空压机工作，给储气罐补气，当水罐上部压缩空气压力升高时，水罐上部排气阀自动打开排气，保持水罐上部压缩空气压力恒定。不难看出，目前的稳压方法设计复杂，需控制参数过多，投资大，在实际应用中，调试非常困难，很难实现供水系统的精确稳压。

发明内容
本发明依据水力测功机循环供水要求，提供了一种供水系统中精确稳压方法，该方法能够在简化供水系统的基础上解决供水稳压问题，将供水压力脉动控制在±0. 14kgf/cm2内，确保了燃气轮机输出轴功率准确测量。本发明具体提供了一种水力测功机循环供水系统中精确稳压方法，其特征在于在所述水力测功机循环供水系统中安装泄压持压阀初步调定系统压力，并在系统旁路中安装全囊式储水罐，其中泄压持压阀是膜片式压力调节阀。
本发明的精确稳压方法主要依靠泄压持压阀和全囊式储水罐来实现。系统中选用的泄压持压阀是膜片式压力调节阀，从泄压持压阀上游、下游管路引出引压管进入泄压持压阀膜片上腔、下腔，依靠膜片上腔、下腔压差自动控制阀门开度，从而控制阀前压力恒定。此阀无需外来能源，只依靠被调介质自身压力变化进行自动调节，可靠性高。但由于水力测功机供水量随燃机功率变化而改变，泄压持压阀响应速度慢，在燃机功率变化时，供水量变化不及时，导致供水稳压不能满足水力测功机要求，因此，此阀在系统中用于系统压力初步调定，并排除泵出口处较大压力波动，使系统压力稳定在一定值内。本发明所述全囊式储水罐其罐体上部设有安装孔，囊吊装在罐体内，囊的下部水口压装在水口法兰上。全囊式储水罐目前常用于紧急供水，本发明采用该储水罐吸收供水压力脉动，得 到了很好的稳压效果。正常工作时，全囊式储水罐与一般液压系统中蓄能器功能相似，供水压力脉动被储水罐气囊吸收，实现稳压作用；同时全囊式储水罐还起应急供水作用，当主水泵与备用水泵同时出现故障，无法供水时，储水罐中水在罐内气压及重力作用下，从罐中流出，供向水力测功机，保证测功机应急状态供水。本发明将普通的储水罐通过合理设计，应用于供水系统精确稳压中，采用本发明提供的方法，能够实现水力测功机循环供水系统中的精确稳压，该方法简单、易于实现、价格低廉、且稳压效果良好，能够满足水力测功机的供水要求，具有推广价值。目前该方法已进入工程化应用，系统供水压力脉动达到测功机循环供水压力脉动要求，顺利完成燃气轮机输出轴功率测量。


图I水力测功机循环供水系统原理图(其中I-全囊式储水罐、2-压力传感器、3-温度传感器、4-供水电动阀、5-冷却塔、6-温度表、7-压力表、8-闸阀、9-热水泵、10-排污泵、11-热水池、12-液位传感器、13-冷水泵、14-冷水池、15-泄压持压阀、16-过滤器、17-放气阀、18-电动闸阀、19-水力测功机、19a-进水控制阀)；图2全囊式储水罐无水状态主视图(其中21-罐内空气、22-囊、23-充气口、24-压力表、25-安装法兰、26-安装孔、27-吊耳、28-水口法兰、29-水口电动闸阀)；图3全囊式储水罐无水状态侧视图；图4全囊式储水罐充水状态主视图；图5全囊式储水罐充水状态侧视图。
具体实施例方式实施例I水力测功机循环供水系统原理如图I所示，供水系统中设有两台冷水泵13、两台热水泵9及一台排污泵10。两台冷水泵13、热水泵9 一主一备，冷却水经冷水泵13增压后，进入过滤器16，过滤器16也设置两台，一主一备，过滤后的冷水，经泄压持压阀15调压初步调压后，进入主供水管路，在主供水管路旁路上设有两个全囊式储水罐1，两个全囊式储水罐I同时工作，用于吸收系统压力脉动，并用于应急供水，经调压、稳压、过滤后，满足水力测功机19要求的冷却水供入水力测功机19，经水力测功机19做功后排出的热水进入热水池11中,热水泵9将热水池11中热水送入冷却塔5，冷却后的水靠重力流回冷水池14，完成冷却水循环供应。全囊式储水罐I (图2 4)其罐体上部设有安装孔26，并用安装法兰25及密封垫密封，囊22吊装在罐体内，囊22的上部设有吊耳，与安装法兰25上吊耳27座连接，囊22的下部水口压装在水口法兰28上。囊22安装前进行气密试验，确保无漏点。囊22安装到全囊式储水罐I后，从储水罐充气口 23给全囊式储水罐I充气(此时水口电动闸阀29处于开启状态，以便排出囊22内气体)，进行罐体密封试验，充气压力O. 5MPa，12小时后压力表24显示罐内压力保持不变，无漏点，关闭水口电动闸阀29，囊22内保持无气状态。气密试验后，从充气口 23放气，使罐内气压保持O. 08Mpa (此压力设定值可依据工作要求设定)，起动冷水泵13，待管路中气体从放气阀17排净后，开启水口电动闸阀29，囊22内充水，由无水的压合状态(见图2、3)逐渐变成涨开状态(见图4、5)，水压逐渐升高到系统压力，囊22体积增大使罐内气体受压，此时罐内气体压力与囊22内水压保持一致。

系统静态调试利用水力测功机19进水口处供水电动阀4模拟水力测功机进水控制阀进行调试试验，试验中水流量从0-285m3/h变化过程中，压力脉动值不大于±0. Ikgf/cm2，远远小于水力测功机19供水要求的±0. 14kgf/cm2。系统联机调试通过水力测功机19的进水控制阀19a控制进水量，调试结果与静态调试一致，压力脉动不大于±0. lkgf/cm2，满足水力测功机19供水要求，并成功完成燃气轮机输出轴功率准确测量及水力测功机19调试工作。
权利要求
1.一种水力测功机循环供水系统中精确稳压方法，其特征在于在所述水力测功机循环供水系统中安装泄压持压阀初步调定系统压力，并在系统旁路中安装全囊式储水罐，其中泄压持压阀是膜片式压力调节阀。
2.按照权利要求I所述水力测功机循环供水系统中精确稳压方法，其特征在于所述全囊式储水罐其罐体上部设有安装孔，囊吊装在罐体内，囊的下部水口压装在水口法兰上。
全文摘要
本发明依据水力测功机循环供水要求，提供了一种供水系统中精确稳压方法，其特征在于在所述水力测功机循环供水系统中安装泄压持压阀初步调定系统压力，并在系统旁路中安装全囊式储水罐，其中泄压持压阀是膜片式压力调节阀。该方法能够在简化供水系统的基础上解决供水稳压问题，将供水压力脉动控制在±0.14kgf/cm2内，能够满足水力测功机的供水要求，确保了燃气轮机输出轴功率准确测量，具有推广价值。
文档编号G01M15/00GK102879141SQ201210288378
公开日2013年1月16日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者臧晓峰, 胡安龙, 李旭 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司