用于添加燃料添加剂以控制涡轮腐蚀的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了用于添加燃料添加剂以控制涡轮腐蚀的系统和方法。该系统包括燃气涡轮发动机，其包括压缩机、燃烧器、燃气涡轮，燃烧器包括多个延迟贫燃料喷射器；和清洗系统，其被构造成附接到该燃烧器的多个延迟贫燃料喷射器且与该燃烧器的该多个延迟贫燃料喷射器流体连通。清洗系统包括：供应水的水源；供应第一流体的第一流体源；与该水源和该第一流体源连通的混合室；用于将水泵送到该混合室的水泵；用于将第一流体泵送到混合室的第一流体泵；流体管线，其与该混合室和该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器流体连通，使得来自该混合室的流体在延迟贫燃料喷射器处被喷射到燃烧器中。该清洗系统与该离线燃气涡轮发动机一起操作。轮发动机一起操作。轮发动机一起操作。

【技术实现步骤摘要】
用于添加燃料添加剂以控制涡轮腐蚀的系统和方法


[0001]本公开总体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及用于清洁燃气涡轮发动机的内部部件的清洗系统和相关方法。

技术介绍

[0002]当燃气涡轮发动机系统操作时，未被入口空气过滤系统捕获的空气传播污染物可能自然累积或形成与燃烧副产物的复杂化合物，并且粘结到发动机的各种内部金属部件诸如内部部件的刀片和叶片。这些内部金属部件可包括但不限于燃气涡轮和压缩机。尽管燃气涡轮发动机系统可包括入口空气过滤系统，但是一定程度的污染物累积可能是不可避免的并且可能取决于操作场所的各种工况。常见的污染物可包括穿过入口空气过滤系统的少量灰尘和碎屑以及不可过滤的烃基材料诸如烟雾、烟灰、润滑脂、油膜和有机蒸汽。例如刀片和叶片上的累积污染物可能限制通过压缩机的气流并且可能改变翼型图案。以这种方式，此类累积可能损害冷却通道并且不利地影响压缩机或涡轮区段的性能和效率，并且因此不利地影响燃气涡轮发动机系统的总体性能和效率。此类效应可能减小功率输出、增加燃料消耗和/或增加操作成本。
[0003]为了减少污染物积累，燃气涡轮发动机操作和维护方案可包括利用用于将污染颗粒从例如压缩机刀片和叶片去除的水洗程序。在线水洗方案可用于经由水流(诸如脱矿质水)从压缩机刀片和叶片去除污染物颗粒，而燃气涡轮发动机系统在全速度和预定负载下操作。在线水洗方案可经由安装的歧管(包括定位在压缩机的承口周围的喷嘴)在压缩机上游递送水。喷嘴可在相对较低的速度空气的此区域中产生水滴的喷雾，并且由操作压缩机产生的负压可将喷雾吸入与压缩机刀片和叶片接触以用于去除污染物。
[0004]离线水洗方案可以类似的方式使用以经由水和洗涤剂的顺序流来去除污染颗粒，而燃气涡轮发动机系统关闭或在转动齿轮转速和无加载下操作。已知的离线水洗系统可经由离线歧管(包括定位在压缩机的承口周围的喷嘴)在压缩机上游顺序地递送水和洗涤剂流。在某些应用中，水洗系统可被构造成以在线模式或离线模式操作。以这种方式，当操作时间表不准许执行更有效的离线清洗的关闭时间时，可周期性地执行在线清洗以增加燃气涡轮发动机系统的性能和效率。在线清洗和离线清洗的频率和持续时间可根据污染物积累的程度和操作场所的工况而变化。
[0005]尽管常规的水洗系统和方法可能有效地从早期压缩机级的刀片和叶片去除污染物，但是此类系统和方法从燃气涡轮的刀片和叶片的较高编号级去除污染物通常不太有效，因为围绕压缩机的承口喷射的水和洗涤剂流(如果有的话)有时具有有限的可到达距离。燃气涡轮热气路部件(包括但不限于燃气涡轮刀片和喷嘴)、护罩仍可具有一些污染。此外，在用此类系统和方法清洗之后，残留量的水和洗涤剂可保留在刀片和叶片上。剩余的水和/或洗涤剂可能不利地影响燃气涡轮发动机系统的后续重启和操作。根据清洗后的空闲时间，残留量的水和洗涤剂还可促进压缩机刀片和叶片和/或燃气涡轮刀片和叶片上以及沿热气流路径的未涂覆的燃烧部件上的污染物的表面雾化、腐蚀或随后累积。此外，由常规
水洗系统和方法提供的性能增益可具有有限的持续时间，因此需要使用水洗系统执行频繁清洗以维持足够的性能，这最终可增加燃气涡轮发动机系统的总操作成本。

技术实现思路

[0006]下文提到的所有方面、示例和特征能够以任何技术上可能的方式组合。
[0007]本公开的一个方面提供了一种系统，该系统包括燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器、燃气涡轮，该燃烧器包括向该燃烧器的内部供应第二燃料的多个延迟贫燃料喷射器；以及清洗系统，该清洗系统被构造成附接到该燃烧器的该多个延迟贫燃料喷射器并且与该燃烧器的该多个延迟贫燃料喷射器流体连通。该清洗系统包括：水源，该水源供应水；第一流体源，该第一流体源供应第一流体；混合室，该混合室与该水源和该第一流体源连通；水泵，该水泵被构造成将该水泵送到该混合室；第一流体泵，该第一流体泵被构造成将该第一流体泵送到该混合室；流体管线，该流体管线被构造成与该混合室和该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器流体连通，使得来自该混合室的包括该水、该第一流体或该水与该第一流体的混合物的流体在该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器处被喷射到该燃烧器中。该清洗系统与处于离线模式的该燃气涡轮发动机一起操作。
[0008]本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源包括洗涤剂源，并且其中该第一流体包括洗涤剂。
[0009]本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源包括抗静电溶液源，并且其中该第一流体包括抗静电溶液。
[0010]本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源包括脱矿质/去离子水与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂中的至少一者的混合物。
[0011]本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中脱矿质/去离子水与镁(Mg)Mg)、钇(Y)或洗涤剂的混合物将钒从该燃气涡轮发动机的内部部件去除。
[0012]本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该脱矿质/去离子水与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂的混合物作为溶液或作为泡沫提供。
[0013]本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该混合室在其中包括一个或多个成角度的逆流喷嘴，该一个或多个成角度的逆流喷嘴相对于该混合室的中心轴线以一定角度延伸到该混合室中并且被构造成在与该水在该混合室中的流动相反的方向上以该角度喷射该第一流体。
[0014]本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该水源经由水源管线和水泵与该混合室连通。
[0015]本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源经由第一流体源管线和第一流体泵与该混合室连通。
[0016]本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且还包括：控制器，该控制器与该水泵和该第一流体泵操作地通信，其中该控制器被配置为调节该水和该第一流体通过该流体管线到达多个延迟贫燃料喷射器的流动。
[0017]本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该控制器还包括定位在流体管线中的至少一个流量控制阀，该至少一个流量控制阀与该控制器通信以用于实现该
至少一个流量控制阀在至少打开位置和关闭位置之间的致动，该致动由该控制器引起。
[0018]本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该控制器还包括定位在流体管线中的至少一个流量传感器，该至少一个流量传感器与该控制器通信以用于感测该流体管线中的流量。
[0019]本公开的一个方面提供了一种清洗离线燃气涡轮发动机的方法，该燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器、燃气涡轮，该燃烧器包括向该燃烧器的内部供应第二燃料的多个延迟贫燃料喷射器。该方法包括将水从水源供应到清洗系统的混合室；将第一流体从第一流体源供应到该清洗系统的该混合室；将该水和第一流体供应到该混合室包括：从该水源泵送水并且从该第一流体源泵送第一流体；以及将流体从该混合室喷射到该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气涡轮发动机系统(10)，所述燃气涡轮发动机系统包括：燃气涡轮(40)发动机，所述燃气涡轮(40)发动机包括压缩机(15)、燃烧器(25)和燃气涡轮(40)，所述燃烧器(25)包括向所述燃烧器(25)的内部供应第二燃料(30)的多个延迟贫燃料喷射器(60)；和清洗系统(100)，所述清洗系统被构造成附接到所述燃烧器(25)的所述多个延迟贫燃料喷射器(60)并且与所述燃烧器的所述多个延迟贫燃料喷射器流体连通，所述清洗系统(100)包括：水源(110)，所述水源供应水(120)；第一流体源(150)，所述第一流体源供应第一流体；混合室(170)，所述混合室与所述水源(110)和所述第一流体源(150)连通；水泵(220)，所述水泵被构造成将所述水(120)泵送到所述混合室(170)；第一流体泵，所述第一流体泵被构造成将所述第一流体泵送到所述混合室(170)；流体管线(190)，所述流体管线被构造成与所述混合室(170)和所述多个延迟贫燃料喷射器(60)中的至少一个延迟贫燃料喷射器流体连通，使得来自所述混合室(170)的包括所述水(120)、所述第一流体或所述水和所述第一流体的混合物的流体在所述多个延迟贫燃料喷射器(60)中的至少一个延迟贫燃料喷射器处被喷射到所述燃烧器(25)中，其中所述清洗系统(100)与处于离线模式的所述燃气涡轮(40)发动机一起操作。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述第一流体源(150)包括洗涤剂源(130)，并且其中所述第一流体包括洗涤剂(140)。3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述第一流体源(150)包括抗静电溶液(160)源，并且其中所述第一流体包括抗静电溶液(160)。4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述第一流体源(150)供应脱矿质/去离子水(120)与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂(140)中的至少一者的混合物。5.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述脱矿质/去离子水(120)与镁(Mg)Mg)、钇(Y)或洗涤剂(140)的混合物将钒从所述燃气涡轮(40)发动机的内部部件去除。6.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述脱矿质/去离子水(120)与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂(140)的混合物作为溶液或作为泡沫提供。7.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述混合室(170)在其中包括一个或多个成角度的逆流喷嘴(180)，所述一个或多个成角度的逆流喷嘴(180)相对于所述混合室(170)的中心轴线以一定角度延伸到所述混合室(170)中并且被构造成在与所述水(120)在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥尔斯顿，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：