清洗燃气涡轮发动机的方法及燃气涡轮发动机技术

在燃气涡轮发动机的操作期间清洗燃气涡轮发动机包括清洗阶段，其在于将清洁剂液体物质朝发动机的压缩机(1)的入口喷洒(4)；待喷洒的清洁剂液体物质的质量流设置成使得压缩机(1)的入口处的液体与气体的比率关于压缩机(1)的额定质量流大于1%且小于5%；清洗阶段包括第一子阶段，在其间，清洁剂液体物质的流逐渐增加，以及第二子阶段，在其间，清洁剂液体物质的流保持恒定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文公开的主题的实施例涉及清洗燃气涡轮发动机的方法及燃气涡轮发动机。
技术介绍
众所周知的是，燃气涡轮发动机(特别是其压缩机)由污垢影响，且因此需要在其寿命期间反复地清洁。清洁燃气涡轮发动机的一种常见方式在于中断其正常操作且清洗其，而不拆卸发动机。这是所谓的\脱机\清洗，且借助于液体清洁剂执行。在利用清洁剂处理之后，通常需要冲洗。脱机清洗很有效；然而，其意味着中断正常操作，且因此增加机器和包括机器的设备的停机时间。还众所周知的是，在操作期间清洗燃气涡轮发动机，即，在发动机产生功时，虽然这不太常见。这是所谓的\联机\清洗，且在于将液体清洁剂加至在压缩机中流动的气体。在此情况下，加至气体的液体清洁剂的量较小(更准确地是液体与气体的比率保持较低)，且喷射的液体清洁剂的压力较低，以便避免：－干扰压缩机和/或涡轮和/或燃烧器(例如，燃烧可由于液体清洁剂而熄灭)的操作，－干扰压缩机内的流体流，－破坏压缩机的构件(例如，液体清洁剂微滴(如果有的话)可撞击压缩机的旋转叶片)。将注意的是，用于\脱机\清洗的液体清洁剂通常不同于用于\联机\清洗的液体清洁剂。已知的联机清洗方法不如已知的脱机清洗方法那样有效，即使它们具有不影响机器和包括机器的设备的停机时间的优点。从Elisabet Syverud和Lars E. Bakken的文献\Online Water Wash Tests of GE J85-13\中还已知在机器操作的同时，利用范围从0.4%到3%的质量的水与空气的比率清洗燃气涡轮喷射水。
技术实现思路
因此，所需的是清洗燃气涡轮发动机的改善方式和允许其的装置。本专利技术的第一方面为一种清洗燃气涡轮发动机的方法。该方法用于在燃气涡轮发动机的操作期间清洗燃气涡轮发动机；该方法包括清洗阶段，其在于将清洁剂液体物质朝发动机的压缩机的入口喷洒；待喷洒的清洁剂液体物质的质量流设置成使得压缩机的入口处的液体与气体的比率关于压缩机的额定质量流大于1%且小于5%，且其中清洗阶段包括：－第一子阶段，在其间，清洁剂液体物质的流逐渐增加，－第二子阶段，在其间，清洁剂液体物质的流保持恒定。本专利技术的第二方面为一种燃气涡轮发动机。该燃气涡轮发动机包括压缩机、压缩机下游的涡轮，以及用于将清洁剂液体物质朝压缩机的入口喷洒的多个喷嘴；优选地，发动机还包括布置成执行如上文所述的方法的控制单元。附图说明并入本文中且构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的示例性实施例，且连同详细描述阐释了这些实施例。在附图中：图1示出了燃气涡轮发动机的压缩机的实施例的简图，图2示出了喷嘴的实施例的简图(图2A对应于纵截面，且图2B对应于横截面)，图3示出了清洗阶段的实施例的时间图，以及图4示出了根据图3的一系列清洗阶段的时间图。具体实施方式示例性实施例的以下描述参考了附图。以下描述不限制本专利技术。相反，本专利技术的范围由所附权利要求限定。贯穿说明书提到的\一个实施例\或\实施例\意思是连同实施例描述的特定特征、结构或特点包括在公开的主题的至少一个实施例中。因此，在贯穿说明书的各种位置出现的短语\在一个实施例中\或\在实施例中\不一定是指相同的实施例。此外，特定特征、结构或特点可在一个或多个实施例中以任何适合的方式组合。图1为截面半部视图，且部分地示出了燃气涡轮发动机的实施例；特别而言，其示出了包括钟形口部2和子弹形鼻部3的前框架、包括支柱5和入口导向导叶6的(可选的)中间框架，以及包括转子(见标号7和8)和定子(见标号9)的压缩机1。前框架(特别是钟形口部2和子弹形鼻部3)和中间框架(特别是其外壁12和其内壁13)限定通向压缩机1的入口的入口通路。刚好在压缩机1的入口之后，存在压缩机的第一转子级(仅示出了一个叶片7)。有时，前框架、中间框架和压缩机1的组合一起称为\压缩机\。大体上，燃气涡轮发动机包括压缩机(诸如图1中部分示出的一个)、具有燃烧装置(图1中未示出)的燃烧室和涡轮(图1中未示出)的串联连接。在图1中，仅示出了压缩机1的转子和定子的少量构件；特别而言，转子的轴8、转子的第一级的一个叶片7、转子的壳9；特别而言，未示出转子的其它级的任何叶片和定子的级的任何导叶。在图1的解决方案中，存在用于将清洁剂液体物质L朝压缩机1的入口喷洒的多个喷嘴4(仅示出了一个)。在该实施例中，喷嘴4位于口部2处，即，在用于朝压缩机的第一级引导气体(特别是将气体G引导到入口通路中)的圆滑会聚表面处，入口通路穿过支柱5和入口导向导叶6通向压缩机1的入口。喷嘴4喷射清洁剂液体物质L，且使其雾化；以此方式，液体L的微滴可由气体G的流(见图1)卷吸。清洁剂液体物质L在离压缩机的入口通路的外壁(见标号2和12)一定距离处和在离压缩机1的入口通路的内壁(见标号3和13)一定距离处并且沿一定方向(见图1)喷洒，以便确保入口通路内的气流中的液体的良好且适当的分布。在图1的实施例中，液体物质L的平均方向相对于气体G的平均方向倾斜。在图1的实施例中，喷嘴4位于圆上(以发动机的轴线100为中心)且离彼此相同距离处；特别而言，所有喷嘴4流体地连接到单个歧管15，歧管15有利地定形为圆(以发动机的轴线100为中心且位于钟形口部2后方)。还存在控制单元19，其可操作地连接到歧管15以便控制清洁剂液体物质L的喷射；以此方式，所有喷嘴4同时喷射相同量的液体物质。喷嘴4的实施例在图2中示出，且其可用于喷洒液体物质，特别是图1的实施例中的清洁剂液体物质L。喷嘴4包括伸长的圆柱体20，其具有用于接收液体物质L的第一端20-1，以及用于喷射液体物质L的第二端20-4。还存在第一中间部分20-2和第二中间部分20-3；部分20-2用于将喷嘴4装固到口部2；部分20-3用于形成喷射点与入口通路的外壁(见标号2和12)之间的距离。用于液体物质L的流动的管道21在伸长的圆柱体20内，且从第一端20-1穿过中间部分20-2和20-3延伸直至第二端20-4。凹口22位于端部20-4处，且管道21终止于凹口22中；当液体物质L到达凹口22时，其从凹口22喷射且喷洒；雾化的水平取决于凹口22上游的压力和凹口22的形状。为了增大压力，管道21在其开始部分21-1处(即，在第一端20-1处)具有某一(相对较大)截面，且在其结束部分21-2处(即，在第二端20-4处)具有较小截面。在图2的实施例中，凹口22布置为圆柱体20的直径，且朝圆柱体20的侧表面开放；以此方式，气体G围绕圆柱体20(尤其见图2B)流动，且液体L由圆柱体20(尤其见图2B)保护；在图1的实施例中，喷嘴4远离存在高气体G流的位置定位。在图2的实施例中，液体物质L的良好喷射通过管道21获得，特别是与凹口22(尤其见图2A)的底部相切的其端部部分21-2；在任何情况下，管道都可在离凹口22的底部的较小轴向距离处。喷射的液体物质L的方向和孔口还取决于凹口22的截面的形状。在图2的实施例中，该形状为部分平的(见接近口部表面的部分)和部分弯曲的(见图2A)，例如，圆或抛物线或双曲线的弧形；连接平部和弯曲部的部分对应于凹口22的底部。根据该方法的实施例，燃气涡轮发动机的清洗在燃气涡轮发动机的操作期间执行，且包括清洗阶段，其在于朝发动机的压缩机的入口喷洒清洁剂液体物质；喷洒可如图1中所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在燃气涡轮发动机的操作期间清洗所述燃气涡轮发动机的方法，包括清洁阶段，其在于将清洁剂液体物质朝所述发动机的压缩机(1)的入口喷洒(4)；其中待喷洒的所述清洁剂液体物质的质量流设置成使得所述压缩机(1)的入口处的液体与气体的比率关于所述压缩机(1)的额定质量流大于1%且小于5%，且其中所述清洗阶段(WF)包括：－第一子阶段(SF1)，在其间，所述清洁剂液体物质的流逐渐增加，－第二子阶段(SF2)，在其间，所述清洁剂液体物质的流保持恒定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.06 IT MI2013A0020421.一种在燃气涡轮发动机的操作期间清洗所述燃气涡轮发动机的方法，包括清洁阶段，其在于将清洁剂液体物质朝所述发动机的压缩机(1)的入口喷洒(4)；其中待喷洒的所述清洁剂液体物质的质量流设置成使得所述压缩机(1)的入口处的液体与气体的比率关于所述压缩机(1)的额定质量流大于1%且小于5%，且其中所述清洗阶段(WF)包括：－第一子阶段(SF1)，在其间，所述清洁剂液体物质的流逐渐增加，－第二子阶段(SF2)，在其间，所述清洁剂液体物质的流保持恒定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗阶段(WF)还包括第三子阶段(SF3)，在其间，所述清洁剂液体物质的流逐渐地减小。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述清洁剂液体物质的流在期望值(FL)下恒定。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，流值基于环境状态设置，优选基于环境温度。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二子阶段(SF2)持续大于0.5分钟且小于5分钟的预定时间段。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一子阶段(SF1)和/或所述第三子阶段(SF3)持续大于5秒且小于30秒的预定时间段。7.根据前述权利要求中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：M佩基奥利，C纳瓦罗卡纳列斯，J马农肯图，T奥利维里，
申请(专利权)人：诺沃皮尼奥内股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT