[实用新型]用于测量涡轮机系统中的结垢的系统

说明书

技术领域

本实用新型中所公开的主题总体涉及燃气涡轮机压缩机结垢(fouling)检测，并且更具体地涉及使用电导率/电阻传感器测量压缩机结垢的系统。 

背景技术

涡轮机系统(包括燃气涡轮机)大体包括压缩机部段、一个或多个燃烧器、和涡轮机部段。典型地，压缩机部段对进口空气进行加压，经过加压的进口空气随后转向或反向流向燃烧器，在燃烧器处，经过加压的进口空气用于冷却燃烧器并且还提供用于燃烧过程的空气。在多燃烧器涡轮机中，燃烧器大体围绕涡轮机以环形阵列定位并且过渡管道连接每一个燃烧器的出口端与涡轮机部段的进口端，以将燃烧过程的热产物输送至涡轮机。 

涡轮机系统的部件在其操作期间经受由于结垢而造成的损坏。结垢是压缩机部件上的材料累积。结垢由于颗粒粘附至翼型件和环表面而造成。造成结垢的颗粒典型地小于2至10μm。结垢可能造成气动外形发生变化，从而降低压缩机的效率，并且结垢可能显著地影响涡轮机系统的性能和热耗率。 

为了保持压缩机操作效率，工业涡轮机系统操作者执行各种维护动作，典型地包括在线水洗、离线检测、离线水洗、和过滤器维护。能够通过离线检测和离线水洗来去除并且通过在线水洗来减慢结垢。在线水洗提供清洁压缩机而不使涡轮机系统停机的优点。当操作时间表不允许停机时间以便执行更有效的离线水洗时，在线水洗方法使涡轮机系统效率得以恢复。系统的水喷嘴可以定位在压缩机钟形嘴壳体 上游处或者直接位于通向压缩机钟形嘴壳体的进口处。这些喷嘴在相对低速空气的区域内产生水滴喷雾。当操作时，喷雾被抽吸通过钟形嘴并且通过旋转的压缩机所产生的负压而被抽入压缩机进口中。 

可理解地，如果过于频繁或过少地执行这些任务，则存在缺点。例如，过度在线水洗能够促进侵蚀，同时不足的在线水洗造成压缩机叶片上污垢物的累积增加。不可避免地，必须执行离线检测，从而需要造成停机时间的涡轮机停机和拆除。尽管离线检测是成本非常高的事件，但是无法及时执行这些检测能够对涡轮机造成损坏，例如由于点蚀而造成的压缩机叶片的解离。因此，涡轮机系统操作者依赖仔细安排的离线检测，以监测压缩机性能并且执行修复以避免破坏性事件。 

当前并不存在可靠的用于直接测量压缩机结垢的系统。 

实用新型内容

本实用新型提供了对直接测量压缩机结垢的问题的解决方案。 

根据一个示例性非限制性实施例，本实用新型涉及一种结垢测量系统。该结垢测量系统包括布置于压缩机中的电导率传感器和由电导率传感器(conductivity sensor)产生电阻测量结果的检测器子系统。结垢测量系统还包括处理器，该处理器将电阻测量结果转化成结垢标记(indicia)。 

其中，所述电导率传感器包括基体和一对电极；所述基体和所述一对电极暴露于通过所述压缩机的气流；所述基体包括高电阻表面导体。 

其中，所述电导率传感器附接至压缩机壳。所述结垢测量系统还包括以阵列布置的额外的一个或多个电导率传感器。；所述电导率传感器布置在水洗器的下游。 

在另一个实施例中，提供一种具有压缩机和压缩机壳的涡轮机系统。该涡轮机系统还包括布置于压缩机壳上的电导率传感器和用于测量电导率传感器的电阻变化的子系统。 

其中，所述涡轮机系统还包括用于将所述电阻的变化转化成结垢标记的子系统；所述涡轮机系统还包括显示器，所述显示器适于显示所述结垢标记。 

其中，所述涡轮机系统还包括处理器，所述处理器接收所述电导率传感器的所述电阻的变化、并且应用标定参数以将所述电阻的变化转化成结垢标记。所述处理器确定触发压缩机清洗的时间。 

其中，所述电导率传感器包括布置于高电阻基体上的一对电极。所述电导率传感器暴露于通过所述压缩机的气流。所述涡轮机系统还包括布置于所述压缩机壳上的电导率传感器的阵列。 

在另一个实施例中，一种用于测量涡轮机系统中的结垢的方法包括以下步骤：通过布置于涡轮机系统中的压缩机壳上的电导率传感器测量电阻以产生电阻测量结果；将结垢参数应用于电阻测量结果；以及将电阻测量结果转化成结垢标记。 

所述方法还包括确定所述电阻测量结果的变化。 

其中，通过所述电导率传感器测量电阻测量结果包括通过电导率传感器的阵列来测量电阻测量结果。 

所述方法还包括在显示器中显示所述结垢标记。 

所述方法还包括产生信号以触发压缩机清洗。 

附图说明