[发明专利]用于过滤燃气涡轮进气的装置

说明书

技术领域

本发明的领域大致涉及一种用于从燃气涡轮进气中除去颗粒物质的过滤方法和系统，并且更具体地说，涉及一种过滤方法和系统，其包括过滤元件和用于从燃气涡轮进气中除去颗粒物质的非放电静电电极。

背景技术

织物过滤是一种用于分离出空气流中的颗粒物质的普通技术。织物过滤通常在一种被称为袋滤室的器件中完成。已知的袋滤室包括外壳，其具有入口和出口，入口用于接收脏的含颗粒的空气，新鲜空气通过出口而离开袋滤室。外壳的内部被管板分隔成脏空气室或上游气室和干净空气室或下游气室，其中脏空气室与入口保持流体连通，并且干净空气室与出口保持流体连通。管板通常包括许多孔，并支撑许多过滤元件，其中各个过滤元件覆盖了其中一个孔。

已知的过滤元件可包括支撑结构和织物过滤介质。支撑结构也被称为滤芯，其通常具有圆柱形的形状，并且是空心的。支撑结构的壁可以类似于滤网或滤罩，或者可简单地包括许多孔眼，从而流体可穿过支撑结构。支撑结构具有至少一个末端，其是敞开的，并且能够联接到管板上的孔上。支撑结构从管板延伸到脏空气室中。目前有几种类型的织物过滤介质。“袋式”过滤介质是柔韧的和/或柔顺的，并且形状类似于袋子。筒式过滤介质是相对刚性的并且是折叠的。过滤介质安装在支撑结构的外表部分或外面部分周围。

在使用期间，颗粒物质在过滤器上累积或结块，减少了空气的流速，并且增加了跨越过滤器的压力降。为了恢复所需的流速，可对过滤器应用反向压力脉冲。反向压力脉冲将颗粒物质与过滤介质分开，颗粒物质然后落在脏空气室的下面部分中。

还可使用静电器件，例如静电滤尘器将颗粒物质与空气流分开。在静电滤尘器中，颗粒物质带有电子电荷，并通过电场作用而收集起来。静电滤尘器包括保持在高电压下的放电电极以及保持在相对较低电压或接地的非放电电极。当包含颗粒的空气流流过电极时，存在于电极之间的电场起作用，以使一定百分比的经过粒子带上电荷，并造成其汇集在非放电电极上。

发明内容

一方面，本发明提供了一种用于燃气涡轮的进气过滤系统。这种进气过滤系统包括空气室和多个安装在空气室内部的过滤元件，其中各个过滤元件包括支撑结构。进气过滤系统还包括多个电极，其定位在多个过滤元件的附近，其中电极耦合在电源上，电源为电极提供电压。电压足以在电极和过滤元件之间建立静电场，并且同时，电压足以从电极产生电晕放电。

在另一实施例中，提供了一种燃气涡轮装置，其包括压缩机、联接在压缩机上的进气口、联接在压缩机上的燃烧室、联接在燃烧室上的涡轮、联接在涡轮上的排气管道、联接在进气口上的空气室、以及定位在所述空气室中的空气过滤系统，空气过滤系统包括多个安装在空气室内部的过滤元件，其中各个过滤元件包括支撑结构。进气过滤系统还包括多个电极，其定位在多个过滤元件的附近，其中电极耦合在电源上，电源为电极提供电压。电压足以在电极和过滤元件之间建立静电场，并且同时，电压足以从电极产生电晕放电。

附图说明

图1是一种示例性的燃气涡轮发动机组件的示意图。

图2是根据本发明一个实施例的图1中所示的气室的示意图。

图3是根据本发明另一实施例的图1中所示的气室的示意图。

图4显示了在有和没有应用电场的情况下测量的粒子除去效率的曲线图。

图5是压力降对所应用的电场的电流密度的曲线图。

附图标记列表：

10发动机；12涡轮发动机；14外壳；16入口部分；18发动机部分；20排气部分；22压缩机；24燃烧室；26高压涡轮；28低压涡轮；30进气口；32排气喷嘴；34第一轴；36受驱负荷；38第二轴；40空气室；41进气过滤系统；42过滤元件；44管板；46脏空气侧；47干净空气侧；48支撑元件；50电极；52电源；

具体实施方式

图1是一种示例性的燃气涡轮发动机组件10的示意图，其包括安装在外壳14中的涡轮发动机12。涡轮发动机12包括入口部分16、发动机部分18和排气部分20。发动机部分18包括串联在一起的至少一个压缩机22、燃烧室24、高压涡轮26和低压涡轮28。入口部分16包括入口30，并且排气部分20包括排气喷嘴32。燃气涡轮发动机12可以是任何已知的涡轮发动机，例如，在一个实施例中，发动机10是商业上可从俄亥俄州辛辛纳提市通用电器公司获得的LM2500发动机。当然，发动机10可以是任何合适的涡轮发动机。压缩机22和高压涡轮26通过第一轴34进行联接，并且低压涡轮28和被驱动的负载36，例如发电机通过第二轴38进行联接。