[发明专利]用于燃气涡轮发动机的集成洗涤系统

说明书

描述用于具有轴向压缩机(3)的燃气涡轮发动机的洗涤系统，其包括：进口筛(30)、其位于该压缩机(3)的空气流进口处以保护该压缩机(3)不受外来物体损伤；喷嘴和歧管的装置，其用于喷洒洗涤液体；和洗涤液体供应系统，其连接至该装置，该进口筛(30)包括支撑结构(10、11、12)和固定至该支撑结构(10、11、12)的过滤网(19)，该喷嘴和歧管的装置集成在该进口筛的所述支撑结构中。

技术领域

本文中公开的主旨的实施例涉及洗涤系统、燃气涡轮发动机、和洗涤轴向压缩机的方法。

背景技术

燃气涡轮广泛地用于发电机、用于气体压缩，且一般用于需要旋转机械驱动器的所有应用。燃气涡轮发动机的核心元件为压缩机，通过该压缩机在操作期间吸入且压缩大量空气。喷燃器将热加至压缩空气，且膨胀的燃烧气体驱动涡轮，可从该涡轮提取有用功率。进入压缩机的空气的量对于燃气涡轮的使用寿命和效率而言是非常重要的因素。这种空气包括处于浮质形式的各种类型的材料，如灰尘和侵蚀颗粒。即使大多数颗粒通过排出气体离开燃气涡轮，但它们中的一部分仍可沉积在压缩机的叶片和静叶上，尤其是在它们最终积聚的前端部上，从而使空气动力恶化且因此降低机器的效率和性能，从而导致用户的巨大经济损失。有害颗粒的通量还导致其他问题，如FOD(外来物体损伤)和侵蚀。出于所有这些原因，必须采取措施以控制进入燃气涡轮的空气的量。正常地，燃气涡轮进口装备有空气过滤器，空气过滤器至少阻挡具有比一定最小值高的尺寸的颗粒。具有更小尺寸的足够的颗粒仍将能够经过过滤器系统，从而粘附且积聚在压缩机的叶片和静叶上。该称为“结垢”的现象使得需要经常定期地洗涤燃气涡轮压缩机，以消除这些颗粒在叶片和静叶上的沉积物，从而试图以此方式恢复压缩机原始性能的大部分。通常通过以下来实现压缩机的气体路径的洗涤：穿过使洗涤流体雾化的一系列喷嘴来将这种流体喷洒到压缩机入口中，且使转子旋转迫使洗涤流体穿过压缩机，直到它们在机器的后部处离开。通常地，在两个条件下执行洗涤操作，一个称作“在线”，因为在机械操作时进行清洁，而其他洗涤方法需要机器停产且因此称为“离线”。“在线”洗涤被认为比“离线”效率低，因为机器在满负载下操作，且存在对放置喷嘴的位置的限制。事实上，由于空气的非常高的速率，通常将喷嘴放置在空气射流具有低速率的位置，且洗涤液体可以其他方式由于空气流的紊流且由于离心力而穿到空气流的中央中，洗涤液体将远离叶片朝外围移动。此外，高温趋向于使该洗涤液体蒸发。“在线”方法的优势为机器可持续操作。“离线”方法需要临时停止生产，因为在此情形中机器仅通过起动器以正常满负载速度的小百分比运行。在“离线”洗涤中，通常，喷洒洗涤流体的喷嘴安装在压缩机低压第一级叶片的前方。在“离线”洗涤的情形中，在洗涤操作期间，发动机旋转，以仅给予洗涤流体足够的能量来刮落污垢而不导致紊流且不对流体施加强离心力，强离心力可将流体远离待洗涤的叶片朝压缩机壳体推。洗涤系统的具体定位和组装的选择对于洗涤效率且还对于燃气涡轮完整性而言是重要的。

根据现有技术解决方案，喷洒喷嘴在使得直接在压缩机进口处沿几乎与空气流平行的方向引导喷雾的位置安装在燃气涡轮的钟形套管(bellmouth)的内侧。该解决方案的劣势是，在故障的情况下，喷嘴可导致燃气涡轮的损伤。

另一现有技术解决方案，在具有径向空气进口的机器的情形中，在于将喷嘴固定在内部径向蜗壳上。

两个解决方案的缺点是，喷嘴在机械内的流动路径内侧，具有形成流动变形的可能性，流动变形将影响机器的性能。

因此，意识到可克服所述缺点的改进的洗涤系统的必要性。

发明内容

通过将用于喷洒洗涤液体的喷嘴和歧管的装置集成在轴向压缩机空气流进口处的进口筛的支撑结构中，获得了非常有效的解决方案。

本发明的第一方面为洗涤系统。

该洗涤系统用于具有轴向压缩机的燃气涡轮发动机，且包括：

进口筛，其位于轴向压缩机的空气流进口处以保护压缩机不受外来物体损伤，该进口筛包括支撑结构和固定至该支撑结构的过滤网，