本发明专利技术提供一种用于易受入口空气过滤器外壳部件和压缩机结冰影响的燃气涡轮机的电阻式加热系统，所述系统包括以大致平面阵列布置的多个加热面板(束)，适合于定位在所述涡轮机的入口空气过滤器外壳上或附近。每个加热面板具有一个或多个电阻式加热元件；以及控制器，其用于选择性地启动所述多个加热面板的每一个上的所述电阻式加热元件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及燃气涡轮机装置，并且更具体地，涉及用于燃气涡轮机入口过滤器外壳的防结冰加热系统布置。
技术介绍
燃气涡轮发动机典型地包括用于压缩进入空气的压缩机、用于混合燃料和压缩空气并且点燃燃料/空气混合物以形成高温气流的燃烧器以及由高温气流驱动的涡轮部段。燃气涡轮机是在全球且在各种气候条件下被用于发电或是被用作操作泵和压缩机的机械驱动装置。在冷环境温度和高湿度条件期间的操作常常导致冰积累在涡轮机入口过滤器外壳部件上。在空气过滤元件(如，防飞禽保护网、水气分离器、聚结器过滤器和过滤模块)上的这种冰积累经常严重到足以限制空气流动并且增加过滤器外壳上的入口空气压降，因此导致燃气涡轮机性能损失乃至停机。当在接近或低于冰冻的温度下作为液体或固体摄入的水(湿雪、冻雨等)附着到大部分暴露表面时沉淀结冰形成，导致冰积累。而且，当饱和冷空气与更冷的过滤器外壳表面接触时发生冰的形成。管理入口冰积累的常见方法是去除安装在天气保护罩中的水气分离器和聚结器并且使用热空气或供应有蒸汽或热水/乙二醇混合物的加热盘管(coil)加热空气过滤器模块的上游的环境空气。一些可用方法使用现有的涡轮机入口泄热(Inlet Bleed Heat, IBH)系统为防结冰提供热。基于环境条件和过滤器外壳设计参数，这常常是不够的。在这样的情况下，独立防结冰系统有时被改装为过滤器外壳。使用基于盘管的系统，加热盘管被设计并且放置在入口过滤器的前面以在促进冰形成于空气过滤器上、过滤器外壳内壁上以及下游燃气涡轮机部件(例如，入口导向叶片和压缩机第一级叶片)上的环境条件期间提供加热。对于基于盘管的系统，将呈热水/乙二醇混合 物或低压(LP)蒸汽的形式的加热提供给盘管。这些常用的解决方案是资金成本密集的并且由于例如由加热盘管施加的附加空气流动限制(压降)而不利地影响整个运营年的生产效率。因此，仍然需要一种用于特别当在冷、湿环境中操作时防止燃气涡轮机装置的过滤器外壳中的防飞禽保护网和/或水气分离器和空气过滤器上的冰积累的相对简单、但是有效、成本低的系统。
技术实现思路
在一个示例性、但非限定性实施例中，本专利技术涉及一种用于易受入口空气过滤器外壳部件和压缩机结冰影响的燃气涡轮机的电阻式加热系统，所述系统包括多个加热器束(bundle)，所述多个加热器束以大致平面阵列方式布置，适合于定位在所述涡轮机入口空气过滤器外壳上或其附近；每个加热器束具有一个或多个电阻式加热元件；以及控制器，用于选择性地启动所述多个加热器束的每一个加热器束上的所述电阻式加热元件。在另一个示例性、但非限定性方面中，本专利技术涉及一种包含防结冰加热系统的涡轮机入口过滤器外壳，其包括具有空气入口和空气出口的入口过滤器外壳，防飞禽保护网和/或水气分离器和在所述防飞禽保护网和/或水气分离器的下游的空气过滤器；所述防飞禽保护网和/或水气分离器和所述空气过滤器中的一个在其表面上具有至少一个电阻式加热元件，所述至少一个电阻式加热元件被成形和布置成升高所述防飞禽保护网和/或水气分离器和所述空气过滤器的表面温度。在又一个示例性、但非限定性方面中，本专利技术提供一种包含防结冰系统的涡轮机入口过滤器外壳，其包括入口过滤器外壳，所述入口过滤器外壳具有入口和出口并且支撑所述入口处或所述入口附近的至少一个过滤器；长形电阻式加热元件，所述长形电阻式加热元件被支撑在位于所述入口过滤器外壳的上游的加热器束上；被支撑在所述加热器束上的至少一个温度传感器；以及控制系统，所述控制系统用于根据由所述至少一个温度传感器确定的所述加热器束的表面温度而启动所述电阻式加热元件。现在将结合下面的附图更详细地描述本专利技术。附图说明图1是燃气涡轮机入口过滤器外壳的部分示意图；图2是根据本专利技术的应用于入口过滤器或防飞禽保护网和/或水气分离器的示例性、但非限定性防结冰电阻式加热系统的示意图；图3是根据第二示例性、但非限定性实施例的包含防结冰电阻式加热系统的燃气涡轮机入口过滤器外壳的部分示意图；以及图4是简化示意图，其示出了根据示例性、但非限定性实施例的电阻式加热系统与常规入口泄热(IBH)系统的组合。具体实施例方式图1以简化示意形式示出了典型的架高的燃气涡轮机过滤器外壳10，所述过滤器外壳包括空气入口 12、过滤器部段14和通向压缩机(未显示)的出口管道部段16。过滤器部段可以包括下面将进一步所述的堆叠、竖直定向空气过滤器的一个或多个阵列(模块)18、20。入口部段12可以包括竖直布置的天气保护罩22，每个天气保护罩装配有也在下面进一步所述的多个水平定向的防飞禽保护网和/或水气分离器24(有时在本说明书中被简称为“保护网”)。防飞禽保护网和/或水气分离器24和空气过滤器18、20确保只有经过滤的空气到达涡轮机的内部部件。防飞禽保护网和/或水气分离器24暴露于大气，并且当涡轮机在冷且湿的环境条件下操作时，防飞禽保护网和/或水气分离器24特别易受冰积累。图2示出了与图1中所示的过滤器外壳一起使用的电阻式加热系统的一个示例性、但非限定性实施例。更具体地，并且参考单个、常规的防飞禽保护网和/或水气分离器24，电阻式加热系统被布置成包括由子部段或区域26、28例示的多个、独立加热子部段或区域，应当认识到对于每个防飞禽保护网和/或水气分离器或空气过滤器可以有例如七个或更多个子部段或加热区域的两个竖直对准排。其它配置在本专利技术的范围内，应当理解不同的入口外壳配置、尺寸等将需要保护网和/或过滤器布局的变化。每个子部段或区域可以包括一个或多个电阻元件，例如以预定图案布置在保护网24上以确保相应区域加热到足以大致消除或防止保护网上的冰的积累的相应伴热(heat-tracing)电缆30、32。将领会类似的电阻式加热元件可以设在过滤器外壳的入口处的防飞禽保护网和/或水气分离器24的每一个上的指定加热区域中。也将理解电缆直接应用于保护网过滤介质，例如线材或丝网等。每个加热区域内的电阻伴热电缆30、32(或其它合适的电阻式加热元件)可以由冗余电源34供电并且由表面温度恒温系统自动控制。在示例性、但非限定性例子中，热电偶35可以用于监测指定保护网部段或区域26、28内的表面温度传感器(或其它电阻式热装置(RTDs))。恒温控制系统36将连续地监测多个位置处(即，各加热区域26、28等内)的入口空气保护网表面温度并且将根据需要为指定区域中的电阻伴热电缆30、32提供能量。控制系统36将与动力装置控制系统(未显示)接口，从而提供来自装置控制中心的控制能力。备选地，独立控制伴热电缆装置可以安装在单独的区域内。因此，电阻式加热系统被恒温控制，能够自动或手动升高或降低表面温度以补偿各指定区域中或那些区域的细分区域中的环境偏移。将领会可以相对于入口空气过滤器18和/或20使用类似的电阻式加热装置，从而为了容易理解，为了理解本专利技术，图2中的防飞禽保护网和/或水气分离器24也可以被视为入口过滤器18或20。另外，就防飞禽保护网和/或水气分离器实际上是粗过滤器(coarse filter)而言，当在本说明书中使用时术语“过滤器”广义上包含在涡轮机入口过滤器外壳中使用的空气过滤器和防飞禽保护网和/或水气分离器24，电阻式加热元件应用于过滤器介质。在示例性实施例中，电阻式加热系统可以将入口外壳处的环境空本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于易受入口空气过滤器外壳部件和压缩机结冰影响的燃气涡轮机的电阻式加热系统，所述系统包括：多个加热器束，所述多个加热器束以大致平面阵列布置，且适合于定位在所述涡轮机入口空气过滤器外壳上或附近；每个加热器束具有一个或多个电阻式加热元件；以及控制器，所述控制器用于选择性地启动所述多个加热器束的每一个上的所述电阻式加热元件。
【技术特征摘要】
2012.01.26 US 13/359,1061.一种用于易受入口空气过滤器外壳部件和压缩机结冰影响的燃气涡轮机的电阻式加热系统，所述系统包括: 多个加热器束，所述多个加热器束以大致平面阵列布置，且适合于定位在所述涡轮机入口空气过滤器外壳上或附近；每个加热器束具有一个或多个电阻式加热元件；以及控制器，所述控制器用于选择性地启动所述多个加热器束的每一个上的所述电阻式加热元件。2.根据权利要求1所述的电阻式加热系统，其特征在于，所述电阻式加热元件包括伴热电缆。3.根据权利要求1所述的电阻式加热系统，其特征在于，所述涡轮机入口过滤器外壳部件包括防飞禽保护 网、水气分离器、聚结器过滤器和空气过滤模块，并且其中所述多个加热器束位于所述涡轮机的入口空气过滤器外壳的上游。4.根据权利要求1所述的电阻式加热系统，其特征在于，所述加热器束被细分成多个部段，每个部段具有支撑在其上的至少一个电阻式加热元件，所述控制系统被配置成选择性地启动所述电阻式加热元件中的任何一个或全部。5.根据权利要求4所述的电阻式加热系统，其特征在于，所述电阻式加热系统包括位于所述多个部段的每一个中的温度传感器。6.根据权利要求1所述的电阻式加热系统，其特征在于，所述电阻式加热系统与邻近所述入口定位的IBH系统组合。7.一种包含防结冰加热系统的润轮机入口过滤器外壳，包括: 具有空气入口和空气出口的入口过滤器外壳，防飞禽保护网和/或水气分离器和在所述防飞禽保护网和/或水气分离器的下游的空气过滤器；所述防飞禽保护网和/或水气分离器和所述空气过滤器中的一个在其表面上具有至少一个电阻式加热元件，所述至少一个电阻式加热元件被成形和布置成升高所述防飞禽保护网和/或水气分离器和所述空气过滤器中的所述一个的表面温度。8.根据权利要求7所述的涡轮机入口过滤器外壳，其特征在于，所述至少一个电阻式加热元件包括电阻伴热电缆。9.根据权利要求7所述的涡轮机入口过滤器外壳，其特征在于，所述防飞禽保护网和/或水气分离器和所述空气过滤器中的所述一个被分成至少两个区域，每个区域具有所述电阻式加热元件中的一个或多...
【专利技术属性】
技术研发人员：AI西皮奥，S埃卡纳亚克，HV邬，A莫塔克夫，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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