CN101408256B - 用于燃气轮机压缩机清洗的吹洗排放阀及相关方法 - Google Patents

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Abstract

一种含有接入流体管线的阀芯的吹洗排放阀，其包括控制阀和联接到控制阀的致动器以调节流体流。在清洗操作期间，流体在阀芯的供应端和输送端之间流动，以及在吹洗操作期间，控制阀使进入供应端的流体从输送端转向排放支管。清洗系统包括联接到清洗输送系统的输入部的流体供应装置和联接到清洗输送系统的输出部的输送管线。吹洗排放阀可以接入输送管线，从而在清洗操作期间使流体到达清洗装置，并在吹洗操作期间防止流体到达清洗装置。冲洗循环传感器装置可以基于从所清洗的设备流出的流体的电导率向操作员显示是否清洗操作已结束。

Description

用于燃气轮机压缩机清洗的吹洗排放阀及相关方法
技术领域
本发明涉及对燃气轮机压缩机进行在线和离线的清洗处理。更具体而言，涉及在线清洗处理后的清洗歧管吹洗操作期间防止水到达压缩机叶片的装置，以及离线清洗处理期间显示冲洗完成的装置。
背景技术
对燃气轮机压缩机进行在线清洗处理以清除压缩机的污染物，该污染物会在运转期间附接到压缩机叶片上，从而大大降低压缩机的效率。在燃气轮机压缩机的在线清洗处理之后，对向压缩机提供清洗的喷嘴供应管线进行吹洗。吹洗会减少或排除在线清洗处理期间聚集在喷嘴供应管线中的脱矿水或去离子水。在吹洗期间，低压水会从清洗装置的喷嘴出来并流入压缩机，冲击到压缩机叶片。当在多次清洗的过程中水流持续冲击旋转中的压缩机叶片时，该水流会由叶片表面的冲蚀形成应力升高。这种叶片冲蚀会典型地导致压缩机的维护成本增高和/或潜在的灾难性故障。因此，需要一种装置来防止低压水到达喷嘴。
对燃气轮机压缩机进行离线清洗处理，从而更有效地将附着的污染物从压缩机上清除。在离线清洗处理期间，将清洁剂添加到水中以去除水无法单独去除的污染物。此外，使用大量的脱矿水或去离子水，从而确保清洗的有效性和性能恢复的最佳化。处理脱矿水和去离子水很昂贵，而且在很多场合受到限制。操作员因而被迫在两种方案中折衷，即使用比所需更多的水以充分地完成冲洗，或使用过少的水而给后面留下清洁剂残余物，该残余物会为叶片吸收而降低压缩机的性能。在两者情况中，都会招致高成本和浪费。因此，需要一种装置为离线清洗处理分析终止时间，显示清洁剂已经从压缩机上完全清除、离线清洗处理的冲洗已完成。
发明内容
用于燃气轮机压缩机的在线清洗处理中的清洗和冲洗系统是为了排除进入压缩机的低压水的水流。在线清洗处理期间清洗输送系统使通过输送管线的流体输送到清洗装置。当进行吹洗操作来排除收集在系统的输送管线中的脱矿水和/或去离子水时，致动吹洗排放阀。排放阀可以安装在输送管线和清洗装置的连接部。排放阀包括致动器用于同时排放从输送管线和清洗装置收集的水。
离线清洗处理期间使用第二装置来感测燃气轮机压缩机冲洗循环的完成。该装置可以放置在燃气轮机压缩机的流出排放管线中。传感器读取流出的清洗冲洗液的读数，然后通过附接到传感器的发送器将该读数提供给计算系统。预设条件指定冲洗循环可以终止时的条件并可以指示清洗冲洗液中清洁剂和/或污染物的含量。
附图说明
图1a是示出示例性的吹洗排放装置的细节的示意图。
图1b是示出另一种示例性的吹洗排放装置的细节的示意图。
图2是示例性清洗及冲洗系统的框图。
图3示例性地示出了冲洗循环传感器装置。
图4是示例性的燃气轮机进气道的横截面视图。
具体实施方式
本发明公开涉及一种感测流体清洗和/或冲洗操作完成以及在流体吹洗操作期间控制流体流的系统、方法和装置。为了达到这一目的，本发明的公开内容描述了一种用在清洗和/或冲洗系统中的新型“反馈回路”。这种反馈回路配置为显示何时这种系统的清洗和/或冲洗操作完成。利用这种显示，清洗/冲洗系统的操作员能够使这些操作期间所使用的流体量最少，从而导致成本节省和缩短清洗/冲洗时间。在另一个方面，本发明描述了一种吹洗操作期间控制流体流的新型吹洗排放阀。如下面进一步所讨论的，反馈回路和吹洗排放阀相结合，从而提供一种清洗/冲洗操作期间和流体吹洗操作期间控制和优化流体流的新型系统。
下面参照附图1a，描述的是根据本发明公开的示例性吹洗排放阀100。这种吹洗排放阀100包括具有供应端106、输送端107和排放支管108的阀芯105。法兰110联接到供应端106和输送端107，该法兰110将吹洗排放阀100接合到流体管线，因而分别限定流体管线(未示出)的供应侧和排出侧。虽然凸面(RF)法兰以这种实例示出，但是应该理解，根据本公开可以采用本领域中公知的任何适合的法兰。
示例性吹洗排放阀100中还含有的零件是根据需要调节和引导流体的控制阀115。尽管控制阀115优选的是等径孔道(full port)的球型阀，该球型阀能够在控制阀115运作期间有效地减少其内部的压力降低，但是可以采用本领域公知的任何适合的控制阀115。由于示例性吹洗排放阀100是两通道设备，所以示出的控制阀115是联接到吹洗排放阀100的排放支管108。可替代地，如果吹洗排放阀100配置为如图1b所示的三通阀100’，那么控制阀115’可以布置在阀芯105’内的供应端106’和输送端107’之间，以调节流体的流动和/或使其转向。
依照要求打开和关闭控制阀115的阀致动器120联接到吹洗排放阀100的控制阀115。阀致动器120可以由诸如电动、气动或手动操作等本领域中公知的任何方式来操作。
排放支管108的端部可以配置为与排放流体收集系统联接，以收集因控制阀115的致动而转向的任何流体。
在操作中，图1a中所示的示例性吹洗排放阀110可以用在清洗及冲洗系统中，该系统是用于清洗诸如大型燃气轮机压缩机等大型工业设备。在这种系统中，吹洗排放阀100可以接合到将流体从流体源输送到流体输送机构的系统流体管线。在系统的清洗/冲洗操作中，控制阀115完全打开，从而使流体能够从流体源自由地流到流体输送系统。然而，一旦清洗/冲洗操作完成，流体会残留在流体管线中，因而需要吹洗操作以清除流体管线中的任何这种流体。
然而，通过迫使气体穿过流体管线来简单地吹洗流体管线会造成待洗设备损坏。举例来说，如果将上述清洗/冲洗系统用于清洗及冲洗燃气轮机压缩机，一旦清洗/冲洗操作完成，脱矿水或去离子水将残留在系统的流体管线中。如果用加压气体来吹洗流体管线，那么流体管线的内含物将容易被迫冲到轮机压缩机的叶片上，这会导致叶片受到冲蚀。本公开的新型吹洗排放阀100通过安全地防止吹洗流体到达由清洗/冲洗系统清洗的任何设备，从而避免了这种问题。
一旦系统的清洗/冲洗操作完成，在启动系统的吹洗机构之前，阀致动器120致动控制阀115，因而切断流向压缩机的流体路径或使其转向。一旦致动控制阀115，空气就可以安全地注入流体管线。空气迫使管线中的任何残留流体流过阀芯105，并从排放支管108流出，因而防止所吹洗的流体到达压缩机。
下面参照图2，所示的示例性清洗及冲洗系统200(下文称为“清洗系统200”)包括上述的示例性吹洗排放阀100。如上所示，清洗系统200可用于清洗包括但不限于燃气轮机压缩机的大型工业设备。
示例性清洗系统200中包括清洗输送系统205，该清洗输送系统205将诸如水、清洗剂、吹洗空气和/或其它物质从流体供应管线225输送到流体输送管线210。清洗输送系统205包括一个或多个储存在清洗/冲洗操作中使用的流体的容器。依据具体应用场合，清洗输送系统205配置为对储存其中以在清洗/冲洗操作中备用的任何流体进行调整或处理。
控制输入通信线路220联接到清洗输送系统205以将与流体输送相关的控制通信信号传输到清洗输送系统205。这些控制信号可以由诸如操作员、计算设备和/或工厂控制器等远程控制器(未示出)生成。
流体供应管线225也联接到清洗输送系统205的输入部，该流体供应管线225将清洗/冲洗流体从流体供应源(未示出)输送到清洗输送系统205。流体供应管线包括对进入清洗输送系统205的流体流进行调节的供应阀(未示出)。
电源230对清洗输送系统205供能。
流体输送管线210联接到清洗输送系统205的输出部，该流体输送管线210将流体从清洗输送系统205输送到清洗装置215。清洗装置215可以是诸如清洗水歧管、喷嘴组件、供给泵、蓄水箱和/或其组合等用于清洗本领域大型工业设备的任何适合的装置。
新型的吹洗排放阀100接入清洗输送系统205和清洗装置215之间的流体输送管线210。如上所述，吹洗排放阀100用于在清洗及冲洗操作期间和吹洗期间对流体通过流体输送管线210的流动进行调节。吹洗排放阀100包括经由阀致动器120致动的控制阀115。取决于吹洗排放阀100是二通阀还是三通阀，控制阀可以联接到吹洗排放阀100的排放支管部分或控制阀115可以处于吹洗排放阀100的阀芯部分内。
排放通信线路240联接在清洗输送系统205和吹洗排放阀100之间，以传输控制信号来控制吹洗排放阀100的致动。一旦吹洗操作启动，这些控制信号经由清洗输送系统205自动生成。可替代地，控制信号可在系统200以外生成，并从控制输入通信线路220通过清洗输送系统205，以及通过排放通信线路240传输到排放阀100。
可选地，排放收集器245可以放置在吹洗排放阀100之下，和/或将排放收集器245联接到吹洗排放阀100的排放支管，从而转变为受控的排放管或收集从系统200出来的吹洗流体。
在操作中，控制输入通信线路220将控制信号传输到清洗输送系统205，以启动清洗和/或冲洗工序。这些控制信号可以由诸如操作员、计算设备和/或工厂控制器等远程控制器(未示出)生成。响应于控制信号，清洗输送系统205打开联接到流体供应管线225的供应阀(未示出)，因而使清洗/冲洗流体进入清洗输送系统205。然后清洗输送系统205因而通过流体输送管线210配送流体。可选地，在配送流体之前，清洗输送系统205根据具体应用场合对流体进行调整或处理。
由于系统200处于“清洗”或“冲洗”模式，经由排放通信线路240传输的控制信号指示吹洗排放阀100保持打开，因而允许流体在清洗输送系统205和清洗装置215之间自由流动。调节吹洗排放阀100的控制信号可以如远程控制器供给的那样由清洗输送系统205生成。
一旦清洗和/或冲洗操作完成，控制输入通信线路220将控制信号传输到清洗输送系统205，从而停止向清洗装置215输送清洗流体。控制信号可以自动生成或由远程控制器生成。作为响应，水清洗输送系统205关闭联接到流体供应管线225的供应阀，因而防止任何更多的流体进入清洗输送系统205。然后排放通信线路240将控制信号传输到吹洗排放阀100以启动吹洗操作。作为响应，吹洗排放阀的致动器120致动控制阀115，从而使流体流从清洗装置215转向而向下通过排放阀的排放支管108。可替代地，吹洗排放阀100可以依据具体的实施方式而气动式或手动式致动。一旦致动吹洗排放阀100，清洗输送系统205由通过流体输送管线210输送的加压空气将任何残留流体吹离输送管线210。
在清洗输送系统205和吹洗排放阀100之间的流体输送管线210中残留的任何流体将被迫流过排放阀100，并流出阀的排放支管108到达排放收集器245。在清洗装置215中以及吹洗排放阀100与清洗装置215之间的流体输送管线210中残留的流体最初通过喷嘴驱除例如大约15到20秒，但是在接着吹洗气流的停止命令之后，将快速地使空气通过喷嘴并允许排放。在吹洗排放阀100处，从清洗装置排出的流体转向并由排放收集器245收集。
在示例性的实施方式中，其中图2的系统200用于清洗燃气轮机压缩机，清洗装置215可以插入压缩机的进气道，从而允许流体到达并清洁进气道。一旦清洗程序完成，致动吹洗排放阀100并启动吹洗操作。由于吹洗操作中吹洗排放阀100防止流体进入压缩机的进气道，所以显著减少了轮机叶片受到冲蚀和其它叶片损坏。
参照图3，描述的是示例性冲洗循环传感器装置的部件310、320。在清洗和/或冲洗操作期间，示例性冲洗循环装置300可以用作向操作员指示清洗和/或冲洗操作何时完成的“反馈回路”。由此指示信息，清洗/冲洗系统的操作员能够最大程度地减少在这些操作期间使用的流体量，从而导致成本节省和清洗/冲洗时间减少。
在示例性实施方式中，传感器装置300的部件310、320可以在图2的示例性系统200中实施，尽管循环传感器装置300不限于这种系统。事实上，如参照图4的下述进一步说明，可以在离线的清洗/冲洗操作期间采用传感器装置300。
示例性冲洗循环传感器装置300包括电导率传感器310和发送器320。预先校准的电导率传感器310用于测量流体流出时，例如清洗轮机压缩机时的流体的电导率。流体中污染物含量的等级高会降低流体的电导率。同样，污染物含量等级低会提供更高的流体电导率等级。
发送器320联接到电导率传感器310。发送器320接收电导率传感器310的电导率测量结果并将该测量结果发送到计算机系统(未示出)以进行处理。
在操作中，电导率传感器310和发送器320可以策略性地布置在清洗系统内，从而当所使用的流体流出所清洗的机器时该电导率传感器310和发送器320能够与该用过的流体互相作用。在示例性实施方式中，传感器310和发送器可以安装在燃气轮机压缩机的排放管线中。在这种实施方式中，电导率传感器310和发送器320可以经由螺栓插入、具有球阀的可收回式插入、流过式设计或通过其它适当的方式来进行安装。
在清洗操作期间，所用过的含有清洁剂、污染物、污垢等的清洗流体通过排出管线流出轮机压缩机并遭遇电导率传感器310。传感器310测量所用过的流体的电导率，并将测量结果供给发送器320。与计算系统通信连接的发送器320将传感器310的测量结果供给计算系统。计算系统进而将测量结果与预装载的电导率数据或预设的条件进行比较，从而确定清洗/冲洗操作的状况。电导率的测量结果越是接近预装载的数据或预设的条件，清洗/冲洗操作越是接近完成。示例性预设条件可以包括将所测量的电导率等级与流体污染物含量等级、清洁剂的含量等级等的指示值进行比较。
一旦所测量的电导率等级处于可接受的范围内，操作员可以终止操作，因而节省了时间、流体和资金。可选地，计算系统可以配置为储存以前“接受过的”测量结果以在将来的清洗/冲洗操作期间使用。
图4描述的是典型的燃气轮机进气道400的横截面视图，该燃气轮机进气道400具有转动轴410、燃烧区413、轮机叶片414、水洗喷嘴415、压缩机411、412和压缩机排放部416。基本的燃气轮机操作通过进气道过滤系统402、403和404从区域A抽吸外界空气。整个进气道是连续的气密结构401。过滤后的空气移动通过进气区域B、C、D，而且压缩机411、412的抽吸引起其速度和流动增快而使其压缩。然后空气进入压缩机411、412并进一步压缩。在压缩机411、412的端部是压缩机排出外壳区和排放部416，该处可以配备参照图3所描述的冲洗循环传感器装置300。清洗过程期间从该装置300取得的测量结果发送到计算机系统(未示出)以确定从压缩机411、412去除的污染物的程度。一旦电导率测量结果达到预定等级，系统操作员(未示出)能够确保最后的冲洗不含有固体，从而表示将清洁剂和污染物从压缩机411、412去除。操作员可利用该信息终止清洗/冲洗操作。另外，可以对这种清洗/冲洗操作期间所收集的数据进行记录和储存，从而与其它跟踪的清洗参数进行相关联。
尽管为了进行举例说明和示范，这里对具体实施方式进行了展示和描述，但是应该理解，对于本领域普通技术人员来说，在不背离本发明的范围的情况下，所示出和描述的具体实施方式可以替换为多种宽泛的替代物和/或等效的施行方式。该公开将覆盖这里所讨论的实施方式的任何改良或更改。

Claims (17)

1.一种调节流体流的吹洗排放阀，包括：
阀芯，其包括流体供应端、流体输送端和流体排放支管；
法兰，其联接到各所述流体供应端和所述流体输送端以将所述排放阀接合到流体管线；
控制阀，其布置于所述排放支管中；和
致动器，其联接到所述控制阀以致动所述控制阀，
其中，在清洗操作期间，控制阀能够操作地使流体在所述流体供应端和所述流体输送端之间自由流动；以及
其中，在吹洗操作期间，所述控制阀使进入所述供应端的流体自所述输送端转向所述流体排放支管。
2.如权利要求1所述的吹洗排放阀，其中所述法兰是凸面法兰。
3.如权利要求1所述的吹洗排放阀，其中所述控制阀是等径孔道的球型阀。
4.如权利要求1所述的吹洗排放阀，其中所述控制阀是二通控制阀。
5.如权利要求1所述的吹洗排放阀，其中所述控制阀是布置在所述流体供应端和所述流体输送端之间的所述阀芯内的三通控制阀。
6.如权利要求1所述的吹洗排放阀，其中所述致动器被手动式致动、电动式致动或气动式致动。
7.一种清洗系统，包括：
清洗输送系统；
流体供应装置，其联接到所述清洗输送系统的输入部；
流体输送管线，其一端联接到所述清洗输送系统的输出部；
清洗装置，其联接到所述流体输送管线的另一端以经由所述流体输送管线接收清洗流体并将清洗流体喷射在待清洗的目标上；和
吹洗排放阀，其接入所述清洗输送系统和所述清洗装置之间的所述流体输送管线，所述吹洗排放阀具有排放端；
其中，在清洗操作期间，所述吹洗排放阀能够操作地使清洗流体在所述清洗输送系统和所述清洗装置之间自由流动；以及
其中，在吹洗操作期间，所述排放阀能够操作地防止清洗流体进入所述清洗装置，并使清洗流体转向所述排放端。
8.如权利要求7所述的清洗系统，进一步包括控制输入装置，其联接到所述清洗输送系统的输入部以将控制信号传输到所述清洗输送系统。
9.如权利要求8所述的清洗系统，进一步包括控制输出装置，其联接在所述清洗输送系统的输出部和所述吹洗排放阀的输入部之间，以将输出控制信号传输到所述吹洗排放阀，该输出控制信号能够操作地致动所述吹洗排放阀。
10.如权利要求9所述的清洗系统，其中所述清洗输送系统生成能够操作地致动所述吹洗排放阀的输出控制信号。
11.如权利要求7所述的清洗系统，进一步包括电源，其联接到所述清洗输送系统的输入部，从而向所述清洗输送系统供电。
12.如权利要求7所述的清洗系统，其中所述清洗输送系统包括一个或多个储存清洗操作中使用的流体的容器。
13.如权利要求12所述的清洗系统，其中所述清洗输送系统对储存在其中用于清洗操作的流体进行处理。
14.如权利要求7所述的清洗系统，进一步包括排放收集器以收集转向所述排放端的吹出的流体。
15.如权利要求7所述的清洗系统，进一步包括供应阀，其联接到所述流体供应装置，其中所述供应阀由所述清洗输送系统能够操作地打开和关闭。
16.如权利要求7所述的清洗系统，其中在吹洗操作期间，加压空气在所述清洗输送系统到所述吹洗排放阀之间流动。
17.如权利要求7所述的清洗系统，其中所述清洗装置包括清洗水歧管和/或喷嘴组件。
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