1.本发明涉及一种点火装置，尤其涉及一种适用于重型燃气轮机的点火装置。
背景技术：2.燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备，工作原理和航空发动机基本相同，都是将燃料的化学能转化为燃气的热能和势能，再利用燃气推动透平膨胀做功。燃气轮机作为蒸汽轮机和内燃机之后的新一代动力装置自上世纪初问世以来得到了飞速发展，尤其在发电领域。燃气轮机发电技术具有启动快、效率高、污染少、体积小、结构紧凑、建设周期短、收效快等特点。目前重型燃气轮机多用于电网调峰，需频繁启停，点火是燃气轮机启动过程中的关键步骤。
3.燃气轮机点火是一个复杂的过程，涉及燃机本体、辅助系统、控制保护等，燃气轮机点火失败后，需经长时间清吹后方可再次进入点火程序。在役重型燃气轮机存在高温气体从点火装置泄漏烧损点火电缆，导致燃气轮机启机失败的故障，使燃气轮机发电机组不能按照电网要求按时启机，给燃气轮机发电厂带来经济损失。因此，可靠的燃气轮机点火装置对燃气轮机的正常启动至关重要，直接影响机组的经济效益和调峰灵活性。
技术实现要素：4.为解决燃气轮机高温气体从点火装置泄漏问题，防止燃气轮机点火装置的点火电缆被烧损，本发明提出了一种可靠的重型燃气轮机点火装置。本发明将点火装置中心导杆外围设计一圈刷式密封结构，利用刷式密封结构中刷丝间空隙的不均匀性作用，扰乱均匀来流的气流方向，使气流从紧密的刷丝束区域向疏松的刷丝束区域偏流，这些偏流在刷丝排之间逐渐形成同向流和射流，并产生随机的二次流和旋涡流，当射流遇到紧密的刷丝束，就会改变运动方向而变成和主流方向垂直的横向流，使流体产生了自密封效应，达到阻止高温气体从点火装置泄漏的密封效果。
5.本发明采用如下技术方案来实现的：
6.一种可靠的重型燃气轮机点火装置，包括点火装置正极接线柱、陶瓷绝缘体、点火装置中心导杆、点火座压盖、点火装置圆柱主体、刷式密封结构以及弹簧；
7.所述点火装置正极接线柱位于点火装置的正中心，上部与点火电缆相连，下部与点火正极相连，用于传导高压电流；
8.所述陶瓷绝缘体位于点火装置正极接线柱外围，与点火装置正极接线柱同轴心布置，用于阻止点火装置正极接线柱与点火装置中心导杆之间放电；
9.所述点火装置中心导杆位于陶瓷绝缘体外围，下端与点火负极相连，与陶瓷绝缘体同轴心布置，用于带动点火正极和点火负极上下移动；
10.所述点火座压盖位于点火装置最上部，与点火装置中心导杆同轴心布置；
11.所述点火装置圆柱主体为中空的圆柱腔体，上端面与点火座压盖相连，下部与底座连接；
12.所述刷式密封结构的主体为底部封闭上部敞开的圆柱腔体结构，圆柱腔体结构的外围设置有一圈刷丝束，且均匀布置在圆柱腔体的外壁面上，所述刷式密封结构的底部固定套装在点火装置中心导杆上；
13.所述弹簧套装在刷式密封结构上部的点火装置中心导杆上；
14.所述刷式密封结构下部、圆柱腔体以及底座形成大小可变的压力容腔。
15.本发明进一步的改进在于，所述点火装置正极接线柱的形状为圆柱体结构。
16.本发明进一步的改进在于，所述陶瓷绝缘体的形状为圆柱体结构。
17.本发明进一步的改进在于，所述点火座压盖为圆柱体薄板结构。
18.本发明进一步的改进在于，在点火座压盖上等间距设计有用于压紧点火座压盖的盖板通孔。
19.本发明进一步的改进在于，在点火装置中心导杆上设计有刷式密封结构。
20.本发明进一步的改进在于，所述刷丝束由密集布置的细金属丝组成，材料为高温合金材料。
21.本发明进一步的改进在于，所述刷丝束的下部为环形薄板结构的刷式密封前板，上部为环形薄板结构的刷式密封背板。
22.本发明进一步的改进在于，所述点火负极为l型窄带薄片结构，采用高温合金材料，与位于中心的点火正极在点火时形成高压放电，点燃燃气轮机燃烧室内可燃混气。
23.本发明进一步的改进在于，点火时，压力容腔内气体压力较小，点火装置中心导杆在弹簧的作用下，推动点火装置中心导杆向下移动，点火正极和点火负极伸入燃烧室点火，点火成功后，压气机转速逐渐升高，压气机排气压力也逐渐升高，致使压力容腔内气体压力增加，当压力容腔内气体压力大于弹簧弹力时，点火装置中心导杆逐渐向上运动，点火正极和点火负极退出燃烧室，防止被高温燃气烧损。
24.本发明至少具有如下有益的技术效果：
25.本发明提供的一种可靠的重型燃气轮机点火装置，利用刷式密封的方法，将位于点火装置中心的点火装置中心导杆外围设计成刷式密封结构，在刷丝间空隙不均匀性的作用下，气体流经刷式密封结构时，均匀的来流将被扰乱变得不均匀，气流在刷丝束内形成很强的自密封效应，可有效阻止高温气体泄漏，防止点火电缆烧损，减少燃气轮机启动时点火故障的发生，降低燃气轮机启动成本，提高了机组的经济效益。
附图说明
26.图1是本发明一种可靠的重型燃气轮机点火装置点火时中心剖切图。
27.图2是本发明一种可靠的重型燃气轮机点火装置等轴测图。
28.图3本发明一种可靠的重型燃气轮机点火装置退出燃烧室后中心剖切图。
29.附图标记说明：
30.1、点火装置正极接线柱；2、陶瓷绝缘体；3、点火装置中心导杆；4、点火座压盖；5、点火装置圆柱主体；6、刷式密封结构；7、刷丝束；8、刷式密封前板；9、刷式密封背板；10、点火负极；11、点火正极；12、弹簧；13、螺栓孔；14、盖板通孔；15、安装螺栓孔；16、压力容腔；17、底座；18、点火电缆。
具体实施方式
31.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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。
32.请参阅图1、图2和图3，本发明提供的一种可靠的重型燃气轮机点火装置，主要包括点火装置正极接线柱1、陶瓷绝缘体2、点火装置中心导杆3、点火座压盖4、点火装置圆柱主体5、刷式密封结构6、刷丝束7、刷式密封前板8、刷式密封背板9、点火负极10、点火正极11、弹簧12、螺栓孔13、盖板通孔14、安装螺栓孔15、压力容腔16、底座17和点火电缆18等。
33.所述点火装置正极接线柱1位于点火装置的正中心，形状为圆柱体结构，上部与点火电缆18相连，下部与点火正极11相连，用于传导高压电流。
34.所述陶瓷绝缘体2位于点火装置正极接线柱1外围，形状为圆柱体结构，与点火装置正极接线柱1同轴心布置，用于阻止点火装置正极接线柱1与点火装置中心导杆3之间放电。
35.所述点火装置中心导杆3位于陶瓷绝缘体2外围，下端与点火负极10相连，形状为圆柱体结构，与陶瓷绝缘体2同轴心布置，用于带动点火正极11和点火负极10上下移动。
36.所述点火座压盖4为圆柱体薄板结构，位于点火装置最上部，与点火装置中心导杆3同轴心布置，在点火座压盖4上等间距设计有用于压紧点火座压盖4的盖板通孔14。
37.所述点火装置圆柱主体5为中空的圆柱腔体，上端面与点火座压盖4相连，下部与底座17连接。
38.所述刷式密封结构6的主体为底部封闭上部敞开的圆柱腔体结构，圆柱腔体结构的外围设置有一圈刷丝束7，刷丝束7由密集布置的细金属丝组成，材料为高温合金材料，均匀布置在圆柱腔体的外壁面上，刷丝束7的下部为环形薄板结构的刷式密封前板8，上部为环形薄板结构的刷式密封背板9。刷式密封结构6可破坏气流的均匀流动，形成杂乱无章的无序流动，使流体产生自密封效应，形成很大的阻尼而达到阻止高温气体泄漏的密封效果。
39.所述点火负极10为l型窄带薄片结构，采用高温合金材料，与位于中心的点火正极11在点火时形成高压放电，点燃燃气轮机燃烧室内可燃混气。
40.所述弹簧12安装在点火装置中心导杆3上，点火时，压力容腔16内气体压力较小，点火装置中心导杆3在弹簧12的作用下，推动点火装置中心导杆3向下移动，点火正极11和点火负极10伸入燃烧室点火，点火成功后，压气机转速逐渐升高，压气机排气压力也逐渐升高，致使压力容腔16内气体压力增加，当压力容腔16内气体压力大于弹簧12弹力时，点火装置中心导杆3逐渐向上运动，点火正极11和点火负极10退出燃烧室，防止被高温燃气烧损。
41.实施例
42.请参阅图1，本实施例中点火装置正极接线柱1直径为2mm，长202mm，位于点火装置的正中心；陶瓷绝缘体2内径为2mm，外径为6mm，长192mm，与点火装置正极接线柱1同轴心布置，陶瓷绝缘体2下端面与点火正极9相距5mm；点火装置中心导杆3内径为6mm，外径为10mm，长197mm，与陶瓷绝缘体2同轴心布置，点火装置中心导杆3上端面与陶瓷绝缘体2平齐；点火座压盖4内径为10mm，外径为52mm，厚8mm，在直径为44mm的圆上等间距开设有直径为5.5mm
的8个盖板通孔14，点火座压盖4位于点火装置最上部，与点火装置中心导杆3同轴心布置；点火装置圆柱主体5内径为36mm，外径为52mm，长为122mm，上端面与点火座压盖4相连，在上端面上等间距开设有8个m5的螺栓孔11，下端面与底座17连接；底座17厚8mm，长与宽均为70mm，中心孔直径为10mm；刷式密封结构6的主体为底部封闭上部敞开的圆柱腔体结构，内径为24mm，外径为28mm，高60mm，刷丝束7金属丝直径0.3mm，刷式密封前板8外径为31mm，内径为28mm，厚2mm，刷式密封背板9外径为34mm，内径为28mm，厚2mm；弹簧12安装在点火装置中心导杆3上，弹簧12的直径为3mm，螺距为20mm。
43.本实施例一种可靠的重型燃气轮机点火装置的具体工作方式如下：
44.燃气轮机启机点火时，压力容腔16内气体压力较小，点火装置弹簧12的弹力远大于压力容腔16内气体压力，点火装置中心导杆3在弹簧12的弹力作用下向下移动，直至刷式密封结构6的下端面与底座17的上端面接触，点火正极11和点火负极10伸入燃气轮机燃烧室，发出点火命令后，点火电缆18将高达2万伏左右的电压经点火装置正极接线柱1送至点火正极11，高压击穿点火正极11与点火负极10之间的空气，实现高压放电产生火花，点燃燃烧室内的可燃混气。若60秒内有两个以上(包括两个)火焰探测器指示有火，则点火成功，随后燃气轮机转速不断升高，压气机排气压力增加，压气机排气经底座17中心孔与点火装置中心导杆3之间的缝隙进入压力容腔16，当压力容腔16内的气体压力作用大于弹簧12的弹力时，点火装置中心导杆3在压气机排气压力的作用下向上移动，直至刷式密封结构6的上端面与点火座压盖4的下端面接触，点火正极11和点火负极10退出燃气轮机燃烧室，燃气轮机点火结束。
45.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。实施例中采用的刷式密封结构还可为直通型迷宫密封结构或蜂窝型迷宫密封结构。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
技术特征：1.一种可靠的重型燃气轮机点火装置，其特征在于，包括点火装置正极接线柱、陶瓷绝缘体、点火装置中心导杆、点火座压盖、点火装置圆柱主体、刷式密封结构以及弹簧；所述点火装置正极接线柱位于点火装置的正中心，上部与点火电缆相连，下部与点火正极相连，用于传导高压电流；所述陶瓷绝缘体位于点火装置正极接线柱外围，与点火装置正极接线柱同轴心布置，用于阻止点火装置正极接线柱与点火装置中心导杆之间放电；所述点火装置中心导杆位于陶瓷绝缘体外围，下端与点火负极相连，与陶瓷绝缘体同轴心布置，用于带动点火正极和点火负极上下移动；所述点火座压盖位于点火装置最上部，与点火装置中心导杆同轴心布置；所述点火装置圆柱主体为中空的圆柱腔体，上端面与点火座压盖相连，下部与底座连接；所述刷式密封结构的主体为底部封闭上部敞开的圆柱腔体结构，圆柱腔体结构的外围设置有一圈刷丝束，且均匀布置在圆柱腔体的外壁面上，所述刷式密封结构的底部固定套装在点火装置中心导杆上；所述弹簧套装在刷式密封结构上部的点火装置中心导杆上；所述刷式密封结构下部、圆柱腔体以及底座形成大小可变的压力容腔。2.根据权利要求1所述的一种可靠的重型燃气轮机点火装置，其特征在于，所述点火装置正极接线柱的形状为圆柱体结构。3.根据权利要求1所述的一种可靠的重型燃气轮机点火装置，其特征在于，所述陶瓷绝缘体的形状为圆柱体结构。4.根据权利要求1所述的一种可靠的重型燃气轮机点火装置，其特征在于，所述点火座压盖为圆柱体薄板结构。5.根据权利要求1所述的一种可靠的重型燃气轮机点火装置，其特征在于，在点火座压盖上等间距设计有用于压紧点火座压盖的盖板通孔。6.根据权利要求1所述的一种可靠的重型燃气轮机点火装置，其特征在于，在点火装置中心导杆上设计有刷式密封结构；密封结构除为刷式密封结构、直通型迷宫密封结构或蜂窝型迷宫密封结构。7.根据权利要求1所述的一种可靠的重型燃气轮机点火装置，其特征在于，所述刷丝束由密集布置的细金属丝组成，材料为高温合金材料。8.根据权利要求1所述的一种可靠的重型燃气轮机点火装置，其特征在于，所述刷丝束的下部为环形薄板结构的刷式密封前板，上部为环形薄板结构的刷式密封背板。9.根据权利要求1所述的一种可靠的重型燃气轮机点火装置，其特征在于，所述点火负极为l型窄带薄片结构，采用高温合金材料，与位于中心的点火正极在点火时形成高压放电，点燃燃气轮机燃烧室内可燃混气。10.根据权利要求1所述的一种可靠的重型燃气轮机点火装置，其特征在于，点火时，压力容腔内气体压力较小，点火装置中心导杆在弹簧的作用下，推动点火装置中心导杆向下移动，点火正极和点火负极伸入燃烧室点火，点火成功后，压气机转速逐渐升高，压气机排气压力也逐渐升高，致使压力容腔内气体压力增加，当压力容腔内气体压力大于弹簧弹力时，点火装置中心导杆逐渐向上运动，点火正极和点火负极退出燃烧室，防止被高温燃气烧损。
技术总结本发明提出了一种可靠的重型燃气轮机点火装置，包括点火装置正极接线柱、陶瓷绝缘体、点火装置中心导杆、点火座压盖、点火装置圆柱主体、刷式密封结构、刷丝束、点火负极、点火正极、弹簧、压力容腔、底座和点火电缆等。本发明将点火装置中心导杆外围设计一圈刷式密封结构，利用刷式密封结构中刷丝间空隙的不均匀性作用，扰乱均匀来流的气流方向，使气流从紧密的刷丝束区域向疏松的刷丝束区域偏流，这些偏流在刷丝排之间逐渐形成同向流和射流，并产生随机的二次流和旋涡流，当射流遇到紧密的刷丝束，就会改变运动方向而变成和主流方向垂直的横向流，使流体产生了自密封效应，达到阻止高温气体从点火装置泄漏的密封效果。温气体从点火装置泄漏的密封效果。温气体从点火装置泄漏的密封效果。
技术研发人员：肖俊峰 李晓丰 高松 王峰 王玮 王致程 胡孟起 夏林 连小龙 王一丰
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2022.07.21
技术公布日：2022/11/1
