[发明专利]配置成焚烧带灰燃油的涡轮机及其方法

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及涡轮机的领域，且更特定而言，涉及配置成焚烧带灰燃油的涡轮机。

背景技术

一般而言，涡轮机燃烧清洁的燃油来驱动涡轮，涡轮例如向发电机、泵等提供功率。诸如天然气、精炼油、合成气等的清洁燃油传递到燃烧器且与空气和/或其它稀释剂混合以形成可燃混合物。燃烧该混合物以形成传递到涡轮部的热气体。在涡轮部中，热气体通过一系列定子和转子而膨胀。转子将来自热气体的热能转变为机械旋转能。使用清洁燃油导致基本上无灰的热气体形成。清洁燃油也导致来自涡轮机的较低总排放。目前，期望燃烧较重燃油。较重燃油或在精炼后剩下的燃油为当前清洁燃油的较低成本的替代物。较重燃油造成灰，灰随着热气体通过涡轮部带走且沉积到内部构件上。

发明内容

根据示例性实施例的一方面，涡轮机包括：压缩器部；燃烧器部，其流体地连接到压缩器部；以及涡轮部，其流体地连接到燃烧器部且机械地联接到压缩器部。燃烧器部配置且安置成焚烧带灰燃油。涡轮部包括具有第一组多个翼型构件的第一级和具有第二组多个翼型构件的第二级。第一组多个翼型构件具有流体地连接到压缩器的尾缘排放构件。第二组多个翼型构件相对于第一组多个翼型构件在周向呈时序布置(clocked)。第一组多个翼型构件配置且安置成将少灰气流导向至第二组多个翼型构件中对应相邻的翼型构件。

根据示例性实施例的另一方面，一种在涡轮机中焚烧带灰燃油的方法包括：燃烧重燃料以形成含灰的热气体流；引导含灰热气体流朝向涡轮机的涡轮部的热气体路径；将基本上无灰的压缩器空气流引入到热气体路径内；使得基本上无灰的压缩器空气流和含灰热气体流穿过多个第一级翼型构件；从多个第一级翼型构件中的每一个引导基本上无灰的压缩器空气流，在多个第一级喷嘴中的每一个的尾缘部的下游形成少灰空气流；将少灰空气流朝向多个第二级翼型构件中的相邻翼型构件导向；以及使少灰空气流穿过多个第二级翼型构件中的相应相邻翼型构件传递。

从下文的描述，结合附图，这些和其它优点及特征将变得更显而易见。

附图说明

被认为是本发明的主题在说明书的总结处的权利要求中特别地指出且明确地要求保护。结合附图，从下文的详细描述中，本发明的的前述和其它特征及优点将显而易见，其中：

图1为配置成焚烧带灰燃油的燃气涡轮机的示意图；以及

图2为图1的燃气涡轮机的涡轮部的第一级和第二级翼型构件的示意图。

详细描述参看附图以举例的方式解释了本发明的实施例，以及优点和特征。

部件列表

2   涡轮机

4   压缩器部

6   涡轮部

10   燃烧器部

20   第一级

24   第二级

30   多个第一级定子翼型构件

32   多个第一级定子翼型构件

40   多个第二级定子翼型构件

42   多个第二级定子翼型构件

50   含灰气体

55   压缩器空气排放构件

57   第一基本上无灰的压缩器空气流

58   弦长

63   压缩器空气排放构件

67   第二基本上无灰的压缩器空气流。

具体实施方式

一般而言，大部分涡轮机配置成焚烧清洁、非重的精炼燃油。精炼、不带灰燃油清洁地焚烧且当在涡轮机燃烧器中燃烧时大体上很少或不产生灰。目前，精炼、不带灰燃油的成本升高。这种燃料成本升高导致了涡轮机操作成本的显著增加。由于许多涡轮机由电力公司用于发电，以及用于很多其它工业中，燃料成本中的升高将导致与电力、天然气有关的任何事物以及多种其它商品增加的消费者成本。术语带灰燃油应被理解为描述当焚烧时产生灰的燃油。

为了避免或补偿升高的燃油成本，许多公司转向带灰燃油来为他们的涡轮机提供功率。带灰燃油，诸如重燃油、重原油和轻原油或者精炼之后剩下的燃料，通常包括腐蚀性材料，诸如钒、镍、铁、锌、铅、钙、镁和硅，所有这些在燃烧时都导致灰形成。此外，腐蚀抑制剂也常常添加到燃料来防止可能由于钒元素或钒燃烧产物造成的腐蚀。腐蚀抑制剂也对燃烧之后进入涡轮机2的燃烧产物中的灰含量有贡献。灰沉积到诸如喷嘴和动叶的内涡轮机部件上。随着时间推移，灰将会对内涡轮机部件的表面具有不利影响。直到现在，由于与清洁/替换内涡轮机构件相关联的高维护成本，带灰燃油的使用，尽管更便宜，但已经被避免。