[发明专利]用于清洗燃气涡轮机压缩机的系统和方法

说明书

相关申请案的交叉引用

本申请是2012年12月20日提交的共同转让的美国申请序列号13/721,718的部分继续申请。

技术领域

本说明书公开的主题大体涉及燃气涡轮机压缩机清洗，并且更具体地涉及触发燃气涡轮机压缩机清洗的系统和方法。

背景技术

涡轮机系统(包括燃气涡轮机)大体包括压缩机段、一个或多个燃烧器以及涡轮机段。通常，压缩机段对入口空气加压，随后使入口空气转向或逆流到燃烧器，在燃烧器处，所述入口空气用来冷却燃烧器并还为燃烧过程提供空气。在多燃烧器的涡轮机中，燃烧器大体上以环状阵列的形式定位在涡轮机周围，并且过渡管道使得每个燃烧器的出口端与涡轮机段的入口端连接以向涡轮机递送燃烧过程中的热的产物。

运行期间，涡轮机系统的部件经受结垢所造成的性能损失和损坏。结垢是材料在压缩机部件上的堆积并且是由颗粒、油以及有机蒸汽粘附到翼型和环状表面所导致。导致结垢的颗粒通常小于2μm至10μm。结垢可以导致修改的空气动力学轮廓进而降低了压缩机效率。结垢还会显著影响涡轮机系统的性能和热耗。

为了有效维持压缩机运行，工业涡轮机系统的操作人员执行各种维护动作，通常包括在线水洗、离线检查、离线水洗以及过滤器维护。结垢可以通过离线检查和离线水洗来去除并且通过在线水洗来缓减。在线水洗提供的优点是，在不使涡轮机系统停机的情况下，清洗压缩机。当运行时间表不允许具有停机时间以执行更有效的离线清洗时，在线清洗方法恢复了涡轮机系统效率。所述系统的水喷嘴可以位于压缩机喇叭口壳体入口上游或直接在入口处的合适位置。这些喷嘴形成水滴喷雾，并且在运行时，使所述喷雾通过旋转式压缩机产生的负压穿过喇叭口吸入压缩机入口中。

可理解地，如果这些任务过于频繁地或不频繁地执行，则存在着缺点。例如，过度的在线清洗可能促进侵蚀，而不充足的在线清洗导致结垢剂在压缩机叶片上的堆积增加。不可避免地，必须执行离线检查，从而要求引起涡轮机的停机和拆卸。虽然离线检查是成本很高的事件，但无法及时执行这些检查可能导致涡轮机损坏，例如由于点腐蚀造成的压缩机叶片松脱所导致的损坏。因此，涡轮机系统的操作人员依靠仔细安排离线检查来监测压缩机性能，并且执行修复以便避免破坏性事件。

发明内容

本发明的系统和方法改进了燃气涡轮机压缩机在线清洗的效力，由此改进随时间的性能退化速率并且减少对频繁的压缩机离线水洗的需要。

根据一个示例性但非限制性的实施例，本发明涉及一种用于清洗燃气涡轮机中压缩机的方法。所述方法包括：指定压缩机结垢设定点；以及用传感器感测所述压缩机中的结垢水平。将所述结垢水平传达到控制子系统，在所述控制子系统处，基于所述结垢水平和所述压缩机结垢设定点确定清洗发起指令。所述方法包括：在确定所述清洗发起指令后，用流体发起清洗。

在另一实施例中，提供一种具有压缩机和联接到所述压缩机的在线清洗系统的系统。所述系统包括：感测压缩机结垢水平的压缩机结垢传感器；以及清洗流体源。所述系统还包括控制子系统，所述控制子系统基于压缩机结垢水平用来自所述清洗流体源的清洗流体发起清洗。

在另一实施例中，提供一种用于维修具有压缩机的燃气涡轮机的方法。所述方法包括：指定结垢水平设定点；用结垢传感器感测所述压缩机中的结垢水平；以及如果所述结垢水平超过所述结垢水平设定点，对所述压缩机进行清洗。

附图说明

通过结合附图阅读以下对优选实施例的更详细描述，将清楚地了解本发明的其他特征和优势，所述附图以示例方式示出本发明特定方面的原理。

图1是结垢传感器的实施例的示意图。

图2是结垢传感器的实施例的俯视图。

图3是结垢传感器的等效电路图。

图4是结垢传感器的替代实施例。

图5是来自图4的标记为B的区域的详细视图。

图6是沿图5中的线A-A截得的结垢传感器的替代实施例的截面图。

图7是结垢测量系统的实施例的示意图。

图8是压缩机清洗系统的实施例的示意图。

图9是一种用于清洗压缩机的方法的实施例的流程图。

具体实施方式