用在燃氣渦輪發(fā)動機的壓縮機的喇叭口周圍的壓縮機清洗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用在燃氣渦輪發(fā)動機的壓縮機的喇叭口周圍的壓縮機清洗系統(tǒng)。所述壓縮機清洗系統(tǒng)可包括：喇叭口形清洗噴嘴，所述喇叭口形清洗噴嘴圍繞所述壓縮機的所述喇叭口定位；以及清洗門組件，所述清洗門組件圍繞所述喇叭口的下半部分定位，以使所述清洗門組件可在所述喇叭口形清洗噴嘴激活時關閉。
【專利說明】用在燃氣渦輪發(fā)動機的壓縮機的喇叭口周圍的壓縮機清洗系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型大體涉及燃氣渦輪發(fā)動機，并且更具體地涉及使用帶有可樞轉清洗門的喇叭口的離線壓縮機清洗系統(tǒng)，從而使壓縮機清洗和涂布得到改進。
【背景技術】
[0002]在燃氣渦輪發(fā)動機運行時，空氣中的污染物可能涂布在壓縮機的葉片和輪葉以及其他部件上。隨著時間推移，顆粒堆積可能約束通過壓縮機的氣流，并且可能會對總體燃氣渦輪發(fā)動機性能和效率造成不利影響。為了減少這種堆積，可以使用水洗系統(tǒng)將所堆積的顆粒物質(zhì)從壓縮機葉片和輪葉移除。
[0003]盡管此類水洗系統(tǒng)在清潔前部壓縮機級過程中是有效的，但是中部以及后部壓縮機級通常清潔程度較低，或者相對來說完全沒有進行清潔。確切地說，清潔溶液一般圍繞壓縮機的前端的喇叭口進行注射。清潔溶液可以在到達后部的級時降解或者蒸發(fā)。另外，清潔溶液所用噴嘴可能堵塞，從而進一步地減少清潔效力，同時使得噴涂模型產(chǎn)生不需要的變化。用于清潔壓縮機的其他已知方法包括增加清洗持續(xù)時間和/或頻率、增加清潔溶液對水比率、改變清潔溶液類型、使用基于泡沫的清潔劑和/或執(zhí)行周期性的人工清潔。
[0004]因此，需要經(jīng)改進的離線壓縮機清洗系統(tǒng)和方法。優(yōu)選地是，此類經(jīng)改進的系統(tǒng)和方法可充分清洗所有壓縮機級、尤其后部壓縮機級，以使性能和效率得到改進。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型因此提供一種用于相關燃氣渦輪發(fā)動機的壓縮機的喇叭口的壓縮機清洗系統(tǒng)。所述壓縮機清洗系統(tǒng)可以包括:喇叭口形清洗噴嘴，其圍繞所述壓縮機的所述喇叭口定位；以及清洗門組件，其圍繞所述喇叭口的下半部分定位，這樣所述清洗門組件就可以在所述喇叭口形清洗噴嘴激活時關閉。
[0006]本實用新型還提供一種清洗壓縮機的方法。所述方法可以包括以下步驟:通過喇叭口形清洗噴嘴注射清潔溶液；關閉圍繞所述壓縮機的喇叭口定位的清洗門；以及以預定速度轉動其中帶有所述清潔溶液的所述壓縮機。
[0007]本實用新型進一步地提供一種與燃氣渦輪發(fā)動機一起使用的壓縮機。所述壓縮機可以包括喇叭口、位于所述喇叭口下游的多個級以及壓縮機清洗系統(tǒng)。所述壓縮機清洗系統(tǒng)可以包括清洗噴嘴以及圍繞所述喇叭口定位的清洗門組件。
[0008]當結合若干附圖以及所附權利要求書來閱讀以下詳細描述時，本領域的技術人員可以清楚了解本實用新型的這些和其他特征以及改進。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是示出壓縮機、燃燒器、渦輪機以及負載的燃氣渦輪發(fā)動機的示意圖。
[0010]圖2是帶有壓縮機抽取管道的壓縮機的局部截面圖。[0011]圖3是帶有可如本實用新型所述喇叭口的壓縮機清洗系統(tǒng)的局部截面圖。
[0012]圖4是圖3所示壓縮機清洗系統(tǒng)的喇叭口門的前視圖。
[0013]圖5是帶有圖3所示喇叭口門的壓縮機清洗系統(tǒng)的局部側視圖。
【具體實施方式】
[0014]現(xiàn)在參閱附圖，其中相似數(shù)字指代多多幅附圖中的相似元件，圖1示出可如本說明書中所描述的燃氣渦輪發(fā)動機10的示意圖。燃氣渦輪發(fā)動機10可以包括壓縮機15。壓縮機15壓縮進入氣流20。壓縮機15將壓縮氣流20遞送到燃燒器25上。燃燒器25將壓縮氣流20與加壓的燃料流30混合，并且使混合物點燃以便生成燃燒氣流35。盡管示出僅單個燃燒器25，但燃氣渦輪發(fā)動機10可以包括任意數(shù)量的燃燒器25。然后，將燃燒氣流35遞送到渦輪機40上。燃燒氣流35驅動渦輪機40以產(chǎn)生機械功。渦輪機40中所產(chǎn)生的機械功是經(jīng)由軸45來驅動壓縮機15和諸如發(fā)電機以及相似負載的外部負載50。
[0015]燃氣渦輪發(fā)動機10可以使用天然氣、各種類型的合成氣和/或其他類型燃料。燃氣潤輪發(fā)動機10可以是位于美國紐約斯卡奈塔第市(Schenectady, New York)的通用電氣公司(General Electric Company)提供的多種不同燃氣潤輪發(fā)動機中的任何一種,包括(但不限于)7或9系列重型燃氣渦輪發(fā)動機以及相似燃氣渦輪發(fā)動機。該燃氣渦輪發(fā)動機10可以具有不同配置并可以使用其他類型部件。本實用新型也可以使用其他類型燃氣渦輪發(fā)動機。本實用新型還可同時使用多個燃氣渦輪發(fā)動機、其他類型渦輪機以及其他類型發(fā)電設備。
[0016]圖2是可與燃氣潤輪發(fā)動機10和相似裝置一起使用的壓縮機15的實例。壓縮機15可以包括多個級55。盡管示出十八個級55，但也可以使用任何數(shù)量的級55。每一個級55包括多個呈周向布置的轉動葉片60。任何數(shù)量的葉片60均可以使用。葉片60可以安裝到轉子葉輪65上。轉子葉輪65可以附接到軸45上，以便與其一起轉動。每一個級55還會包括多個呈周向布置的固定輪葉67。任何數(shù)量的輪葉67均可以使用。輪葉67可以安裝在外殼70內(nèi)。殼體70可以從喇叭口 75朝渦輪機40延伸。氣流20因此圍繞喇叭口 75來進入壓縮機15中，并且在流到燃燒器25之前通過級55的葉片60和輪葉67來壓縮。
[0017]燃氣渦輪發(fā)動機10還可以包括抽氣系統(tǒng)80。抽氣系統(tǒng)80可以抽取壓縮機15中的氣流20的一部分，以供用于冷卻渦輪機40和其他目的。抽氣系統(tǒng)80可以包括多個抽氣管道85。每個抽氣管道85可以從圍繞壓縮機級55中的一個級的抽取端口 90朝渦輪機40的級中的一個級延伸。在這個實例中，第九級抽取管道92和第十三級抽取管道94可以示出。也可以是從壓縮機15的其他級55上進行抽取。第九級抽取管道92可與渦輪機40的第三級96連通，同時第十三級抽取管道94可與渦輪機的第二級98連通。其他渦輪機級和其他抽取類型均可以使用。
[0018]圖3至5示出可如本實用新型所述壓縮機清洗系統(tǒng)100的實例。壓縮機清洗系統(tǒng)100可以包括一個或多個喇叭口形清洗噴嘴110。喇叭口形清洗噴嘴110可以具有合適大小、形狀或配置。喇叭口形清洗噴嘴110可與其中帶有一定體積的水130的水源120連通，并且與其中帶有一定體積的洗滌劑150的洗滌劑源140連通。水130和洗滌劑150能夠以預定比率組合，從而提供清潔溶液155。本實用新型可以使用其他類型的流體和其他類型的流體來源。喇叭口形清洗噴嘴110中的一個或多個喇叭口形清洗噴嘴可以圍繞喇叭口 75的內(nèi)殼160定位，以使清潔溶液155的流沿著大體軸向路徑通過壓縮機15的級55。本實用新型也可使用其他部件以及其他配置。
[0019]壓縮機清洗系統(tǒng)100還可以包括多個下游清洗噴嘴170。下游清洗噴嘴170可以具有合適大小、形狀或配置。下游清洗噴嘴170中的一個或多個下游清洗噴嘴可以圍繞壓縮機15的后部級55定位。確切地說，下游清洗噴嘴170中的一個或多個下游清洗噴嘴可與第九級抽取管道92連通，并且下游清洗噴嘴170中的一個或多個下游清洗噴嘴可與第十三級抽取管道94連通。本實用新型可以使用其他的級。第九級抽取管道92和第十三級抽取管道94可與水源120和洗滌劑源140連通，以供清洗溶液155流動。本實用新型也可使用其他部件以及其他配置。
[0020]壓縮機清洗系統(tǒng)100還可以具有可如本實用新型所述的清洗門組件180，其繞喇叭口 75定位。清洗門組件180可以包括清洗門190。例如，如圖4所示，清洗門190可以具有實質(zhì)半圓形的形狀或實質(zhì)U形形狀200。清洗門190的形狀在很大程度上符合喇叭口的形狀。清洗門組件180可以包括鉸鏈210。鉸鏈210可以在清洗門190與致動裝置220之間延伸。本實用新型可以使用其他類型樞轉裝置。致動裝置220可以包括電機、氣動裝置以及相似裝置，從而使清洗門190在圖3所示關閉位置230與圖5所示打開位置240之間樞轉。清洗門組件180還可以包括彈簧250。彈簧250可以將清洗門190偏置在打開位置240中。本實用新型可以使用其他部件以及其他配置。
[0021]清洗門190可以圍繞喇叭口 75的下半部分260定位。清洗門190可圍繞壓縮機15的前部外殼270定位，以在關閉時阻擋從中穿過的流路。清洗門190可在喇叭口的內(nèi)殼160與外殼280之間延伸。門190可以具有經(jīng)橡膠處理的接觸密封表面285以與前部外殼270良好接合?？梢允褂枚鄠€限位開關以及其他類型的傳感器而來確保良好接合。本實用新型可以使用其他部件以及其他配置。
[0022]可以由清洗控制器290來運行壓縮機清洗系統(tǒng)100。清洗控制器290可以將水130和洗滌劑150以其形成清洗溶液155的合適比率提供給喇叭口形清洗噴嘴110以及下游清洗噴嘴170。清洗控制器290可以是任何類型的可編程邏輯控制器，并且可與燃氣渦輪發(fā)動機10的總體控制系統(tǒng)通信。清洗控制器290還可以控制清洗門組件180以通過致動裝置220使清洗門190在關閉位置230與打開位置240之間樞轉。本實用新型可以使用各種類型的傳感器向清洗控制器290提供反饋。對清洗控制器290和運行參數(shù)的訪問在本實用新型中可能受到約束，以便確保充分清洗以及涂覆。
[0023]清洗控制器290還可以確定適于使用壓縮機清洗系統(tǒng)100的總體運行參數(shù)。確切地說，該清洗控制器290可以確定渦輪機40是以“回轉齒輪”速度運行而來促進清潔溶液155進行清潔行為。另外，該清洗控制器290可以確定葉輪空間溫度處于合適水平，以使清潔溶液155的注射將不對內(nèi)部金屬造成熱沖擊而在材料中誘發(fā)蠕變或誘發(fā)任何機械或結構形變。另外，如果軸速超過預定RPM限制以及相似限制，那么該清洗控制器290還可以自動打開清洗門190。本實用新型可以考慮其他類型運行參數(shù)。
[0024]一旦滿足運行必要條件，清洗控制器290就可以接合壓縮機清洗系統(tǒng)100。清洗控制器290因此可以經(jīng)由致動裝置220將清洗門190移動到關閉位置230中。清潔溶液155隨后可以經(jīng)由喇叭口形清洗噴嘴110、和/或下游清洗噴嘴170注射到壓縮機15中。清潔溶液155可以填充壓縮機15的殼體70達到預定水平、和/或體積，以使壓縮機部件與清潔溶液155之間實現(xiàn)預定接觸時間。因此，壓縮機清洗系統(tǒng)100允許預先清洗浸泡其中部件，以便將沉積物從壓縮機葉片和輪葉上移除，同時對其金屬表面進行處理。例如，本實用新型可以使用抗靜電的溶液以及相似溶液。清洗控制器290可以關閉喇叭口形清洗噴嘴110和/或下游清洗噴嘴170，并且在達到預定體積、預定時間或其他參數(shù)之后打開清洗門190。本實用新型可以使用其他部件以及其他配置。
[0025]因此，壓縮機清洗系統(tǒng)100對壓縮機15、尤其是其后部級55提供充分和徹底的清洗。另外，壓縮機清洗系統(tǒng)100可能消除或減少與噴嘴堵塞和對噴涂模型造成的影響有關的問題。壓縮機清洗系統(tǒng)100可通過允許加入各種溶劑而不使用傳統(tǒng)噴嘴來實質(zhì)減少輸出、加熱速率降解速率(degradation rates)。壓縮機清洗系統(tǒng)100可以在不要求新的殼體穿透件的情況下易于安裝，并且易于集成到現(xiàn)有控制系統(tǒng)中。壓縮機清洗系統(tǒng)100可以減少壓縮機葉片因多次水洗而造成的侵蝕。確切地說，壓縮機清洗系統(tǒng)100可以在更少時間中提供更高質(zhì)量的清洗，同時增加總體合格清洗的百分比。本實用新型可以使用不同類型清潔溶液。另外，類似或不同清潔溶液均可以用于壓縮機15和渦輪機40。
[0026]應當清楚，前述內(nèi)容僅僅涉及本實用新型中的某些實施方案。本領域的技術人員可以在不背離本發(fā)明的總體精神和范圍情況下對本實用新型做出多種變化以及修改，其中本實用新型的總體精神和范圍由所附權利要求書及其等效物定義。
【權利要求】
1.一種用在燃氣渦輪發(fā)動機的壓縮機的喇叭口周圍的壓縮機清洗系統(tǒng)，其包括: 喇叭口形清洗噴嘴，其圍繞所述壓縮機的所述喇叭口定位；以及 清洗門組件，其圍繞所述喇叭口的下半部分定位以使所述清洗門組件可在所述喇叭口形清洗噴嘴激活時關閉。
2.如權利要求1所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其中所述喇叭口形清洗噴嘴與水源和洗滌劑源連通。
3.如權利要求1所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其中所述喇叭口形清洗噴嘴圍繞所述喇叭口的內(nèi)殼定位。
4.如權利要求1所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其進一步包括多個喇叭口形清洗噴嘴。
5.如權利要求1所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其進一步包括圍繞所述壓縮機的一個或多個級定位的一個或多個下游清洗噴嘴。
6.如權利要求5所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其中所述一個或多個下游清洗噴嘴與一個或多個抽氣管道連通。
7.如權利要求1所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其中所述清洗門組件包括呈U形形狀的清洗門。
8.如權利要求7所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其中所述清洗門圍繞所述壓縮機的前部殼體定位。
9.如權利要求7所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其中所述清洗門在所述喇叭口的內(nèi)殼與外殼之間延伸。
10.如權利要求7所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其中所述清洗門包括位于所述清洗門上經(jīng)橡膠處理的接觸表面。
11.如權利要求1所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其中所述清洗門組件包括用于樞轉清洗門的鉸鏈。
12.如權利要求1所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其中所述清洗門組件包括用于樞轉清洗門的致動裝置。
13.如權利要求1所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其中所述清洗門組件包括用于將清洗門偏置到打開位置中的彈簧。
14.如權利要求1所述的壓縮機清洗系統(tǒng)，其進一步包括與所述喇叭口形清洗噴嘴和所述清洗門組件連通的清洗控制器。
15.一種與燃氣渦輪發(fā)動機一起使用的壓縮機，其包括: 喇叭口 ； 位于所述喇叭口下游的多個級；以及 壓縮機清洗系統(tǒng)； 所述壓縮機清洗系統(tǒng)包括清洗噴嘴以及圍繞所述喇叭口定位的清洗門組件。
【文檔編號】B08B3/04GK203664278SQ201320701447
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年11月7日 優(yōu)先權日:2012年11月7日
【發(fā)明者】A.I.西皮奧, S.?？{亞克 申請人:通用電氣公司