CN103485893A - 用于增强的离线压缩机和涡轮机清洗的方法、系统和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于增强的离线压缩机和涡轮机清洗的方法、系统和装置。附加管连接到现有压缩机空气抽气和涡轮机喷嘴冷却空气管（134、136、138、140），以将水和/或清洁剂供应至涡轮机（100）的通常通过仅将水和/或清洁剂喷射到涡轮机的喇叭口中不易进入的区域。设置压力和流量传感器（204、206、208、210、212、214、216、218、220、222、224、226、228、230、232、234、236、238、240）、泵（153）、阀（156、158、166、168、174、184）、和调节泵和阀的操作的控制系统（190），以控制将水和/或清洁剂引入到涡轮机（100）中。

Description

用于增强的离线压缩机和涡轮机清洗的方法、系统和装置

技术领域

本发明一般地涉及涡轮机，例如用于发电的涡轮机，更具体地，本发明涉及用于清洗涡轮机的方法、系统和装置。

背景技术

涡轮机（例如用于发电的涡轮机）可以使用各种燃料，例如各种重量和粘性的天然气或合成气、和雾化液体燃料。无论使用什么燃料，涡轮机中的叶片和其他结构随着时间推移经历作为燃烧过程的副产物的各种残留物沉积的累积。沉积物累积导致涡轮机效率损失和涡轮机部件可能的劣化。

解决燃烧副产沉积物的累积的尝试包括定期清洗涡轮机。已知清洗方法包括在涡轮机以相对低的速度旋转时，将水和/或清洁剂经过预定喷嘴布置轴向地喷到涡轮机的喇叭口中。但是，这些已知方法通常只对于涡轮机的大约第七级压缩机部分能有效清洗。通常，水和/或清洁剂在到达后一级时劣化或蒸发。此外，这些已知技术会导致碎屑或沉积累积材料仅仅移动至涡轮机的更高（下游）级。此外，喷嘴阻塞也会降低清洗有效性。此外，专用喷嘴会被阻塞，导致喷射模式的非期望变化和效率损失。

用于清洗涡轮机的其他已知方法包括增大清洗的持续时间和/或频率、增大清洁剂与水的比率、改变所使用的清洁剂类型、使用泡沫清洁剂（泡沫清洁剂更易于移动到狭窄区域和更靠后的涡轮机级），和/或实施周期性手动清洗的策略。

发明内容

在一方面，本发明提供一种涡轮发动机系统。该涡轮发动机系统包括涡轮发动机，涡轮发动机包括压缩机部分、涡轮机部分、压缩机部分空气抽气管和涡轮机部分空气抽气管。该涡轮发动机系统还包括水供应管，水供应管连接成与水供应源流动连通。该涡轮发动机系统还包括清洁剂供应管，清洁剂供应管连接成与至少一个清洁剂供应源流动连通。该涡轮发动机系统还包括混合室，混合室连接成与水供应管和清洁剂供应管流动连通，混合室构造成从水供应管接收水、并且从清洁剂供应管接收至少一种清洁剂，并且产生清洗混合物。该涡轮发动机系统还包括清洗混合物供应管，清洗混合物供应管连接成与混合室流动连通，清洗混合物供应管连接成与压缩机部分空气抽气管和涡轮机部分空气抽气管流动连通以选择性地将清洗混合物供应至压缩机部分和涡轮机部分中的一者。该涡轮发动机系统还包括至少一个泵，至少一个泵连接成与水供应管、清洁剂供应管和清洗混合物供应管中的至少一者流动连通。该涡轮发动机系统还包括控制系统，控制系统连接到水供应管、清洁剂供应管、清洗混合物供应管、和至少一个泵，所述控制系统可操作地构造成调节水、清洁剂、和清洗混合物分别经过水供应管、清洁剂供应管和清洗混合物供应管的流动。

在另一方面，本发明提供一种用于清洗涡轮发动机的方法，涡轮发动机具有压缩机部分、涡轮机部分、压缩机空气抽气管和涡轮机空气抽气管。该方法包括将水供应管连接成与水供应源流动连通。该方法还包括将清洁剂供应管连接成与至少一个清洁剂供应源流动连通。该方法还包括将混合室连接成与水供应管和清洁剂供应管流动连通，混合室构造成从水供应管接收水、并且从清洁剂供应管接收至少一种清洁剂，并且产生清洗混合物。该方法还包括将清洗混合物供应管连接成与混合室流动连通。该方法还包括将清洗混合物供应管连接成与压缩机部分空气抽气管和涡轮机部分空气抽气管流动连通，以选择性地将清洗混合物供应至压缩机部分和涡轮机部分中的一者。该方法还包括将控制系统连接到水供应管、清洁剂供应管、和清洗混合物供应管，以调节水、清洁剂、和清洗混合物分别经过水供应管、清洁剂供应管和清洗混合物供应管的流动。

所述将所述清洗混合物供应管连接成与所述压缩机部分空气抽气管和所述涡轮机部分空气抽气管流动连通，以选择性地将所述清洗混合物供应至所述压缩机部分和所述涡轮机部分中的一者的步骤还包括：将清洗混合物供应歧管连接成与所述混合室流动连通；将压缩机部分供应支路管连接成与所述清洗混合物供应歧管流动连通，以从所述清洗混合物供应歧管将所述清洗混合物供应至所述涡轮发动机的所述压缩机部分；和将涡轮机部分供应支路管连接成与所述清洗混合物供应歧管流动连通，以从所述清洗混合物供应歧管将所述清洗混合物供应至所述涡轮发动机的所述涡轮机部分。

所述将所述清洗混合物供应管连接成与所述压缩机部分空气抽气管和所述涡轮机部分空气抽气管流动连通，以选择性地将所述清洗混合物供应至所述压缩机部分和所述涡轮机部分中的一者的步骤还包括：将涡轮机喇叭口供应支路管连接成与所述清洗混合物供应歧管流动连通，以从所述清洗混合物供应歧管将所述清洗混合物供应至所述涡轮发动机的喇叭口。

所述将控制系统连接到水供应管、清洁剂供应管、和清洗混合物供应管，以调节水、清洁剂、和清洗混合物分别经过水供应管、清洁剂供应管和清洗混合物供应管的流动的步骤包括：提供一个控制处理器；提供与所述控制处理器相关联的控制显示装置，和提供至少一个压力传感器，定位在所述水供应管、所述清洁剂供应管、所述清洗混合物供应管中的至少一者中，所述至少一个压力传感器与所述控制处理器数据通信，以检测所述水供应管、所述清洁剂供应管、和所述清洗混合物供应管中的所述至少一者中的流体的压力。

所述将控制系统连接到水供应管、清洁剂供应管、和清洗混合物供应管，以调节水、清洁剂、和清洗混合物分别经过水供应管、清洁剂供应管和清洗混合物供应管的流动的步骤包括：将至少一个流动控制阀定位在所述水供应管、所述清洁剂供应管、和所述清洗混合物供应管中的至少一者中，所述至少一个流动控制阀与所述控制处理器通信，以实现至少在打开位置和关闭位置之间驱动所述至少一个流动控制阀，所述驱动由所述控制处理器引起。

所述将控制系统连接到水供应管、清洁剂供应管、和清洗混合物供应管，以调节水、清洁剂、和清洗混合物分别经过水供应管、清洁剂供应管和清洗混合物供应管的流动的步骤包括：将至少一个流量传感器设置在所述水供应管、所述清洁剂供应管、所述清洗混合物供应管中的至少一者中，所述至少一个流量传感器与所述控制处理器通信，以检测所述水供应管、所述清洁剂供应管和所述清洗混合物供应管中的所述至少一者中的流体的流量。

所述用于清洗涡轮发动机的方法进一步包括：将水提供至混合室；将清洁剂提供至混合室；将清洁混合物从所述混合室输送至所述清洁混合物供应歧管；通过以预定旋转速度旋转涡轮发动机来搅动所述清洁混合物；及将使用过的清洁混合物从涡轮发动机排出。所述方法进一步包括：将冲洗水供应通过混合室、清洁混合物歧管和清洁混合物管进入至涡轮发动机的压缩机部分和涡轮的涡轮机部分中的一者中；以及通过以预定旋转速度旋转所述涡轮发动机来搅动冲洗水。所述方法还可进一步包括：将使用过的冲洗水从涡轮机排出；及通过以预定旋转速度旋转所述涡轮发动机来干燥所述涡轮发动机。所述方法还可包括：检测所述使用过的冲洗水以判定是否达到预定的清洁剂液位，如果没有达到预定的清洁剂液位则再次冲洗所述涡轮发动机。

在另一方面，本发明提供一种用于清洗涡轮发动机的系统，涡轮发动机具有压缩机部分、涡轮机部分、压缩机空气抽气管和涡轮机空气抽气管。该系统包括水供应管，水供应管连接成与水供应源流动连通。该系统还包括清洁剂供应管，清洁剂供应管连接成与至少一个清洁剂供应源流动连通。该系统还包括混合室，混合室连接成与水供应管和清洁剂供应管流动连通，混合室构造成从水供应管接收水、并且从清洁剂供应管接收至少一种清洁剂，并且产生清洗混合物。该系统还包括清洗混合物供应管，清洗混合物供应管连接成与混合室流动连通，清洗混合物供应管连接成与压缩机部分空气抽气管和涡轮机部分空气抽气管流动连通，以选择性地将清洗混合物供应至压缩机部分和涡轮机部分中的一者。该系统还包括至少一个泵，至少一个泵连接成与水供应管、清洁剂供应管和清洗混合物供应管中的至少一者流动连通。该系统还包括控制系统，控制系统连接到水供应管、清洁剂供应管、清洗混合物供应管、和至少一个泵，控制系统可操作地构造成调节水、清洁剂、和清洗混合物分别经过水供应管、清洁剂供应管和清洗混合物供应管的流动。

附图说明

图1是截面形式的示例性涡轮发动机的示意性侧视图。

图2是示例性涡轮发动机的压缩机部分的示意图。

图3是用于将水和/或清洁剂供应至涡轮发动机中的示例性管道布置的示意图。

图4是包括控制方面的用于将水和/或清洁剂供应至涡轮发动机中的示例性管道布置的另一示意图。

图5是示出示例性涡轮机清洗处理的初步准备阶段的流程图。

图6是示出示例性涡轮机清洗处理的第一部分的流程图。

图7是示出示例性涡轮机清洗处理的第二部分的流程图。

具体实施方式

图1是示例性燃气涡轮发动机100的示意图。发动机100包括压缩机部分102和燃烧器组件104。发动机100还包括涡轮机部分108和共用压缩机/涡轮机轴110（有时称作转子110）。

在操作中，空气流过压缩机部分102，以使得压缩空气被供应至燃烧器组件104。燃料被引导至被限定在燃烧器组件104内的燃烧区域和/或燃烧区（未示出），其中燃料与空气混合并被点燃。产生的燃烧气体被引导至涡轮机部分108，其中气流热能被转化成机械旋转能。涡轮机部分108可旋转地联接到轴110。还应当理解，如本说明书中使用的术语“流体”包括流动的任意介质或材料，包括但不限于气体和空气。

图2是示例性涡轮发动机100的压缩机部分的示意图。发动机100还包括压缩机喇叭口112、进口导叶114、和压缩机定子叶片116。如所讨论的，已知清洗方法包括布置（118）水洗喷嘴（未示出），以使得水沿着大致轴线路径120穿过压缩机102。已知清洗方法通常仅在压缩机102的前七（或更少）级122中产生有效清洗，而压缩机102的靠后级124没有受到充分清洗。入口点126、128表示在这里讨论的方法、系统和装置的示例性实施例中用于引入水和或清洁剂的入口点，入口点126、128分别位于压缩机102的第九（9）级和第十三（13）级。

图3是用于清洗涡轮发动机100的示例性系统130的示意图，系统130包括用于将水和/或清洁剂供应至涡轮机100中的管道132。在示例性实施例中，清洗系统130构造成在涡轮机100离线（不燃烧燃料或供电）时清洗涡轮机100。为了利用清洗系统130，涡轮机100连接至盘车装置（turning gear）和驱动电机（未示出）。此外，涡轮机100允许冷却，直到内部空间和表面已经被充分冷却（例如在或低于145°F）以使得被引导至涡轮机100内的水或清洗混合物将不会热冲击内部金属和引起蠕变、或者引起材料的任意机械或结构变形。此外，在示例性实施例中，控制系统190（图4中示出）将被适当地编程，以使得操作员不用改变水与清洁剂的比率、清洗序列的循环次数、或者清洗或冲洗循环中步骤的顺序。优选地，清洗方法的这些方面将由涡轮机制造商选择，以适应可由本领域普通技术人员在考虑本发明之后容易地改变的受清洗涡轮机的规格和构造。

在示例性清洗系统130中，水/清洁剂供应管132连接到已知涡轮机构造中已经存在的现有压缩空气抽气管134、136（通常处于第9和第13压缩机级）和现有涡轮机冷却管138、140（通常处于第2和第3涡轮机级）。前述附加管道布置在示例性清洗系统130中被用来与上述喇叭口喷嘴（未示出）结合、或替代上述喇叭口喷嘴。

供应管132包括连接到水（优选为去离子水）的来源144的水供应管142、以及连接到一个或多个清洁剂的来源148的清洁剂供应管146，其中附加阀门（未示出）能够实现在清洁剂的不同来源（例如用于清洗压缩机部分102的来源相对于用于清洗涡轮机部分108来源）之间进行选择。对于涡轮机100采用重油作为燃料的应用，这种燃料通常用钒基腐蚀/沉积抑制剂来处理，这会在操作期间在涡轮机100中形成熔渣。系统130的供应管132可以可选地包括连接至水基硫酸镁溶液的供应源152的硫酸镁管150。硫酸镁帮助防止由于使用原油、重油燃料而促使的钒基熔渣的形成。水供应管142、清洁剂供应管146和硫酸镁供应管150中每一者包括具有电机154、以及阀156、158和回流回路160的泵153。

水供应管142、清洁剂供应管146和可选的硫酸镁供应管150（如果存在）通向混合室162，其中以水形成主流，清洁剂和硫酸镁形成被引导至主水流中的次流，以确保彻底混合。从混合室162，组合的清洗混合物（未示出）被引导至控制来自混合室162的流出物的清洗混合物供应歧管164。歧管164包括联锁阀166、168，联锁阀166、168在示例性实施例中受到控制，以使得在任意给定时刻仅打开阀166、168中的一者或另一者（尽管阀166、168两者可以同时闭合）。在可替换的示例性实施例中，阀166、168可以分开且独立地受控制。

从歧管164，（当适当的阀被适当地构造时）清洗混合物供应支路170向涡轮机100的喇叭口112供应清洗混合物。类似地，清洗混合物供应线172通向三通阀174，三通阀174转而通向清洗混合物供应支路176、178，以分别（优选同时地）向第9压缩机级空气抽气管134和第13压缩机级空气抽气管136供应清洗混合物。支路176和178各自具有快速脱开件180，快速脱开件180设置成在采用专用清洁剂时使用。清洗混合物供应管182从歧管164延伸至三通阀184，并继续延伸至清洗混合物支路186、188以分别（优选同时地）向第2涡轮机级冷却管138和第3涡轮机级冷却管140供应清洗混合物。支路186、188类似地具有快速脱开件180，该快速脱开件180同样在采用专用清洁剂时使用。

图4是包括控制方面的示例性清洗系统130的另一示意图。清洗系统130结合有与图3中所示相同的管道布置，并且相应地类似部件执行类似功能，如在图3的系统130中一样具有类似附图标记。清洗系统130还包括电极传感器192、194和196，电极传感器192、194和196分别检测位于清洁剂供应管146、水管142和可选的硫酸镁管150中的泵153的操作。控制系统190还结合有清洁剂液位传感器200、硫酸镁液位传感器202、清洁剂压力传感器204、水压力传感器206、硫酸镁压力传感器208、清洗混合物流出物压力传感器210、压缩机压力传感器212（压力传感器212检测涡轮机100的压缩机部分102中的压力）、涡轮机压力传感器214（涡轮机压力传感器214检测涡轮机部分108中的压力）、入口压力传感器216（入口压力传感器216在喇叭口112处检测支路170中的压力），这些传感器检测与操作有关的各种参数，并且控制系统190还结合有分别与三位阀174、184相关联的阀位置传感器218和220。控制系统190还包括流量传感器222、224、226、228、230、232、234、236、238和240，每个流量传感器构造成检测水、清洁剂、硫酸镁或流过（或未流过）它们的相应管道的清洗混合物的流率。

在示例性实施例中，控制系统190经由通信线路198与这里描述的各种压力、流量和位置传感器通信，并且还与致动机构（未示出）通信，致动机构设置成根据需要启动、停止电机154或控制电机154的速度、和打开、关闭阀156、158、166、168、174和184或调节阀156、158、166、168、174和184的位置，以实现如本说明书所述的清洗系统130的操作。通信线路198可以在硬件和/或软件中实现。在一个实施例中，受本说明书启示指导，根据本领域普通技术人员已知的任意有线或无线通信协议，通信线路198与控制系统190远程地来往传输数据信号。这些数据信号可以包括，但不限于，传输到控制系统190的表明各种传感器的操作条件的信号、和/或由控制系统190传输到图4中所示和本说明书所述的传感器的各种命令信号。

控制系统190可以是计算机系统，计算机系统包括控制面板/显示装置242、控制器244和至少一个处理器246。控制系统190执行程序以使用传感器输入和来自人类操作员的指令来控制清洗系统130的操作。用户输入功能设置在控制面板/显示装置242中，控制面板/显示装置242充当用户输入选择设备、以及清洗系统130的各种部件的操作条件的显示装置。例如，控制面板/显示装置242可以提供与下列项目有关的信息、和/或实现将由操作员输入的与下列项目有关的指令：阀联锁控制阀166和168的状态和位置；清洁剂液位状态（cleaningagent level status）；硫酸镁液位状态；经由电机传感器192获取的泵电机154的操作状态；离开涡轮机100的所用清洗混合物的电导率；流量传感器222、224、226、228、230、232、234、236、238和240；三通阀174、184；清洗混合物流出物压力传感器210；电机154；涡轮机100的内部空间/轮部空间的温度；和各种经历的时间（elapsedtimes），例如在清洗系统130停机后的时间。在示例性实施例中，控制面板/显示装置242可以构造成对用户在控制面板/显示装置242上的按压接触作出响应，以选择性地执行功能。控制面板/显示装置242还可以包括以常规已知方式操作的键盘。因此，用户可以通过接触控制面板/显示装置242的表面来操作可利用控制系统190达到的期望功能。由控制系统190产生的命令引起描述的传感器监测清洗系统130的操作，并且激活清洗系统130上其他控制设置。

控制系统190的压力、位置和流量传感器中每一者适当地构造成将它们分别检测到的值的读数提供在控制面板242上，控制面板242转而与适当的控制器244通信，控制器244结合有一个或多个控制处理器246。

如本说明书所使用的，术语“处理器”不限于只是在本领域中称作计算机的集成电路，而是广泛地指微型控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器（PLC）、专用集成电路和其他可编程电路，这些术语在本说明书中可交换地使用。在本说明书描述的实施例中，存储器可以非限制性地包括计算机可读介质（例如随机存取存储器（RAM））、和计算机可读非易失性介质（例如闪速存储器）。可替换地，还可以使用软盘、光盘只读存储器（CD-ROM）、磁光盘（MOD）和/或数字通用光盘（DVD）。此外，在本说明书描述的实施例中，附加输入通道可以，并不限于，为与操作员接口关联的计算机周边设备（例如鼠标和键盘）。可替换地，还可以使用的其他计算机周边设备可以包括（举例而言而不限于）扫描仪。此外，在示例性实施例中，附加输出通道可以非限制性地包括操作员接口监视器。

图5是用于清洗涡轮机100的示例性方法的初步准备阶段300的流程图。准备阶段300包括通过经由控制面板/显示装置242启动开始指令来开始302清洗流程。控制系统190判定304涡轮机100是否以预定速度（例如，约3-6rpm，也称作“盘车装置”速度）旋转以促进引入的清洗混合物的清洗动作。如果控制系统190判定涡轮机100不是以正确速度旋转，则控制系统190触发306警报（和/或点亮警报灯、和/或激活任意其他适当的警报装置）。如果控制系统190判定涡轮机100以适当速度旋转，则控制系统190然后判定涡轮机100的内部/轮部空间是否处于适当温度（在示例性实施例中，优选小于145°F）。涡轮机100的内部温度必须保持低于将不利地影响清洗混合物的有效性和金属部件的完整性和性能的温度。如果控制系统190判定涡轮机100的内部温度超过预定值，则控制系统190触发（310）警报（和/或点亮警报灯、和/或激活任意其他适当的警报装置）。如果控制系统190判定内部温度在预定范围内，则控制系统190使得操作员能够在控制面板/显示装置242上启动（312）“清洗”命令。控制系统190然后在控制面板/显示装置242上显示（314）一个或多个提示，使得操作员能够选择是否单独清洗压缩机部分102和涡轮机部分108中的一者或另一者以进行单独清洗、或者选择组合清洗。如果操作员选择单独清洗，则控制系统190提示（316）操作员选择清洗（318）压缩机部分102或者清洗（320）涡轮机部分108。如果操作员再次选择（316）单独清洗，则控制系统190提示322操作员选择324组合清洗的清洗顺序。

图6是示出示例性涡轮机清洗流程/方法400的第一部分402的流程图。一旦操作员选择（404）压缩机部分102或涡轮机部分108来进行清洗，则控制系统190判定406清洁剂液位是否处于或高于被认为足以进行清洗循环的预定液位。如果存在清洁剂不足，则控制系统190触发（408）警报（和/或点亮警报灯、和/或激活任意其他适当的警报装置）。在触发（408）警报之后，控制系统190自动地或者在由操作员（例如通过触摸控制面板/显示装置242）输入命令之后停止（410）涡轮机清洗流程400的第一部分402，以使得待提高的清洁剂液位得到补充。如果控制系统190判定（406）清洁剂液位足以满足需求，则控制系统190判定（412）软化水供应144是否足以满足需求。如果控制系统190判定（412）存在软化水供应144不足，则控制系统190触发（414）警报（和/或点亮警报灯、和/或激活任意其他适当的警报装置）。同样地，控制系统190自动地或者在由操作员输入命令之后停止（410）涡轮机清洗处理400的第一部分402，以允许补充或恢复软化水供应144。

如果控制系统190判定软化水供应144充足，则控制系统190判定（416）如图3和图4所示和描述的必要阀的位置，并且必要时引起驱动这些阀以完成先前选择的涡轮机清洗流程400。控制系统190然后验证（418）泵153的电机154是否运行。如果控制系统190判定（418）电机154没有运行，则控制系统190触发（420）警报或信号，例如信号灯指示“等待”。在示例性实施例中，控制系统190可以构造成简单地暂停该流程持续预定时间，然后重新检查电机154的操作，并且在判定电机操作之后，恢复处理。在可替换的示例性实施例中，控制系统190可以产生待显示的指示，该指示表示需要人类操作员干预，例如以确认电机操作，并且一旦操作员确认操作之后，操作员可以被指示按压或触摸“恢复”按钮（实际按钮或者显示装置242上的按钮）。如果控制系统190判定（418）电机154运行，则控制系统190然后判定（422）离开混合室162的清洗混合物的排放压力是否在预定参数范围内。如果控制系统190判定422清洗混合物的排放压力不在预定参数范围内，则控制系统190触发（424）警报或信号，例如信号灯指示“等待”。如果控制系统190判定清洗混合物的排放压力在预定参数范围内，则控制系统190判定（426）清洗混合物的流率是否足够。如果控制系统190判定（426）清洗混合物的流率不在预定参数范围内，则控制系统190触发（428）警报或信号，例如信号灯指示“等待”。如果控制系统190判定（426）清洗混合物的流率在预定参数范围内，则控制系统190将清洗混合物供应（430）至涡轮机100中持续预定时间量。

图7是示例性涡轮机清洗流程400的第二部分432的流程图。在完成434利用清洗混合物定时注入涡轮机100之后，控制系统190关闭（436）用于正在运行的特定清洗循环的适当阀，并且停止适当的泵电机154。控制系统190验证（438）必要阀是否已经关闭和电机是否已经停止。如果控制系统190判定必要阀没有关闭并且电机没有停止，则控制系统190触发（440）警报或信号，指示操作员干预，例如主动驱动/解除驱动相关阀或泵。如果控制系统190判定（438）所述必要阀已经被驱动并且泵电机已经停止，则控制系统190通过电机驱动涡轮机100来继续（442）以预定的旋转/搅动速度（例如100转每分钟）搅动清洗混合物持续预定时间段（例如五分钟），以从压缩机叶片和导叶移除沉积物。在预定时间段结束时，控制系统190打开（444）排出阀（未示出），并且开始清洗溶液排出序列。控制系统190判定（446）清洗溶液排出序列是否已经完成。如果控制系统190判定清洗溶液排出序列没有完成，则控制系统190触发（448）警报，提供需要操作员干预的指示。如果控制系统190判定清洗溶液排出序列已经完成，则控制系统190从涡轮机100解除动力（450），以使得涡轮机100惯性运行下降至盘车装置速度。一旦控制系统190检测到涡轮机旋转已经达到盘车装置速度，则控制系统190开始（452）冲洗序列。

在冲洗序列期间，控制系统190从来源144将去离子水引入到涡轮机100内部中。在可替换的示例性实施例中，可以向冲洗水中加入促进冲洗的添加剂。当控制系统190判定（454）充足的冲洗溶液已经被引入涡轮机100中时，控制系统190关闭（456）必要阀并停止相关泵电机。控制系统190验证（458）阀是否已经关闭和泵电机是否已经停止。如果控制系统190判定阀没有关闭并且电机没有停止，则控制系统190触发（460）警报或信号，指示操作员干预，例如主动驱动/解除驱动相关阀或泵。如果控制系统190验证相关阀已经关闭并且泵电机已经停止，则控制系统190以涡轮机100的预定旋转速度开始（462）搅动循环持续预定时间段（例如五分钟）。在完成定时搅动循环之后，控制系统190打开（464）排出阀（未示出）以排空涡轮机100。

控制系统190通过暴露于从涡轮机100放出的排出水的传感器（未示出）来检测（466）冲洗水是否足够干净，表示涡轮机100已经被充分冲洗。在示例性清洗系统中，这通过测量排出的冲洗水的电导率来完成。即，根据采用的（多种）清洁剂，如果冲洗水的电导率高于或低于预定值，则需要进一步冲洗。如果控制系统190判定冲洗水没有足够“干净”，则控制系统190触发（468）警报，表示冲洗序列应当重新开始。此外，排出的冲洗水经过滤；如果检测到碎屑或沉积物材料超过预定量，则必须重复整个清洗循环。

如果控制系统190根据涡轮机冲洗水的状况判定涡轮机100已经被充分冲洗，则控制系统190开始（470）涡轮机干燥序列，其中控制系统190打开（472）排放装置并且使得涡轮机100以预定旋转速度（例如800-1200转每分钟）旋转持续预定时间。在干燥期间，所有排出阀被保持在打开位置以促进将冲洗水排出到涡轮机100所处的设施的排放系统（未示出）中。在经过预定干燥时间之后，控制系统190通过从涡轮机100解除动力使得涡轮机100惯性运行（coast）（474）。一旦控制系统190检测到涡轮机100惯性运行返回到盘车装置速度，则终止（476）清洗处理流程400。

本说明书描述的发明比起涡轮机清洗的已知方法具有多项优点，例如：能够同时在多个位置处将水和/或清洁剂引导到深入涡轮机结构内部，特别是包括涡轮发动机的靠后级的部分；采用现有涡轮机空气抽气管时易于实施；使用“固定”控制编程将特别地排除协议中会降低清洗效率和/或损坏设备的变化；能够避开仅用喇叭口的清洗混合物引入方法中产生的喷嘴阻塞的问题；能够在涡轮机的不同区域中使用不同类型的清洁剂；和提供更有效的清洗，导致清洗循环更少，由于特别是一般清洗和手动清洗靠前级而引起的涡轮机停机时间更少，和由于清洗引起对涡轮机部件的腐蚀更少。

以上详细描述了用于清洗涡轮发动机部件的方法、系统和装置。本发明的方法和系统不限于本说明书描述的具体实施例，相反，系统的部件和/或方法的步骤可以与本说明书描述的其他部件和/或步骤独立地并分离地使用。例如，本发明方法、系统和装置不仅促进清洗用于发电的固定安装的涡轮发动机的压缩机和涡轮机级的清洗，还易于适应其它涡轮机应用，例如航空发动机。

尽管本发明的各种实施例的特定特征在某些附图中示出而未在其他附图示出，这只是为了简便。根据本发明的原理，附图的任意特征可以与任意其他附图的任意特征相结合被引用和/或要求权利。

本说明书使用示例来公开本发明（包括最佳模式），还使得任意本领域技术人员可实践本发明（包括制造和使用任意装置或系统和执行任意结合的方法）。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求书的文字语言并非不同的结构元件、或者如果这样的其他示例包括与权利要求书的文字语言具有非实质性区别的等同结构元件，则这样的其他示例意欲落入权利要求书的范围内。

尽管根据各种特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到本发明可以在权利要求书的精神和范围内加以修改来实施。

Claims (10)

1.一种涡轮发动机系统，包括：

涡轮发动机（100），所述涡轮发动机包括压缩机部分（102）、涡轮机部分（108）、压缩机部分空气抽气管（134、136）和涡轮机部分空气抽气管（138、140）；

水供应管（142），所述水供应管连接成与水供应源（144）流动连通；

清洁剂供应管（132），所述清洁剂供应管连接成与至少一个清洁剂供应源（148）流动连通；

混合室（162），所述混合室连接成与所述水供应管（142）和所述清洁剂供应管（132）流动连通，所述混合室（162）构造成从所述水供应管（142）接收水并且从所述清洁剂供应管接收至少一种清洁剂，并且产生清洗混合物；

清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188），所述清洗混合物供应管连接成与所述混合室（162）流动连通，所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）连接成与所述压缩机部分空气抽气管（134、136）和所述涡轮机部分空气抽气管（138、140）流动连通，以选择性地将所述清洗混合物供应至所述压缩机部分（102）和所述涡轮机部分（108）中的一者；

至少一个泵（153），所述至少一个泵连接成与所述水供应管（142）、所述清洁剂供应管（132）和所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）中的至少一者流动连通；和

控制系统（190），所述控制系统连接到所述水供应管（142）、所述清洁剂供应管（132）、所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）、和所述至少一个泵（153），所述控制系统（190）可操作地构造成调节水、清洁剂、和清洗混合物分别经过所述水供应管（142）、所述清洁剂供应管（132）和所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）的流动。

2.根据权利要求1所述的涡轮发动机系统，其特征在于，所述涡轮发动机系统包括：

熔渣抑制剂管（150），所述熔渣抑制剂管连接成与熔渣抑制剂供应源（152）流动连通并且与所述混合室（162）流动连通。

3.根据权利要求1所述的涡轮发动机系统，其特征在于，所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）还包括：

清洗混合物供应歧管（164），所述清洗混合物供应歧管连接成与所述混合室（162）流动连通；

压缩机部分供应支路管（172、176、178），所述压缩机部分供应支路管连接成与所述清洗混合物供应歧管（164）流动连通，以从所述清洗混合物供应歧管（164）将所述清洗混合物供应至所述涡轮发动机（100）的所述压缩机部分（102）；和

涡轮机部分供应支路管（184、186、188），所述涡轮机部分供应支路管连接成与所述清洗混合物供应歧管（164）流动连通，以从所述清洗混合物供应歧管（164）将所述清洗混合物供应至所述涡轮发动机（100）的所述涡轮机部分（108）。

4.根据权利要求3所述的涡轮发动机系统，其特征在于，所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）还包括：

涡轮机喇叭口供应支路管（170），连接成与所述清洗混合物供应歧管（164）流动连通，以从所述清洗混合物供应歧管（164）将所述清洗混合物供应至所述涡轮发动机（100）的喇叭口。

5.根据权利要求1所述的涡轮发动机系统，其特征在于，所述控制系统（190）还包括：

控制处理器（246）；

与所述控制处理器（246）相关联的控制显示装置（242）；和

至少一个压力传感器（206、208、210），定位在所述水供应管（142）、所述清洁剂供应管（132）、所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）中的至少一者中，所述至少一个压力传感器（206、208、210）与所述控制处理器（246）数据通信，以检测所述水供应管（142）、所述清洁剂供应管（132）、和所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）中的所述至少一者中的流体的压力。

6.根据权利要求5所述的涡轮发动机系统，其特征在于，所述控制系统（190）还包括：

至少一个流动控制阀（156、158、166、168、174、184），定位在所述水供应管（142）、所述清洁剂供应管（132）、和所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182）中的至少一者中，所述至少一个流动控制阀（164、170、172、176、178、182）与所述控制处理器通信，以实现至少在打开位置和关闭位置之间驱动所述至少一个流动控制阀（164、170、172、176、178、182），所述驱动由所述控制处理器（246）引起。

7.根据权利要求5所述的涡轮发动机系统，其特征在于，所述控制系统（190）还包括：

至少一个流量传感器（222、224、226、228、230、232、234、236、238、240），设置在所述水供应管（142）、所述清洁剂供应管（132）、所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）中的至少一者中，所述至少一个流量传感器（222、224、226、228、230、232、234、236、238、240）与所述控制处理器通信，以检测所述水供应管（142）、所述清洁剂供应管（132）和所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）中的所述至少一者中的流体的流量。

8.一种用于清洗涡轮发动机（100）的方法，所述涡轮发动机（100）具有压缩机部分（102）、涡轮机部分（108）、压缩机空气抽气管（134、136）和涡轮机空气抽气管（138、140），所述方法包括如下步骤：

将水供应管（142）连接成与所述水供应源（144）流动连通；

将清洁剂供应管（132）连接成与至少一个清洁剂供应源（148）流动连通；

将混合室（162）连接成与所述水供应管（142）和所述清洁剂供应管（132）流动连通，所述混合室（162）构造成从所述水供应管（142）接收水并且从所述清洁剂供应管接收至少一种清洁剂，并且产生清洗混合物；

将清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）连接成与所述混合室（162）流动连通；

将所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）连接成与所述压缩机部分空气抽气管（134、136）和所述涡轮机部分空气抽气管（138、140）流动连通，以选择性地将所述清洗混合物供应至所述压缩机部分（102）和所述涡轮机部分（108）中的一者；并且

将控制系统（190）连接到所述水供应管（142）、所述清洁剂供应管（132）、和所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188），以调节水、清洁剂、和清洗混合物分别经过所述水供应管（142）、所述清洁剂供应管（132）和所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）的流动。

9.根据权利要求8所述的用于清洗涡轮发动机的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

将熔渣抑制剂管（150）连接成与熔渣抑制剂供应源（152）流动连通，并且与所述混合室（162）流动连通。

10.根据权利要求8所述的用于清洗涡轮发动机（100）的方法，其特征在于，将所述清洗混合物供应管（164、170、172、176、178、182、186、188）连接成与所述压缩机部分空气抽气管（134、136）和所述涡轮机部分空气抽气管（138、140）流动连通，以选择性地将所述清洗混合物供应至所述压缩机部分（102）和所述涡轮机部分（108）中的一者的步骤还包括：

将清洗混合物供应歧管（164）连接成与所述混合室（162）流动连通；

将压缩机部分供应支路管（172、176、178）连接成与所述清洗混合物供应歧管（164）流动连通，以从所述清洗混合物供应歧管（164）将所述清洗混合物供应至所述涡轮发动机（100）的所述压缩机部分（102）；和

将涡轮机部分供应支路管（184、186、188）连接成与所述清洗混合物供应歧管（164）流动连通，以从所述清洗混合物供应歧管（164）将所述清洗混合物供应至所述涡轮发动机（100）的所述涡轮机部分（108）。

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