CN113250823A - 用于气体涡轮机系统的空气过滤组件以及用于过滤气体涡轮机系统中的进气的方法 - Google Patents

用于气体涡轮机系统的空气过滤组件以及用于过滤气体涡轮机系统中的进气的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113250823A
CN113250823A CN202011573597.0A CN202011573597A CN113250823A CN 113250823 A CN113250823 A CN 113250823A CN 202011573597 A CN202011573597 A CN 202011573597A CN 113250823 A CN113250823 A CN 113250823A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
inlet duct
electrostatic
filters
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011573597.0A
Other languages
English (en)
Inventor
沃尔夫冈·弗朗兹·迪特里希·莫尔
约尔格·普菲斯特纳
卡梅尔·塔耶比
穆拉利·克里希纳·卡拉盖
瑞贝卡·伊芙琳·赫夫纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co PLC
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN113250823A publication Critical patent/CN113250823A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0032—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions using electrostatic forces to remove particles, e.g. electret filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/05—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles
    • F02C7/052—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles with dust-separation devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/50—Means for discharging electrostatic potential
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/56—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
    • B01D46/62—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition connected in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
    • B01D50/20—Combinations of devices covered by groups B01D45/00 and B01D46/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/01—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation
    • B03C3/011—Prefiltering; Flow controlling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/025—Combinations of electrostatic separators, e.g. in parallel or in series, stacked separators or dry-wet separator combinations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/12—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by separation of ionising and collecting stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B03C3/47—Collecting-electrodes flat, e.g. plates, discs, gratings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/66—Applications of electricity supply techniques
    • B03C3/68—Control systems therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/045—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for noise suppression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/05—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles
    • F02C7/055—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles with intake grids, screens or guards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2267/00—Multiple filter elements specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2267/40—Different types of filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/60—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for the intake of internal combustion engines or turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/24—Details of magnetic or electrostatic separation for measuring or calculating of parameters, e.g. efficiency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D33/00—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
    • B64D33/02—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of combustion air intakes
    • B64D2033/0246—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of combustion air intakes comprising particle separators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/50—Application for auxiliary power units (APU's)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/51—Inlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/607—Preventing clogging or obstruction of flow paths by dirt, dust, or foreign particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

本发明题为用于气体涡轮机系统的空气过滤组件以及用于过滤气体涡轮机系统中的进气的方法。本发明公开了空气过滤组件(100)，该空气过滤组件被构造成提供对颗粒(112)的即时检测以及/或者改进颗粒过滤。该组件可包括与气体涡轮机系统(10)的压缩机(12)流体连通的空气入口管道(102)。该空气入口管道(102)可包括用于接收包括进气(104)颗粒(112)的进气(104)的入口(106)，以及与该入口(106)相对定位的出口(108)。该组件还可包括在入口(106)处的多个叶片过滤器(118)，定位在空气入口管道(102)中位于叶片过滤器(118)下游的织物过滤器(120)的阵列，以及定位在空气入口管道(102)中位于织物过滤器(120)下游的消音器组件(122)。另外，该组件可包括静电部件(124)，该静电部件定位在空气入口管道(102)中，位于织物过滤器(120)的下游。该静电部件(124)可被构造成对通过叶片过滤器(118)和织物过滤器(120)的进气(104)颗粒(112)进行充电。

Description

用于气体涡轮机系统的空气过滤组件以及用于过滤气体涡轮 机系统中的进气的方法
背景技术
本公开整体涉及用于气体涡轮机系统的空气过滤组件，并且更具体地涉及被构造成提供颗粒的即时检测以及/或者改进颗粒过滤的空气渗透组件。
气体涡轮机在世界各地用于多种多样的应用和环境中。这种多样性为空气过滤系统带来了许多挑战，从而需要针对每种类型的环境污染物、气体涡轮机平台技术和/或燃料质量的不同解决方案。例如，在沙漠或高粉尘浓度区域中操作的气体涡轮机和/或在高操作温度下操作的高效气体涡轮机必须包括防止不期望的碎屑或颗粒(例如，沙土、粉尘)进入气体涡轮机的过滤系统。当常规过滤系统失效并且沙土和其他不期望的颗粒进入气体涡轮机时，该气体涡轮机的部件可能损坏和/或不可操作。另外，流过气体涡轮机的部件的不期望的颗粒可降低气体涡轮机本身的操作效率。
为了防止碎屑和/或颗粒进入气体涡轮机，过滤系统通常包括过滤部件的多个级，这些过滤部件在工作流体(例如，已过滤空气)进入气体涡轮机的压缩机之前过滤各种大小的碎屑和/或颗粒。然而，包括在常规过滤系统中的这些部件可被相同的碎屑损坏，并且可根据需要不再过滤掉碎屑和颗粒。除此之外或另选地，包括在常规过滤系统中的部件可能由于不正确的安装、延长的操作寿命或用途和/或其他劣化因素而不能根据需要操作(例如，过滤掉碎屑)。在常规系统中，通常不存在此类过滤部件被损坏和/或不可操作的警告或指示系统。因此，只有当气体涡轮机的部件损坏/改变时，以及/或者当气体涡轮机的操作效率降低时，气体涡轮机的操作者才可以确定过滤系统的部件需要修理和/或更换。另外，为了修理过滤系统的损坏过滤部件，必须关闭过滤系统或甚至整个气体涡轮机以维护损坏过滤部件和/或气体涡轮机损坏的部件，这可能导致产生电力损失和/或财力损失。
发明内容
本公开的第一方面提供了用于气体涡轮机系统的空气过滤组件。该空气过滤组件包括：空气入口管道，该空气入口管道与气体涡轮机系统的压缩机流体连通，该空气入口管道包括：入口，该入口用于接收包括进气颗粒的进气；和出口，该出口与入口相对定位；多个叶片过滤器，该多个叶片过滤器位于空气入口管道的入口处；织物过滤器的阵列，该织物过滤器的阵列定位在空气入口管道中，位于该多个叶片过滤器的下游；消音器组件，该消音器组件定位在空气入口管道中，位于织物过滤器的阵列的下游，该消音器组件邻近该入口管道的出口定位；和静电部件，该静电部件定位在空气入口管道中，位于织物过滤器的阵列的下游，该静电部件被构造成对通过多个叶片过滤器和织物过滤器的阵列的进气颗粒进行充电。
本公开的第二方面提供了气体涡轮机系统，该气体涡轮机系统包括：压缩机；以及与压缩机流体连通的空气过滤组件，该空气过滤组件包括：空气入口管道，该空气入口管道包括：入口，该入口用于接收包括进气颗粒的进气；和出口，该出口与入口相对定位；多个叶片过滤器，该多个叶片过滤器位于空气入口管道的入口处；织物过滤器的阵列，该织物过滤器的阵列定位在空气入口管道中，位于该多个叶片过滤器的下游；消音器组件，该消音器组件定位在空气入口管道中，位于织物过滤器的阵列的下游，该消音器组件邻近该入口管道的出口定位；和静电部件，该静电部件定位在空气入口管道中，位于织物过滤器的阵列的下游，该静电部件被构造成对通过多个叶片过滤器和织物过滤器的阵列的进气颗粒进行充电。
本公开的第三方面提供了一种用于气体涡轮机系统过滤进气的方法。该方法包括使包括进气颗粒的进气流动通过：多个叶片过滤器，该多个叶片过滤器定位在与气体涡轮机系统的压缩机流体连通的空气入口管道的入口处；和织物过滤器的阵列，该织物过滤器的阵列定位在空气入口管道中，位于该多个叶片过滤器的下游；以及使用定位在空气入口管道中位于织物过滤器的阵列下游的静电部件对流过多个叶片过滤器和织物过滤器的阵列的进气中包括的进气颗粒进行充电。
本公开的示例性方面被设计成解决本文描述的问题和/或未讨论的其他问题。
附图说明
从结合描绘本公开的各种实施方案的附图的对本公开的各个方面的以下详细描述，将更容易理解本公开的这些和其他特征，其中：
图1示出了根据本公开的实施方案的气体涡轮机系统和包括离子发生器矩阵的空气渗透组件的示意图。
图2示出了根据本公开的实施方案的包括离子发生器矩阵的空气渗透组件的空气入口管道的前横截面图。
图3示出了根据本公开的附加实施方案的气体涡轮机系统和包括离子发生器矩阵的空气渗透组件的示意图。
图4示出了根据本公开的另外实施方案的气体涡轮机系统和包括离子发生器矩阵的空气渗透组件的示意图。
图5示出了根据本公开的实施方案的气体涡轮机系统和包括静电过滤器矩阵的空气渗透组件的示意图。
图6示出了根据本公开的实施方案的包括静电过滤器矩阵的空气渗透组件的空气入口管道的前横截面图。
图7至图11示出了根据本公开的各种实施方案的气体涡轮机系统和包括静电过滤器矩阵的空气渗透组件的各种示意图。
图12示出了根据本公开的另一个实施方案的气体涡轮机系统和包括离子发生器矩阵的空气渗透组件的示意图。
应当注意，本公开的附图未按比例绘制。附图旨在仅描绘本公开的典型方面，并且因此不应当被视为限制本公开的范围。在附图中，类似的编号表示附图之间的类似的元件。
具体实施方式
首先，为了清楚地描述当前公开，当引用和描述本公开范围内的相关机器部件时，将有必要选择某些术语。在这样做时，如果可能的话，通用的行业术语将以与其接受含义一致的方式进行使用和采用。除非另有说明，否则应当对此类术语给出与本申请的上下文和所附权利要求书的范围一致的广义解释。本领域的普通技术人员将了解，通常可以使用若干不同或重叠术语来引用特定部件。在本文中可描述为单个零件的物体可以包括多个部件并且在另一个上下文中被引用为由多个部件组成。另选地，本文中可描述为包括多个部件的物体可在别处称为单个零件。
此外，本文中可能会定期使用若干描述性术语，并且在本节开始时定义这些术语应当证明是有帮助的。除非另有说明，否则这些术语以及其定义如下。如本文所用，“下游”和“上游”是指示相对于流体流动的方向的术语，诸如通过涡轮引擎的工作流体，或者例如通过燃烧器的空气流或通过涡轮机的部件系统之一的冷却剂。术语“下游”对应于流体流动方向，并且术语“上游”是指与流动相反的方向。在没有任何另外的特殊性的情况下，术语“前”和“后”是指方向，其中“前”是指引擎的前端或压缩机端，并且“后”是指引擎的后端或涡轮机端。另选地，术语“前面”和“后面”可以分别使用和/或理解为在描述上类似于术语“前”和“后”。通常，需要描述处于不同径向、轴向和/或周向位置的零件。“A”轴线表示轴向取向。如本文所用，术语“轴向”和/或“轴向地”是指物体沿着轴线A的相对位置/方向，该轴线基本上平行于涡轮机系统(特别是转子部分)的旋转轴线。如本文进一步使用的，术语“径向”和/或“径向地”是指物体沿着方向“R”的相对位置/方向(参见图1)，该方向基本上垂直于轴线A并仅在一个位置处与轴线A相交。最后，术语“周向”是指围绕轴线A的移动或位置(例如，方向“C”)。
如上所述，本公开整体涉及用于气体涡轮机系统的空气过滤组件，并且更具体地涉及被构造成提供颗粒的即时检测以及/或者改进颗粒过滤的空气渗透组件。
下面参考图1至图12讨论这些和其他实施方案。然而，本领域技术人员将容易理解，本文相对于这些附图给出的详细描述仅用于说明目的并且不应当被解释为限制。
图1示出了示例性气体涡轮机系统10的示意图。气体涡轮机系统10可包括压缩机12和空气过滤组件100，该空气过滤组件定位在压缩机12上游并与之流体连通。压缩机12压缩进入的已过滤空气流18，该已过滤空气流可被空气过滤组件100过滤并从该空气过滤组件流动到压缩机12，如本文所讨论的。压缩机12通常包括多个可旋转桨片，该多个可旋转桨片包括翼型件(未示出)和静止喷嘴(未示出)，二者一起工作以在已过滤空气18流过压缩机12时压缩该已过滤空气。压缩机12将压缩空气流20输送到燃烧器22。燃烧器22将压缩空气流20与加压燃料流24混合并燃烧混合物以产生燃烧气体流26。尽管仅示出了单个燃烧器22，但气体涡轮机系统10可包括任何数量的燃烧器22。燃烧气体流26继而被递送到涡轮机28。类似于压缩机12，涡轮机28通常还包括多个涡轮机桨片，该多个涡轮机桨片包括翼型件和定子叶片。燃烧气体流26驱动涡轮机28，并且更具体地，驱动涡轮机28的多个涡轮机桨片以产生机械功。涡轮机28中产生的机械功经由延伸穿过涡轮机28的转子30驱动压缩机12，并且可以用于驱动外部负载32(诸如发电机等)。
气体涡轮机系统10还可以包括排气框架34。如图1所示，排气框架34可以邻近气体涡轮机系统10的涡轮机28定位。更具体地，排气框架34可以邻近涡轮机28定位，并且可以基本上定位在涡轮机28和/或从燃烧器22流动到涡轮机28的燃烧气体流26的下游。
在燃烧气体26流过并驱动涡轮机28之后，燃烧气体26可以沿流动方向(D)通过排气框架34排出、流过和/或排放。在图1所示的非限制性示例中，燃烧气体30可以沿流动方向(D)流过排气框架38，并且可以从气体涡轮机系统10排放(例如，排放到大气)。在气体涡轮机系统10是联合循环发电厂(例如，包括气体涡轮机系统和蒸气涡轮机系统)的一部分的另一个非限制性示例(未示出)中，燃烧气体26可以从排气框架34排放，并且可以沿流动方向(D)流入联合循环发电厂的热回收蒸气发生器。
如图1所示，并且如本文详细讨论的，气体涡轮机系统10的空气过滤组件100可包括可检测颗粒何时处于可形成已过滤空气18的进气中的多个部件、设备和/或系统。除此之外或另选地，空气过滤组件100可包括多个部件、设备和/或系统，这些部件、设备和/或系统可在已过滤空气18被递送到压缩机12之前改进颗粒的过滤并且/或者防止颗粒存在于已过滤空气18中。如本文所讨论的，使用空气过滤组件100检测颗粒并且/或者改进颗粒的过滤可减少/防止在操作期间接收和/或利用已过滤空气18的气体涡轮机系统10的内部部件损坏。此外，空气过滤组件100的具体实施可通过减少/消除已过滤空气18中包括的不期望的颗粒数量来保持/改进气体涡轮机系统10的操作效率。
如图1所示，气体涡轮机系统10的空气过滤组件100可包括空气入口管道102。空气入口管道102可与气体涡轮机系统10的压缩机12流体连通，以在其中提供已过滤空气18。空气入口管道102可由任何合适的管道部件和/或管道系统形成，这些管道部件和/或管道系统可被构造成接收进气104并且在其中包括或容纳至少一个部件、设备和/或系统以过滤进气104。在非限制性示例中，空气入口管道102可以包括：定位和/或形成在空气入口管道102的第一端上的入口106、与空气入口管道102的第二端上的入口106相对定位的出口108以及在入口106和出口108之间延伸的内部腔110。入口106可接收包括颗粒112的进气104，并且随后可使进气104通过内部腔110到达出口108以提供给压缩机12。如本文所讨论的，包括颗粒112的进气104可移动通过空气入口管道102的内部腔110，并且与存在于内部腔110中的空气过滤组件100的部件、设备和/或系统相互作用并且/或者由这些部件、设备和/或系统处理，以过滤进气104中的颗粒112。过滤进气104中的颗粒112可形成由压缩机12用作工作流体的已过滤空气18。
空气过滤组件100还可包括多个叶片过滤器118，该多个叶片过滤器可过滤进气104中的大颗粒112。更具体地讲，空气过滤组件100可以包括多个叶片过滤器118，该多个叶片过滤器定位在空气入口管道102的入口106的入口上、处、内和/或附近。定位在入口106处的多个叶片过滤器118可提供进气104的第一形式的过滤，以用于去除进气104中包括的颗粒112。多个叶片过滤器118可形成为任何合适的过滤部件，该过滤部件可被构造成去除和/或过滤掉可存在于进气104中的大颗粒和/或碎屑，诸如沙粒、灰尘、雨滴、雪和其他不期望的碎屑。在非限制性示例中，多个叶片过滤器118可包括跨空气入口管道102的入口106形成的风挡和/或筛网。
织物过滤器120的阵列也可包括在空气过滤组件100中。在图1所示的非限制性示例中，织物过滤器120的阵列可定位在空气入口管道102中，并且更具体地定位在空气入口管道102的内部腔110中。另外，织物过滤器120的阵列可定位在空气入口管道102中，位于入口106和多个叶片过滤器118的下游。织物过滤器120的阵列可形成为任何合适的过滤部件和/或设备，这些过滤部件和/或设备可被构造成进一步过滤流过其中的进气104中的颗粒112。也就是说，织物过滤器120的阵列可被构造成过滤进气104中包括的更细和/或更小的颗粒，这些颗粒可能不一定被多个叶片过滤器118过滤。在所示的非限制性示例中，织物过滤器120的阵列可形成为多个织物过滤器袋。在另一个非限制性示例中，织物过滤器120可由多个锥形织物过滤器形成。织物过滤器120的阵列也可形成为脉冲织物过滤器或静态织物过滤器。
空气过滤组件100还可包括消音器组件122。消音器组件122可定位在空气入口管道102中以及/或者空气入口管道102的内部腔110中。如图1所示，消音器组件122可定位在织物过滤器120的阵列的下游，并且邻近空气入口管道102的出口108。在非限制性示例中，进气104可通过消音器组件122以形成已过滤空气18，该已过滤空气继而可从消音器组件122和/或空气过滤组件100的出口108提供给压缩机12，如本文所讨论的。消音器组件122可形成为任何合适的部件、系统和/或部件的组件，这些部件、系统和/或部件的组件被认为减少通过空气入口106传输的压缩机12的“噪声”。例如，消音器组件122可形成为多个消音器面板，该多个消音器面板可消除和/或减少与气体涡轮机系统10的操作相关联的噪声。
图1所示的空气过滤组件100的非限制性示例还包括可检测进气104中的不期望的颗粒112的部件、设备和/或系统。更具体地讲，在空气过滤组件100的操作期间，进气104中包括的不期望的颗粒112可能不会被多个叶片过滤器118和/或织物过滤器120的阵列过滤。颗粒112可由于其大小而不被过滤(例如，既不被叶片过滤器118过滤，也不被织物过滤器120过滤)，以及/或者由于多个叶片过滤器118和/或织物过滤器120的阵列的故障或缺陷而不被过滤。例如，并且如图1所示，由于颗粒大小、过滤器撕裂和/或在织物过滤器120中的一些织物过滤器中形成的孔、织物过滤器120的不正确安装以及/或者每个溶解和重结晶过程，颗粒112可通过织物过滤器120的阵列，不被该织物过滤器的阵列过滤并且/或者可在该织物过滤器的阵列下游流动。可通过可流过多个叶片过滤器118的碎屑(例如，昆虫)、织物过滤器120的不正确安装和/或护理、制造缺陷和/或织物过滤器120的操作磨损而在织物过滤器120中形成撕裂和/或孔。因此，进气104中包括的颗粒112可不被织物过滤器120过滤和/或收集，并且可流过这些孔。如本文所讨论的，检测到空气入口管道内的颗粒112越过多个叶片过滤器118和/或织物过滤器120的阵列可指示空气渗透组件100的部件未正常工作并且/或者可能需要维护(例如，更换撕裂的织物过滤器)。这继而可减少/防止颗粒112在操作期间对压缩机12、燃烧器22和/或涡轮机28造成的损坏，并且/或者可通过减少/消除已过滤空气18中包括的不期望的颗粒112的数量来保持/改进气体涡轮机系统10的操作效率。
如图1所示，空气过滤组件100可包括定位在空气入口管道102中的静电部件124。更具体地讲，静电部件124可定位在空气入口管道102的内部腔110内，位于织物过滤器120的阵列的下游。另外，如图所示，静电部件124可定位在空气过滤组件100的消音器组件122的上游。静电部件124可被构造成对通过多个叶片过滤器118和/或织物过滤器120的阵列并且继而通过和/或越过静电部件124的颗粒112进行充电。如本文所讨论的，进气104中包括的带电颗粒113可在颗粒113到达气体涡轮机系统10的压缩机12之前允许对颗粒113进行更容易和/或改进的检测。
在图1所示的非限制性示例中，静电部件124可以形成为和/或被构造为多个离子发生器126或离子发生器126的矩阵(在下文中称为“离子发生器126的矩阵”)。离子发生器126的矩阵可定位在空气入口管道102内，位于织物过滤器120的阵列的下游。转到图2，继续参考图1，离子发生器126的矩阵可以跨越入口管道102的整个前横截面区域。也就是说，并且如图2所示，形成静电部件124的离子发生器126的矩阵可跨越和/或覆盖入口管道102的内部腔110的整个区域，使得可通过织物过滤器120的阵列的每个颗粒112必须越过和/或通过离子发生器126的矩阵。在非限制性示例中，形成静电部件124的离子发生器126的矩阵可形成为电晕充电器或电晕线的多个矩阵。然而，应当理解，过滤组件100的离子发生器126可由可被构造成对进气颗粒112进行充电的任何合适的设备、部件和/或系统形成，如本文所讨论的。
如图2所示，离子发生器126的矩阵可包括多个离子发生器单元128A至128H，该多个离子发生器单元定位在入口管道102内，并且更具体地定位在入口管道102的内部腔110中。在离子发生器126形成为电晕充电器的非限制性示例中，离子发生器单元128A至128H可包括多个线和/或板，这些线和/或板可被充电以及/或者被构造成在每个离子发生器单元128A至128H内的相应线/板之间提供带电离子/电子的通量。由每个离子发生器单元128A至128H提供和/或产生的电荷可包括预先确定的电压。另外，在气体涡轮机系统10的操作期间，多个离子发生器单元128A至128H中的每一者可在与其他离子发生器单元128A至128H不同的预先确定的电压下操作和/或产生与其他离子发生器单元128A至128H不同的预先确定的电压，从而形成离子发生器126的矩阵。例如，在某一时刻，第一离子发生器单元128A可操作和/或产生五(5)千伏(kV)的电压，第二离子发生器单元128B可操作和/或产生六(6)千伏(kV)的电压，第三离子发生器单元128C可操作和/或产生四(4)千伏(kV)的电压，并且第四离子发生器单元128D可不操作，可切换至“关闭”状态并且/或者可不产生电压。如本文所讨论的，当进气104的颗粒112越过和/或通过多个离子发生器单元128A至128H中的一者时，对应的离子发生器单元128A至128H可使颗粒112充电以形成带电颗粒113(参见图1)，该带电颗粒基于离子发生器单元的电压和空气入口管道102中电子/离子的相关联通量被充电到不同水平(例如，承载的总负载)。除此之外或另选地，当高密度颗粒112越过和/或通过多个离子发生器单元128A至128H中的一者时，颗粒112可改变对应离子发生器单元128A至128H内的穿透或击穿电压。在任一个示例中，使用形成为离子发生器单元128A至128H的离子发生器126的矩阵可有助于检测在织物过滤器120的阵列的下游流动的不期望的颗粒112，并且/或者可有助于识别空气过滤组件100(例如，织物过滤器120的一部分)中允许颗粒112不期望地流过离子发生器126的矩阵的位置。
应当理解，形成实施方案中所示的离子发生器126矩阵的离子发生器单元128A至128H的数量仅仅是示例性的。也就是说，在图2所示的非限制性示例中，示出了八(8)个离子发生器单元128A至128H。空气过滤组件100的离子发生器126的矩阵可包括比附图中所示的那些更多或更少的离子发生器单元128。另外，形成离子发生器126的矩阵的离子发生器单元128的数量和/或大小至少部分地取决于包含和/或容纳离子发生器126的矩阵的空气入口管道102的大小、形状和/或尺寸/面积。
可由控制系统130控制离子发生器126的矩阵(更具体地讲，多个离子发生器单元128A至128H中的每一者)的操作。也就是说，如图1和图2所示，控制系统130可以与形成离子发生器126的矩阵的多个离子发生器单元128A至128H中的每一者可操作地耦接和/或可操作地连通。因此，空气过滤组件100的控制系统130可以通过在“打开”和“关闭”状态之间切换离子发生器单元128A至128H来控制形成离子发生器126的矩阵的多个离子发生器单元128A至128H中的每一者的操作。另外，控制系统130还可以控制在操作期间由多个离子发生器单元128A至128H中的每一者产生的不同的预先确定的电压。如图1所示，控制系统130还可与涡轮机控制系统36可操作地连通，该涡轮机控制系统被配置为控制气体涡轮机系统10的发电设备(例如，压缩机12、燃烧器22、涡轮机28等)的操作。如本文所讨论的，控制系统130可向涡轮机控制系统36提供与检测到的流过空气过滤组件100的不期望的颗粒112有关的信息。除此之外或另选地，响应于检测到空气过滤组件100内不期望的量/浓度的颗粒112，控制系统130可绕过涡轮机控制系统36以关闭气体涡轮机系统10的发电设备，该不期望的量/浓度的颗粒如果暴露的话可对压缩机12、燃烧器22和/或涡轮机28造成损坏。
在非限制性示例中，控制系统130和涡轮机控制系统36可形成为或被构造为单独运行并且彼此连通的单个独立系统或计算设备，如本文所讨论的。另选地，控制系统130可一体地形成在涡轮机控制系统36内，与涡轮机控制系统36连通并且/或者形成为涡轮机控制系统36的一部分。无论如何体现，控制系统130和涡轮机控制系统36可由任何合适的设备和/或系统形成，该设备和/或系统可被配置为获取和处理与气体涡轮机系统10相关的信息，并且控制气体涡轮机系统10和空气过滤组件100的各种部件。
空气过滤系统100还可包括至少一个静电传感器132。如图1所示，静电传感器132可以可操作地耦接到控制系统130和/或与该控制系统可操作地连通。静电传感器132可定位在离子发生器126的矩阵的下游。另外，静电传感器132可定位在压缩机12的上游。在非限制性示例中，静电传感器132也可分别定位在空气入口管道102和消音器组件122的下游。在其他非限制性示例(未示出)中，静电传感器132可以分别定位在消音器组件122的上游和空气入口管道102内，或者另选地，静电传感器132可以定位在消音器组件122内，只要静电传感器132定位在离子发生器126的矩阵的下游但在压缩机12的上游即可。在非限制性示例中，静电传感器132可与流体联接空气过滤组件100和压缩机12的导管134流体连通以及/或者定位在该导管内。也就是说，静电传感器132可与导管134连通，该导管可将已过滤空气18递送到压缩机12。
静电传感器132可由任何合适的传感器和/或设备形成，该传感器和/或设备可被配置为检测进气104的带电颗粒112，这些带电颗粒可先前由离子发生器126的矩阵充电并流过静电传感器132(例如，颗粒物传感器)。如本文所讨论的，静电传感器132检测由不带电颗粒112和带电颗粒113承载的总负载，如由形成离子发生器126的矩阵的多个离子发生器单元中的特定离子发生器单元128A至128H所产生的。在非限制性示例中，静电传感器132可形成为具有高局部分辨率的按钮传感器、布置在环中的多个按钮系统传感器、圆周环传感器等。除此之外或另选地，静电传感器132可在流动方向上分级，以通过将不同级的信号与涡轮机控制系统36已知的流速相关来增加由流动拖拽并由离子发生器126的矩阵充电的带电颗粒113的可检测性。
应当理解，实施方案中所示的静电传感器132的数量仅仅是示例性的。也就是说，在图1所示的非限制性示例中，示出了两个静电传感器132。空气过滤组件100可包括比附图中所示的那些静电传感器132更多或更少的静电传感器。
在气体涡轮机系统10的操作期间，进气104可流过空气过滤组件100以向压缩机12提供工作流体(例如，已过滤空气18)。由于同一部件中的损坏和/或缺陷，进气104中包括的颗粒112可能不期望地流过过滤部件(例如，多个叶片过滤器118、织物过滤器120的阵列)。在空气过滤组件100中，未被多个叶片过滤器118和/或织物过滤器120的阵列过滤的颗粒112可穿过离子发生器126的矩阵，从而形成静电部件124。离子发生器126的矩阵继而可对颗粒112充电。更具体地，基于由控制系统130控制的多个离子发生器单元128中的每一者的不同的预先确定的电压，形成离子发生器126的矩阵的多个离子发生器单元128中的每一者可对流过其中的每个颗粒112充电。此外，当颗粒112越过和/或通过多个离子发生器单元128A至128H中的一者时，颗粒112可改变对应离子发生器单元128A至128H内的穿透或击穿电压，这也可由控制系统130检测到。
当带电颗粒113流出空气过滤组件100并经由导管134递送到压缩机12时，带电颗粒113可由静电传感器132检测到。静电传感器132可检测电荷颗粒113，并且可向控制系统130提供与带电颗粒112相关的信息，包括但不限于带电颗粒113的量/浓度，以及/或者每个检测到的带电颗粒113的相关联的或对应的承载负载。使用由静电传感器132产生的该信息，控制系统130可确定已过滤空气18中包括的正提供给压缩机12的未带电颗粒112和带电颗粒113的量是否可损坏压缩机12并且/或者降低气体涡轮机系统10的操作效率。在例如带电颗粒113的浓度和/或量可能损坏或将损坏压缩机12、燃烧器22和/或涡轮机28的非限制性示例中，控制系统130可向涡轮机控制系统36建议或发送信号通知应关闭气体涡轮机系统10以防止损坏。另外，并且基于检测到的每个带电颗粒113的负载以及对应离子发生器单元128A至128H内的改变的穿透或击穿电压，控制系统130可以容易地识别哪个过滤部件以及哪个位置或区域可能具有缺陷和/或损坏。例如，参考图2，在改变第一离子发生器单元128A中的穿透电压并且/或者用第一承载的负载(与第一离子发生器单元128A的电压相关联的预先确定的负载)检测带电颗粒113时，控制系统130可以确定织物过滤器120的阵列的与第一离子发生器单元128A向上游对齐的部分和/或区域可能需要修理/更换。将空气过滤组件100包括在气体涡轮机系统10中允许早期检测流向压缩机12的不期望的颗粒112，这继而可通过允许立即指示空气过滤组件100的部件的修理、维护和/或更换来防止或减少对压缩机12的损坏。
图3和图4示出了包括空气过滤组件100的气体涡轮机系统10的附加非限制性示例的示意图。图3和图4的每个非限制性示例中所示的空气过滤组件100可包括本文讨论的不同构型和/或附加特征。应当理解，类似编号和/或命名的部件可能以基本类似的方式起作用。为清楚起见，已经省略了对这些部件的冗余解释。
如图3所示，空气过滤组件100还可包括蒸发器136和小滴去除器138。蒸发器136和小滴去除器138可定位在空气入口管道102内，并且更具体地，定位在空气入口管道102的内部腔110中，位于织物过滤器120的阵列的下游以及消音器组件122的上游。另外，并且如图3所示，小滴去除器138可定位在蒸发器136的下游并且直接邻近蒸发器136。蒸发器136可被构造为可被配置为蒸发和/或增加进气104的水分的任何合适的设备和/或系统。在非限制性示例中，蒸发器136可形成为润湿织物或液滴喷雾系统，其被构造成也从进气104中去除不期望的颗粒112。小滴去除器138(有时称为除雾器)可形成为任何合适的设备和/或系统，该设备和/或系统可被配置为在进气104通过蒸发器136之后去除和/或捕集可残留在进气104内的液滴/水雾。
在图3所示的非限制性示例中，形成为离子发生器126的矩阵的静电部件124可分别定位在空气入口管道102中，位于蒸发器136和小滴去除器138的下游。因此，仅在颗粒/水滴112通过蒸发器136和小滴去除器138以及/或者向蒸发器136和小滴去除器138的下游流动之后，流过空气入口管道102的细小水滴和/或颗粒112或由先前干燥的水滴产生的残余固体颗粒112可通过离子发生器126的矩阵来充电，如本文相对于图1和图2所类似讨论的。此外，定位在蒸发器136和小滴去除器138下游的离子发生器126的矩阵可被构造成对可通过小滴去除器138和/或与小滴去除器138分离的水滴充电。类似于颗粒112，可能不期望与小滴去除器138分离的水滴到达压缩机12。因此，可能期望使用静电部件124(例如，离子发生器126的矩阵)检测水滴，以防止气体涡轮机系统10的损坏和/或操作效率降低。可使用静电传感器132通过检测水滴的承载负载以及/或者基于改变的穿透电压或击穿电压来检测水滴，如本文类似讨论的。此外，类似于颗粒112，也可基于在离子发生器单元128A至128H内检测到的改变的穿透电压或击穿电压来检测蒸发器136中由蒸发器136内的过载引起的溢出。
另外，在非限制性示例中，空气过滤系统100的空气入口管道102可以包括至少一个通道门140。通道门140可在入口管道102中和/或穿过入口管道102形成，以更容易地进入内部腔110以及其中包括的空气过滤组件100的部件。例如，形成在入口管道102中位于织物过滤器120的阵列的下游和蒸发器136的上游的第一通道门140A可允许更容易地进入织物过滤器120的阵列和蒸发器136，以用于如本文所讨论的检查、修理、维护和/或更换。另外，第二通道门140B可以形成在空气入口管道102中位于离子发生器126的矩阵的下游，以允许更容易地进入离子发生器126的矩阵并且/或者形成离子发生器126的矩阵的多个离子发生器单元128。应当理解，实施方案中所示的通道门140的数量仅仅是示例性的。也就是说，在图3所示的非限制性示例中，示出了两个通道门140。空气过滤组件100可包括比附图中所示的那些通道门140更多或更少的通道门。
为了确保通道门140不向内部腔110中提供泄漏的空气(包括不期望的颗粒，类似于进气104中包括的颗粒112)，空气过滤组件100还可以包括至少一个辅助离子发生器142。例如，当在打开通道门140以进入或检查包括在内部腔110内的部件之后不适当地密封通道门140时，包括不期望颗粒的空气可经由形成在未密封的通道门140中的间隙或空间泄漏到内部腔110中。对于定位在离子发生器126的矩阵下游的通道门140(例如，第二通道门140B)，泄漏的空气中包括的任何颗粒可能不会通过离子发生器126的矩阵，因此不会被该离子发生器的矩阵充电。在非限制性示例中，不同于离子发生器126的矩阵的辅助离子发生器142可以定位在入口管道102的内部腔内，邻近通道门140B和/或位于该通道门的下游。类似于本文相对于图1所讨论的离子发生器126的矩阵中的每个离子发生器单元128A至128H，辅助离子发生器142可向泄漏的空气中包括的颗粒产生和/或提供不同的预先确定的电压，该泄漏的空气可经由通道门140进入内部腔110。在非限制性示例中，辅助离子发生器142可以提供可与由离子发生器126的矩阵产生的所有其他电压不同的电压。因此，并且如本文类似讨论的，静电传感器132可以基于检测到的由空气携带的总负载来识别和/或检测来自通道门140的泄漏空气中的颗粒，这些颗粒使用辅助离子发生器142进行充电。除此之外或另选地，控制系统130可以被配置为基于辅助离子发生器142内改变的穿透或击穿电压来检测经由通道门140进入内部腔110的泄漏空气中的颗粒，如本文相对于离子发生器单元128A至128H类似讨论的。
在图4所示的非限制性示例中，形成为离子发生器126的矩阵的静电部件124可分别定位在空气入口管道102中，位于蒸发器136和小滴去除器138的上游。另外，离子发生器126的矩阵可定位在织物过滤器120的阵列的下游，并且定位在入口管道102的内部腔110内，位于织物过滤器120的阵列与蒸发器136之间。因此，在颗粒112不期望地流过织物过滤器120的阵列之后，但在颗粒112通过蒸发器136和小滴去除器138以及/或者向蒸发器136和小滴去除器138的下游流动之前，流过空气入口管道102的颗粒112可由离子发生器126的矩阵充电，以利用带电颗粒通过仔细构造的蒸发器136的改进的过滤效率。
另外，在图4所示的非限制性示例中，空气过滤组件100还可包括与蒸发器136的排出管线146连通的至少一个辅助静电传感器144。也就是说，蒸发器136可包括用于去除和/或排出液体(例如，去离子水)的排出管线146，该排出管线可用于在进气104上执行的蒸发过程。包括排出管线146可防止蒸发器136的溢出和/或过载，如本文相对于图3所讨论的。蒸发器136的排出管线146内包括的液体可包括由离子发生器126的矩阵充电的颗粒113，如本文所讨论的。
类似于本文所讨论的静电传感器132，辅助静电传感器144可以可操作地耦接到控制系统130以及/或者与该控制系统可操作地连通，并且可与蒸发器136的排出管线146流体连通以及/或者定位在该排出管线内。辅助静电传感器144可在排出管线146内连通，以分析经由排出管线146从蒸发器136中去除的液体。更具体地，并且在离子发生器126的矩阵定位在蒸发器136上游的情况下，辅助静电传感器144可检测施加在液体中包括的带电颗粒113上的电荷，这些带电颗粒可先前由形成离子发生器126的矩阵并收集在排出管线146中的离子发生器单元128A至128H充电。辅助静电传感器144可向控制系统130提供附加信息(例如，光学颗粒检测)以更准确地确定未被多个叶片过滤器118和/或织物过滤器120的阵列过滤的颗粒112的量/浓度，如本文所讨论的。
图5至图12示出了包括空气过滤组件100的气体涡轮机系统10的附加非限制性示例的示意图。图5至图12的每个非限制性示例中所示的空气过滤组件100可包括本文所讨论的用于对过滤进气104中的颗粒112进行改进的不同构型和/或附加特征。应当理解，类似编号和/或命名的部件可能以基本类似的方式起作用。为清楚起见，已经省略了对这些部件的冗余解释。
转到图5，并且类似地在本文中相对于图1至图4所讨论的，空气过滤组件100可包括静电部件124，该静电部件定位在空气入口管道102的内部腔110内，位于织物过滤器120的阵列的下游。另外，如图所示，静电部件124可定位在空气过滤组件100的消音器组件122的上游。静电部件124可被构造成对通过多个叶片过滤器118和/或织物过滤器120的阵列并且继而通过静电部件124和/或越过静电部件124的颗粒112(参见图1)进行充电和过滤。
在图5所示的非限制性示例中，并且不同于本文相对于图1至图4所讨论的示例，静电部件124可被形成为和/或被构造为静电过滤器148的矩阵。静电过滤器148的矩阵可定位在空气入口管道102内，并且更具体地定位在入口管道102的内部腔110内，位于织物过滤器120的阵列的下游。转到图6，继续参考图5，静电过滤器148的矩阵可以跨越入口管道102的整个前横截面区域。也就是说，并且如图6所示，形成静电部件124的静电过滤器148的矩阵可跨越和/或覆盖入口管道102的内部腔110的整个区域，使得可通过织物过滤器120的阵列的每个颗粒112必须越过和/或通过的静电过滤器148的矩阵。
如图6所示，静电过滤器148的矩阵可包括定位在入口管道102内并且更具体地定位在入口管道102的内部腔110中的多个静电过滤器单元150。每个静电过滤器单元150可包括以独立于所有其他静电过滤器单元150的电压操作的多个过滤器部件(例如，筛网)。简要参见图5，在图5的放大的插入件“5”中所示的非限制性示例中，每个静电过滤器单元150可包括用以对流过入口管道102的颗粒充电的电离设备或离子发生器151(在下文中称为“离子发生器151”)以及用以沉淀带电颗粒的至少一个收集器板152。如插入件5所示，每个静电过滤器单元150的离子发生器151和收集器板152可形成于和/或定位在空气入口管道102内，并且更具体地定位在内部腔110内，位于织物过滤器120的阵列的下游。另外，在非限制性示例中，收集器板152还可邻近静电过滤器单元150的离子发生器151定位并位于其下游。离子发生器151可以基本上类似于本文相对于图1至图4所讨论的离子发生器126的矩阵，并且可形成为例如电晕充电器单元和/或电晕线。另外，收集器板152可形成为任何合适的设备和/或组件，该设备和/或组件可被配置为在颗粒112流过和/或经过静电过滤器单元150的离子发生器151之后从进气104过滤和/或去除颗粒112。在非限制性示例中，收集器板152可形成为供应有不同电压的多个板。在非限制性示例中，收集器板152可以连续地向进气104提供电压并且/或者可以从进气104吸引/过滤颗粒112，该进气流过空气入口管道102并且由离子发生器充电，如本文所讨论的。
当操作时，由每个静电过滤器单元150，更具体地分别由离子发生器151和收集器板152提供和/或产生的电荷可通过施加的电压来控制。另外，在气体涡轮机系统10的操作期间，多个静电过滤器单元150/离子发生器151中的每一者的电压可由控制系统130改变和/或调节，以调节颗粒112的电荷和收集器板154的过滤效率。例如，第一静电过滤器单元150A和第二静电过滤器单元150B可为“打开”的、可操作的、有源的以及/或者可在离子发生器151上产生五(5)千伏(kV)的电压并且在收集器板152上产生二(2)千伏(kV)的电压，而第三静电过滤器单元150C可在离子发生器151上操作和/或产生四(4)千伏(kV)的电压并且在收集器板152上操作和/或产生七(7)千伏(kV)的电压。形成静电过滤器148的矩阵的剩余静电过滤器单元150可为“关闭”的、无源的以及/或者可直到产生离子发生器151和/或收集器板152的局部击穿电压才产生电压。如本文所讨论的，打开静电过滤器148的矩阵中的静电过滤器单元150以向颗粒112提供电荷可有助于在空气过滤组件100内过滤和/或去除颗粒112。
应当理解，形成实施方案中所示的静电过滤器148的矩阵的静电过滤器单元150的数量和横截面仅仅是示例性的。也就是说，在图6所示的非限制性示例中，示出了三十二个矩形静电过滤器单元150。空气过滤组件100的静电过滤器148的矩阵可包括更多或更少的静电过滤器单元150，其具有与附图中所示的那些不同形状的横截面。另外，形成静电过滤器148的矩阵的静电过滤器单元150的数量和/或大小至少部分地取决于包含和/或容纳静电过滤器148的矩阵的空气入口管道102的大小、形状和/或尺寸/面积。
静电过滤器单元150还可包括测量设备154。在图5的插入件5中所示的非限制性示例中，测量设备154可集成到多个静电过滤器单元150，并且更具体地可定位在静电过滤器单元150的收集器板152上并且/或者与该收集器板连通。在其他非限制性示例(参见图7)中，测量设备154可定位在静电过滤器单元150的离子发生器151的下游。测量设备154可形成为任何合适的设备、部件和/或组件，该设备、部件和/或组件可被配置为识别和/或检测进气104的颗粒112的量、浓度和/或位置，这些颗粒可能不期望地流过和/或经过织物过滤器120的阵列。在非限制性示例中，测量设备154可以形成为多个传感器(例如，光学传感器)，该多个传感器可以检测流过空气入口管道102的内部腔110的颗粒112。在另一个非限制性示例中，测量设备154可以包括多个离子发生器或线，该多个离子发生器或线可以通过识别离子发生器内的电压穿透或电压击穿来检测进气104的颗粒112的量、浓度和/或位置，如本文相对于图1至图4的离子发生器单元128A至128H类似讨论的。如本文所讨论的，利用测量设备154来检测进气104的颗粒112的量、浓度和/或位置可允许控制系统130更准确地接合(例如，“打开”)特定静电过滤器单元150以有助于过滤颗粒112。
另外，在气体涡轮机系统10的操作期间，通过控制系统130激活选定的静电过滤器单元150还可有助于通过收集器板152过滤和/或去除颗粒112。也就是说，在颗粒112向织物过滤器120的阵列下游流动之后，测量设备154可检测颗粒112。更具体地，测量设备154可以检测流过空气入口管道102的颗粒112的量、浓度和位置。使用与由测量设备154检测到的颗粒112相关的信息，控制系统130可识别静电过滤器148的矩阵中的至少一个静电过滤器单元150，该静电过滤器单元可与检测到的颗粒112对准并且/或者可接收所检测到的颗粒。
然后，控制系统130可确定颗粒112的检测到的量和/或浓度是否超过颗粒的预先确定的阈值。颗粒的预先确定的阈值可基于在压缩机12将发生损坏以及/或者气体涡轮机系统10的操作效率降低之前可在进气104内被发现的颗粒的预先确定的或预定义的最大值。响应于检测到颗粒112的量/浓度超过预先确定的阈值，控制系统130可调节可接收颗粒112的所识别的静电过滤器单元150的操作参数。在非限制性示例中，调节操作参数可包括控制系统130接合和/或切换所识别的静电过滤器单元150，并且更具体地讲，将离子发生器151和/或收集器板152的电压从“关闭”(例如，不可操作)状态切换到“打开”(例如，可操作)状态。在另一个非限制性示例中，控制系统130可通过增大或减小由静电过滤器单元150以及其中包括的部件(例如，离子发生器)产生的电荷和/或电压来调节所识别的静电过滤器单元150的操作参数。一旦已调节所识别的静电过滤器单元150的操作参数，通过其中的颗粒112可被充电，并且随后流动到静电过滤器148的矩阵中的每个静电过滤器单元150中包括的收集器板152并由其过滤。
图7至图11示出了包括静电过滤器148的矩阵的气体涡轮机系统10和空气过滤组件100的附加非限制性示例的示意图。应当理解，类似编号和/或命名的部件可能以基本类似的方式起作用。为清楚起见，已经省略了对这些部件的冗余解释。
如图7所示，空气过滤组件100可包括定位在空气入口管道102内的蒸发器136。更具体地讲，蒸发器136可定位在空气入口管道102的内部腔110内，位于织物过滤器120的阵列的下游。在非限制性示例中，空气过滤组件100可不包括小滴去除器138(参见图3)。相反，空气过滤组件100可仅包括定位在空气入口管道102内位于蒸发器136的下游的静电过滤器148的矩阵。具体地讲，包括离子发生器151、收集器板152和测量设备154的多个静电过滤器单元150可全部定位在蒸发器的下游。因此，所有颗粒112可在流过静电过滤器148的矩阵之前流过和/或经过蒸发器136。
另外，如图7的非限制性示例的插入件7所示，测量设备154可定位在静电过滤器单元150的离子发生器151的下游以及收集器板152的上游。因此，测量设备154可在进气104的颗粒112和水滴通过和/或越过多个静电过滤器单元150中的每个静电过滤器单元的离子发生器151之后但在被收集器板152过滤/沉淀之前检测由蒸发器发射的颗粒112和水滴。在另一个非限制性示例中，收集器板152将配备有排水系统以应对水滴沉淀速率，从而导致水膜沿沉淀板向下流动。
在图8所示的非限制性示例中，空气过滤组件100可包括定位在空气入口管道102内的蒸发器136和小滴去除器138。蒸发器136和小滴去除器138可定位在空气入口管道102的内部腔110内，位于织物过滤器120的阵列的下游。另外，小滴去除器138可定位在蒸发器136的下游以及静电过滤器148的矩阵的上游。在非限制性示例中，在与所发射的水滴一起流过静电过滤器148的矩阵之前，所有颗粒112可流过和/或经过蒸发器136和小滴去除器138。
另外，如图8的非限制性示例的插入件8中所示，测量设备154可分别定位在离子发生器151和收集器板152的下游。也就是说，静电过滤器单元150的离子发生器151和收集器板152两者可定位在空气入口管道102内，位于静电过滤器单元150的测量设备154的上游。因此，测量设备154可以在进气104的颗粒112通过和/或越过离子发生器151以及收集器板152之后检测颗粒112。
图8所示的空气过滤组件100还可包括排出检测系统156。排出检测系统156可与静电过滤器148的矩阵连通，以用于收集在由静电过滤器148的矩阵执行的过滤过程期间产生和/或收集的液体(例如，水)。在非限制性示例中，排出检测系统156可与用于收集液体的静电过滤器148的矩阵的收集器板152连通。另外，排出检测系统156也可以可操作地耦接到控制系统130和/或与该控制系统可操作地连通。在非限制性示例中，排出检测系统156可包括用于分析在如图9所示的中心位置处接收在其中的液体的各种设备和/或部件(例如，传感器)，然而也作为静电单元150的整体部分。具体地讲，排出检测系统156可以分析由静电过滤器148的矩阵接收的液体，以获得与该液体和/或该液体中包括的带电颗粒112相关的数据。例如，排出检测系统156可以检测和/或确定液体中包括的颗粒112的大小和/或量、包括在液体内的颗粒112的组成(例如，溶解的盐)以及/或者由颗粒112沉积到液体中的电荷。由排出检测系统156获得和/或检测的信息可被提供给控制系统130，该控制系统继而可利用该信息来调节静电过滤器单元150的操作特性，如本文相对于图5和图6类似讨论的。
图9至图11示出了被定位在空气入口管道102的不同位置内的静电过滤器148的矩阵的各种非限制性示例。例如，图9示出静电过滤器148的矩阵被定位在空气入口管道102内，位于蒸发器136和小滴去除器138的上游。更具体地讲，该多个静电过滤器单元150包括离子发生器151、收集器板152和测量设备154(参见例如图5、图7和/或图8)均可定位在空气入口管道102的内部腔110内，位于蒸发器136和小滴去除器138的上游。在该非限制性示例中，所有颗粒112可在分别流到和/或流过蒸发器136和小滴去除器138之前流过和/或经过静电过滤器148的矩阵。
在图10所示的非限制性示例中，静电过滤器148的矩阵可定位在空气入口管道102内，位于蒸发器136的下游但小滴去除器138的上游。更具体地讲，该多个静电过滤器单元150包括离子发生器151、收集器板152和测量设备154(参见例如图5、图7和/或图8)可全部定位在空气入口管道102的内部腔110内，位于蒸发器136与小滴去除器138之间。在该非限制性示例中，所有颗粒112可在流过蒸发器136之后但在流过小滴去除器138之前流过和/或经过静电过滤器148的矩阵。
在图11所示的非限制性示例中，收集器板152可定位在消音器组件122内和/或与该消音器组件一体形成。也就是说，静电过滤器148的矩阵的收集器板152可不同于多个静电过滤器单元150和/或可为独立于该多个静电过滤器单元的部件，并且可形成于和/或定位在消音器组件122内，位于包括离子发生器151和测量设备154(参见图11中的插入件11)的多个静电过滤器单元150的下游。在非限制性示例中，形成多个静电过滤器单元150的离子发生器151和测量设备154可分别定位在蒸发器136和小滴去除器138的下游，以及消音器组件122的上游。带电颗粒112可从多个静电过滤器单元150流动到消音器组件122，并且可经历由收集器板152执行的过滤过程，在将已过滤空气18提供给压缩机12之前，与通过消音器组件122对进气104执行消音过程同时或几乎同时进行。
图12示出了包括空气过滤组件100的气体涡轮机系统10的另一个非限制性示例。在非限制性示例中，并且类似于本文相对于图1和图2所示和所讨论的非限制性示例，空气过滤组件100可包括形成为离子发生器126的矩阵的静电部件124。同样类似于本文所讨论的实施方案，离子发生器126的矩阵可包括可操作地耦接到控制系统130和/或与该控制系统可操作地连通的多个离子发生器单元128(参见例如图2)。在非限制性示例中，控制系统130可在相同的电荷或电压下保持和/或操作形成离子发生器126矩阵的多个离子发生器单元128中的每一者，同时颗粒112流到织物过滤器120的阵列的下游并流过离子发生器126的矩阵。另选地，并且如本文相对于图1和图2类似讨论的，控制系统130可以操作在不同电压下操作的离子发生器126矩阵的多个离子发生器单元128中的每一者。不同的电荷和/或电压可以取决于流过离子发生器126的矩阵的颗粒112的量、浓度和/或大小。例如，由于存在流过该特定离子发生器单元128的颗粒112以及/或者流过该特定离子发生器单元128的颗粒112的量、浓度和/或大小，与剩余离子发生器单元128相比，控制系统130可在更高的电压下操作多个离子发生器单元128中的一者。控制系统130可以通过识别多个离子发生器单元128中的一者中何时出现或改变穿透电压或击穿电压来在空气入口管道102内检测颗粒112。如本文所讨论的，通过多个离子发生器单元128增加施加到颗粒112的离子发生器电压可增加离子发生器126的矩阵下游的颗粒112的去除和/或过滤。
另外，包括多个离子发生器单元128的离子发生器126的矩阵可定位在蒸发器136的上游。在图12所示的非限制性示例中，蒸发器136可被形成和/或可包括润湿织物、液滴喷雾系统或可通过饱和进气104和/或颗粒112来执行蒸发过程的任何其他合适的部件。通过将离子发生器126的矩阵定位在蒸发器136的上游，并且形成蒸发器136以包括润湿织物或液滴喷雾系统，可以改进颗粒112从进气中的过滤和/或去除。也就是说，使用离子发生器126的矩阵对进气104的颗粒112充电，并且随后使带电颗粒112通过包括润湿织物或液滴喷雾系统的蒸发器136可增加和/或改善带电颗粒113的过滤，因为这些带电颗粒由于电泳力而被蒸发器136产生的水滴或水分更多地吸引。因此，可使用离子发生器126的矩阵和蒸发器136从进气104中去除和/或过滤可能不期望地流过织物过滤器120的阵列的更多颗粒112，如图12所示。
尽管在本文中讨论为在空气入口管道102中形成，但应当理解，本文相对于图1至图12讨论的空气过滤组件100的部件的至少一部分可定位在气体涡轮机系统10的不同部分和/或部件内并且/或者直接定位在该气体涡轮机系统的不同部分和/或部件的下游。例如，空气过滤组件100的至少一部分可定位在燃烧器22内并且/或者压缩机12的下游以从燃烧器22所利用的流体(例如，空气)中过滤颗粒112，如本文所讨论的。
本公开的技术效果包括提供用于检测可能在损坏或有缺陷的过滤部件下游流动的不期望的颗粒的空气过滤组件，以及改善包括损坏或有缺陷的过滤部件的空气过滤组件中不期望的颗粒的过滤。
本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的并且不旨在限制本公开。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确地说明。将进一步理解，当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在陈述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。
如在整个说明书和权利要求书中使用的，近似语言可以用于修改可以允许变化的任何定量表示，而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语(诸如“约”、“大约”和“基本上”)修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。在此和整个说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换，此类范围被识别并且包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。应用于范围的特定值的“大约”适用于两个值，除非另外依赖于测量值的仪器的精度，否则可以指示所述值的+/-10％。
以下权利要求书中的所有装置或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等同物旨在包括用于结合具体要求保护的其他要求保护的元件执行功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的给出了对本公开的描述，但其并不旨在穷举或将本公开限制于所公开的形式。在不脱离本公开的范围和实质的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择和描述了实施方案以便最好地解释本公开的原理和实际应用，并且使得本领域的其他技术人员能够理解具有适合于预期的特定用途的各种修改的本公开的各种实施方案。

Claims (15)

1.一种用于气体涡轮机系统(10)的空气过滤组件(100)，所述空气过滤组件(100)包括：
空气入口管道(102)，所述空气入口管道与所述气体涡轮机系统(10)的压缩机(12)流体连通，所述空气入口管道(102)包括：
入口(106)，所述入口用于接收包括进气(104)颗粒(112)的进气(104)；和
出口(108)，所述出口与所述入口(106)相对定位；
多个叶片过滤器(118)，所述多个叶片过滤器位于所述空气入口管道(102)的所述入口(106)处；
织物过滤器(120)的阵列，所述织物过滤器的阵列定位在所述空气入口管道(102)中，位于所述多个叶片过滤器(118)的下游；
消音器组件(122)，所述消音器组件定位在所述空气入口管道(102)中，位于所述织物过滤器(120)的阵列的下游，所述消音器组件(122)邻近所述入口管道(102)的所述出口(108)定位；和
静电部件(124)，所述静电部件定位在所述空气入口管道(102)中，位于所述织物过滤器(120)的阵列的下游，所述静电部件(124)被构造成对通过所述多个叶片过滤器(118)和所述织物过滤器(120)的阵列的所述进气(104)颗粒(112)进行充电。
2.根据权利要求1所述的空气过滤组件(100)，其中所述静电部件(124)包括以下中的一者：
离子发生器(126)的矩阵，所述离子发生器的矩阵跨越所述入口管道(102)的前横截面区域，位于所述织物过滤器(120)的阵列的下游，或
静电过滤器(148)的矩阵，所述静电过滤器的矩阵跨越所述入口管道(102)的所述前横截面区域，位于所述织物过滤器(120)的阵列的下游。
3.根据权利要求2所述的空气过滤组件(100)，其中所述离子发生器(126)的矩阵包括：
多个离子发生器单元(128)，所述多个离子发生器单元定位在所述入口管道(102)中，
其中在所述气体涡轮机系统(10)的操作期间，所述多个离子发生器单元(128)中的每一者在不同的预先确定的电压下操作，以在所述进气颗粒(112)流过所述多个离子发生器单元(128)中的每一者时向所述进气颗粒(112)提供不同的电荷。
4.根据权利要求3所述的空气过滤组件(100)，还包括：
控制系统(130)，所述控制系统可操作地耦接到所述离子发生器(126)的矩阵的所述多个离子发生器单元(128)中的每一者，所述控制系统(130)被配置为控制所述多个离子发生器单元(128)中的每一者的所述不同的预先确定的电压；和
至少一个静电传感器(132)，所述至少一个静电传感器可操作地耦接到所述控制系统(130)，所述至少一个静电传感器(132)定位在所述离子发生器(126)的矩阵的下游并且被配置为检测由所述离子发生器(126)的矩阵充电的所述进气颗粒(112)。
5.根据权利要求4所述的空气过滤组件(100)，其中所述至少一个静电传感器(132)为以下中的至少一者：
定位在所述入口管道(102)的所述出口(108)的下游以及所述气体涡轮机系统(10)的所述压缩机(12)的上游，或者
与定位在所述入口管道(102)中的蒸发器(136)连通，位于所述织物过滤器(120)的阵列的下游。
6.根据权利要求2所述的空气过滤组件(100)，还包括：
蒸发器(136)，所述蒸发器定位在所述入口管道(102)中，位于所述织物过滤器(120)的阵列的下游；和
小滴去除器(138)，所述小滴去除器定位在所述入口管道(102)中，位于所述蒸发器(136)的下游并且直接邻近所述蒸发器，
其中所述离子发生器(126)的矩阵定位在所述蒸发器(136)的上游或所述小滴去除器(138)的下游。
7.根据权利要求2所述的空气过滤组件(100)，其中所述静电过滤器(148)的矩阵包括：
多个静电过滤器单元(150)，所述多个静电过滤器单元定位在所述入口管道(102)中，所述多个静电过滤器单元(150)中的每一者包括：
至少一个离子发生器(151)，和
至少一个收集器板(152)，所述至少一个收集器板定位在所述至少一个离子发生器(151)的下游。
8.根据权利要求7所述的空气过滤组件(100)，还包括：
控制系统(130)，所述控制系统可操作地耦接到所述静电过滤器(148)的矩阵的所述多个静电过滤器单元(150)中的每一者；和
测量设备(154)，所述测量设备可操作地耦接到所述控制系统(130)，所述测量设备(154)定位在所述入口管道(102)中，位于所述多个静电过滤器单元(150)的所述至少一个收集器板(152)的下游或上游，
其中所述控制系统(130)被配置为：
使用所述测量设备(154)检测流过所述入口管道(102)的所述进气颗粒(112)的浓度；
使用所述测量设备(154)确定流过所述入口管道(102)的所述进气颗粒(112)的位置；以及
基于所述进气颗粒(112)的所确定的位置来识别所述多个静电过滤器单元(150)中接收所述进气颗粒(112)的至少一个静电过滤器单元(150)。
9.根据权利要求2所述的空气过滤组件(100)，还包括：
蒸发器(136)，所述蒸发器定位在所述入口管道(102)中，位于所述织物过滤器(120)的阵列的下游，
其中所述静电过滤器(148)的矩阵定位在所述蒸发器(136)的上游或所述蒸发器(136)的下游。
10.根据权利要求9所述的空气过滤组件(100)，还包括：
小滴去除器(138)，所述小滴去除器定位在所述入口管道(102)中，位于所述蒸发器(136)的下游，
其中所述静电过滤器(148)的矩阵定位在所述小滴去除器(138)的上游或所述小滴去除器(138)的下游。
11.一种气体涡轮机系统(10)，所述气体涡轮机系统包括：
压缩机(12)；和
空气过滤组件(100)，所述空气过滤组件与所述压缩机(12)流体连通，所述空气过滤组件(100)包括：
空气入口管道(102)，所述空气入口管道包括：
入口(106)，所述入口用于接收包括进气(104)颗粒(112)的进气(104)；和
出口(108)，所述出口与所述入口(106)相对定位；
多个叶片过滤器(118)，所述多个叶片过滤器位于所述空气入口管道(102)的所述入口(106)处；
织物过滤器(120)的阵列，所述织物过滤器的阵列定位在所述空气入口管道(102)中，位于所述多个叶片过滤器(118)的下游；
消音器组件(122)，所述消音器组件定位在所述空气入口管道(102)中，位于所述织物过滤器(120)的阵列的下游，所述消音器组件(122)邻近所述入口管道(102)的所述出口(108)定位；和
静电部件(124)，所述静电部件定位在所述空气入口管道(102)中，位于所述织物过滤器(120)的阵列的下游，所述静电部件(124)被构造成对通过所述多个叶片过滤器(118)和所述织物过滤器(120)的阵列的所述进气(104)颗粒(112)进行充电。
12.根据权利要求11所述的气体涡轮机系统(10)，其中所述空气过滤组件(100)的所述静电部件(124)包括：
离子发生器(126)的矩阵，所述离子发生器的矩阵跨越所述入口管道(102)的前横截面区域，位于所述织物过滤器(120)的阵列的下游，所述离子发生器(126)的矩阵包括：
多个离子发生器单元(128)，所述多个离子发生器单元定位在所述入口管道(102)中，
其中在所述压缩机(12)的操作期间，所述多个离子发生器单元(128)中的每一者在不同的预先确定的电压下操作，以在所述进气(104)颗粒(112)流过所述多个离子发生器单元(128)中的每一者时向所述进气颗粒(112)提供不同的电荷。
13.根据权利要求11所述的气体涡轮机系统(10)，其中所述空气过滤组件(100)的所述静电部件(124)包括：
静电过滤器(148)的矩阵，所述静电过滤器的矩阵跨越所述入口管道(102)的前横截面区域，位于所述织物过滤器(120)的阵列的下游，所述静电过滤器(148)的矩阵包括：
多个静电过滤器单元(150)，所述多个静电过滤器单元定位在所述入口管道(102)中，所述多个静电过滤器单元(150)中的每一者包括：
至少一个离子发生器(151)，和
至少一个收集器板(152)，所述收集器板定位在所述多个静电过滤器单元(150)的所述至少一个离子发生器(151)的下游。
14.一种用于过滤气体涡轮机系统(10)的进气(104)的方法，所述方法包括：
使包括进气(104)颗粒(112)的所述进气(104)流过：
多个叶片过滤器(118)，所述多个叶片过滤器定位在与所述气体涡轮机系统(10)的压缩机(12)流体连通的空气入口管道(102)的入口(106)处，和
织物过滤器(120)的阵列，所述织物过滤器的阵列定位在所述空气入口管道(102)中，位于所述多个叶片过滤器(118)的下游；以及
使用定位在所述空气入口管道(102)中位于所述织物过滤器(120)的阵列下游的静电部件(124)对流过所述多个叶片过滤器(118)和所述织物过滤器(120)的阵列的所述进气(104)中包括的所述进气(104)颗粒(112)进行充电。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
使用测量设备(154)检测流过所述空气入口管道(102)的所述进气颗粒(112)的浓度；
使用所述测量设备(154)确定流过所述空气入口管道(102)的所述进气颗粒(112)的位置；以及
基于所述进气颗粒(112)的所确定的位置来识别形成接收所述进气颗粒(112)的所述静电部件(124)的多个静电过滤器单元(150)中的至少一个静电过滤器单元(150)。
CN202011573597.0A 2020-01-28 2020-12-25 用于气体涡轮机系统的空气过滤组件以及用于过滤气体涡轮机系统中的进气的方法 Pending CN113250823A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/774,675 2020-01-28
US16/774,675 US11578656B2 (en) 2020-01-28 2020-01-28 Air filtration assemblies for gas turbine systems and methods for filtering intake air in gas turbine systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113250823A true CN113250823A (zh) 2021-08-13

Family

ID=74141404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011573597.0A Pending CN113250823A (zh) 2020-01-28 2020-12-25 用于气体涡轮机系统的空气过滤组件以及用于过滤气体涡轮机系统中的进气的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11578656B2 (zh)
EP (1) EP3858458B1 (zh)
JP (1) JP2021116811A (zh)
CN (1) CN113250823A (zh)
ES (1) ES2979109T3 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11578656B2 (en) 2020-01-28 2023-02-14 General Electric Company Air filtration assemblies for gas turbine systems and methods for filtering intake air in gas turbine systems

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11299284B2 (en) * 2019-12-11 2022-04-12 Zhenkun Wang Airplane providing enhanced aviation and a method to enhance aviation thereof
US11643942B2 (en) * 2021-07-28 2023-05-09 General Electric Company Turbine system with particulate presence and accumulation model for particulate ingress detection

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3874858A (en) 1971-07-22 1975-04-01 Ceilcote Co Inc Method and apparatus for electrostatic removal of particulate from a gas stream
US3958958A (en) 1973-07-11 1976-05-25 The Ceilcote Company Method for electrostatic removal of particulate from a gas stream
FI101318B1 (fi) 1995-02-09 1998-05-29 Imatran Voima Oy Menetelmä ja sovitelma kaasuturbiinin imuilman puhdistamiseksi
US20010054354A1 (en) * 2000-06-21 2001-12-27 Baudat Ned P. Direct turbine air chiller/scrubber system
EP1432894A1 (en) 2001-06-05 2004-06-30 Fortum OYJ Method for preparing clean intake air for gas turbine
DK1674144T3 (da) 2004-12-23 2007-11-05 Gore W L & Ass Gmbh Luftfilter for en turbine
US8038776B2 (en) 2008-03-12 2011-10-18 Bha Group, Inc. Apparatus for filtering gas turbine inlet air
US7527674B1 (en) 2008-03-12 2009-05-05 Bha Group, Inc. Apparatus for filtering gas turbine inlet air
US8043413B2 (en) 2008-12-22 2011-10-25 General Electric Company System and method for removing a foreign object from an airstream entering a turbomachine
US8715384B2 (en) * 2011-06-23 2014-05-06 General Electric Company Inlet air pulse filtration system
US11578656B2 (en) 2020-01-28 2023-02-14 General Electric Company Air filtration assemblies for gas turbine systems and methods for filtering intake air in gas turbine systems

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11578656B2 (en) 2020-01-28 2023-02-14 General Electric Company Air filtration assemblies for gas turbine systems and methods for filtering intake air in gas turbine systems

Also Published As

Publication number Publication date
US20210231053A1 (en) 2021-07-29
EP3858458B1 (en) 2024-02-28
ES2979109T3 (es) 2024-09-24
JP2021116811A (ja) 2021-08-10
US11578656B2 (en) 2023-02-14
EP3858458A1 (en) 2021-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113250823A (zh) 用于气体涡轮机系统的空气过滤组件以及用于过滤气体涡轮机系统中的进气的方法
AU2009208093B2 (en) Filtration system for gas turbines
US10022660B2 (en) Filtering chamber for gas turbines and method of maintenance thereof
KR102148770B1 (ko) 필터와 원형집진판이 동일한 챔버에 구성되는 일체형 집진기
US20220356816A1 (en) Depolluted turbomachine test bench
DE2421358A1 (de) Luftfilteranordnung
EP4124737A1 (en) System and method for inhibiting particulate and foreign object ingress in combustion systems
US20150113938A1 (en) Weather hood water removal system and method for assembly
Perullo et al. Evaluation of air filtration options for an industrial gas turbine
US20080072759A1 (en) Filter device
JPH11132000A (ja) 道路トンネルの換気所設備
Brekke et al. Filtration of gas turbine intake air in offshore installations: the gap between test standards and actual operating conditions
JP3165604B2 (ja) ガスタービン吸気除塵装置
Poon et al. Dramatic Reduction of Gas Turbine Fouling with HEPA Composite Membrane Air Intake Filters
KR20220124003A (ko) 여과 집진기 필터교체주기 예측 방법
Schroth et al. Economical benefits of highly efficient three-stage intake air filtration for gas turbines
US11643942B2 (en) Turbine system with particulate presence and accumulation model for particulate ingress detection
Zanini et al. An Innovative Filtering Apparatus for Gas Turbines
Ingistov et al. Evolution of Gas Turbine Intake Air Filtration in a 420 MW Cogeneration Plant
KR102064725B1 (ko) 터널용 유입 블레이드 구조의 전기 집진 장치
Benson New ISO Test Standard for Gas Turbine Inlet Filtration
CN117244691A (zh) 电除尘器堵灰短路保护系统
Johnson et al. LM-2500 First Stage Filtration Upgrades
Johnson et al. Texaco Cogeneration Operations Las Vegas, Nevada
JPS5815451A (ja) 回転電機の冷却装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20231227

Address after: Swiss Baden

Applicant after: GENERAL ELECTRIC CO. LTD.

Address before: New York, United States

Applicant before: General Electric Co.