CN115434810A - 用于添加燃料添加剂以控制涡轮腐蚀的系统和方法 - Google Patents

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J·T·埃加特
C·N·史蒂文斯
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Abstract

本发明公开了用于添加燃料添加剂以控制涡轮腐蚀的系统和方法。该系统包括燃气涡轮发动机，其包括压缩机、燃烧器、燃气涡轮，燃烧器包括多个延迟贫燃料喷射器；和清洗系统，其被构造成附接到该燃烧器的多个延迟贫燃料喷射器且与该燃烧器的该多个延迟贫燃料喷射器流体连通。清洗系统包括：供应水的水源；供应第一流体的第一流体源；与该水源和该第一流体源连通的混合室；用于将水泵送到该混合室的水泵；用于将第一流体泵送到混合室的第一流体泵；流体管线，其与该混合室和该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器流体连通，使得来自该混合室的流体在延迟贫燃料喷射器处被喷射到燃烧器中。该清洗系统与该离线燃气涡轮发动机一起操作。

Description

用于添加燃料添加剂以控制涡轮腐蚀的系统和方法
技术领域
本公开总体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及用于清洁燃气涡轮发动机的内部部件的清洗系统和相关方法。
背景技术
当燃气涡轮发动机系统操作时，未被入口空气过滤系统捕获的空气传播污染物可能自然累积或形成与燃烧副产物的复杂化合物，并且粘结到发动机的各种内部金属部件诸如内部部件的刀片和叶片。这些内部金属部件可包括但不限于燃气涡轮和压缩机。尽管燃气涡轮发动机系统可包括入口空气过滤系统，但是一定程度的污染物累积可能是不可避免的并且可能取决于操作场所的各种工况。常见的污染物可包括穿过入口空气过滤系统的少量灰尘和碎屑以及不可过滤的烃基材料诸如烟雾、烟灰、润滑脂、油膜和有机蒸汽。例如刀片和叶片上的累积污染物可能限制通过压缩机的气流并且可能改变翼型图案。以这种方式，此类累积可能损害冷却通道并且不利地影响压缩机或涡轮区段的性能和效率，并且因此不利地影响燃气涡轮发动机系统的总体性能和效率。此类效应可能减小功率输出、增加燃料消耗和/或增加操作成本。
为了减少污染物积累，燃气涡轮发动机操作和维护方案可包括利用用于将污染颗粒从例如压缩机刀片和叶片去除的水洗程序。在线水洗方案可用于经由水流(诸如脱矿质水)从压缩机刀片和叶片去除污染物颗粒，而燃气涡轮发动机系统在全速度和预定负载下操作。在线水洗方案可经由安装的歧管(包括定位在压缩机的承口周围的喷嘴)在压缩机上游递送水。喷嘴可在相对较低的速度空气的此区域中产生水滴的喷雾，并且由操作压缩机产生的负压可将喷雾吸入与压缩机刀片和叶片接触以用于去除污染物。
离线水洗方案可以类似的方式使用以经由水和洗涤剂的顺序流来去除污染颗粒，而燃气涡轮发动机系统关闭或在转动齿轮转速和无加载下操作。已知的离线水洗系统可经由离线歧管(包括定位在压缩机的承口周围的喷嘴)在压缩机上游顺序地递送水和洗涤剂流。在某些应用中，水洗系统可被构造成以在线模式或离线模式操作。以这种方式，当操作时间表不准许执行更有效的离线清洗的关闭时间时，可周期性地执行在线清洗以增加燃气涡轮发动机系统的性能和效率。在线清洗和离线清洗的频率和持续时间可根据污染物积累的程度和操作场所的工况而变化。
尽管常规的水洗系统和方法可能有效地从早期压缩机级的刀片和叶片去除污染物，但是此类系统和方法从燃气涡轮的刀片和叶片的较高编号级去除污染物通常不太有效，因为围绕压缩机的承口喷射的水和洗涤剂流(如果有的话)有时具有有限的可到达距离。燃气涡轮热气路部件(包括但不限于燃气涡轮刀片和喷嘴)、护罩仍可具有一些污染。此外，在用此类系统和方法清洗之后，残留量的水和洗涤剂可保留在刀片和叶片上。剩余的水和/或洗涤剂可能不利地影响燃气涡轮发动机系统的后续重启和操作。根据清洗后的空闲时间，残留量的水和洗涤剂还可促进压缩机刀片和叶片和/或燃气涡轮刀片和叶片上以及沿热气流路径的未涂覆的燃烧部件上的污染物的表面雾化、腐蚀或随后累积。此外，由常规水洗系统和方法提供的性能增益可具有有限的持续时间，因此需要使用水洗系统执行频繁清洗以维持足够的性能，这最终可增加燃气涡轮发动机系统的总操作成本。
发明内容
下文提到的所有方面、示例和特征能够以任何技术上可能的方式组合。
本公开的一个方面提供了一种系统，该系统包括燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器、燃气涡轮，该燃烧器包括向该燃烧器的内部供应第二燃料的多个延迟贫燃料喷射器；以及清洗系统，该清洗系统被构造成附接到该燃烧器的该多个延迟贫燃料喷射器并且与该燃烧器的该多个延迟贫燃料喷射器流体连通。该清洗系统包括：水源，该水源供应水；第一流体源，该第一流体源供应第一流体；混合室，该混合室与该水源和该第一流体源连通；水泵，该水泵被构造成将该水泵送到该混合室；第一流体泵，该第一流体泵被构造成将该第一流体泵送到该混合室；流体管线，该流体管线被构造成与该混合室和该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器流体连通，使得来自该混合室的包括该水、该第一流体或该水与该第一流体的混合物的流体在该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器处被喷射到该燃烧器中。该清洗系统与处于离线模式的该燃气涡轮发动机一起操作。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源包括洗涤剂源，并且其中该第一流体包括洗涤剂。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源包括抗静电溶液源，并且其中该第一流体包括抗静电溶液。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源包括脱矿质/去离子水与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂中的至少一者的混合物。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中脱矿质/去离子水与镁(Mg)Mg)、钇(Y)或洗涤剂的混合物将钒从该燃气涡轮发动机的内部部件去除。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该脱矿质/去离子水与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂的混合物作为溶液或作为泡沫提供。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该混合室在其中包括一个或多个成角度的逆流喷嘴，该一个或多个成角度的逆流喷嘴相对于该混合室的中心轴线以一定角度延伸到该混合室中并且被构造成在与该水在该混合室中的流动相反的方向上以该角度喷射该第一流体。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该水源经由水源管线和水泵与该混合室连通。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源经由第一流体源管线和第一流体泵与该混合室连通。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且还包括：控制器，该控制器与该水泵和该第一流体泵操作地通信，其中该控制器被配置为调节该水和该第一流体通过该流体管线到达多个延迟贫燃料喷射器的流动。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该控制器还包括定位在流体管线中的至少一个流量控制阀，该至少一个流量控制阀与该控制器通信以用于实现该至少一个流量控制阀在至少打开位置和关闭位置之间的致动，该致动由该控制器引起。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该控制器还包括定位在流体管线中的至少一个流量传感器，该至少一个流量传感器与该控制器通信以用于感测该流体管线中的流量。
本公开的一个方面提供了一种清洗离线燃气涡轮发动机的方法，该燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器、燃气涡轮，该燃烧器包括向该燃烧器的内部供应第二燃料的多个延迟贫燃料喷射器。该方法包括将水从水源供应到清洗系统的混合室；将第一流体从第一流体源供应到该清洗系统的该混合室；将该水和第一流体供应到该混合室包括：从该水源泵送水并且从该第一流体源泵送第一流体；以及将流体从该混合室喷射到该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源包括洗涤剂源，并且其中该第一流体包括洗涤剂。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源包括抗静电溶液源，并且其中该第一流体包括抗静电溶液。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源包括脱矿质/去离子水与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂中的至少一者的混合物。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且该方法包括通过脱矿质/去离子水与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂的混合物将钒从燃气涡轮发动机的内部金属部件去除。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且该方法包括将该脱矿质/去离子水与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂的混合物作为溶液或作为泡沫提供。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该混合室在其中包括一个或多个成角度的逆流喷嘴，该一个或多个成角度的逆流喷嘴相对于该混合室的中心轴线以一定角度延伸到该混合室中并且被构造成在与该水在该混合室中的流动相反的方向上以该角度喷射该第一流体，并且还包括使用该一个或多个成角度的逆流喷嘴混合该水与该第一流体。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且该燃气涡轮发动机还包括：控制器，该控制器与该水泵、该第一流体泵和该流体管线操作地通信，并且还包括调节该水和该第一流体通过该流体管线到达多个延迟贫燃料喷射器的流动。
本公开的一个方面提供了一种燃气涡轮发动机系统。该燃气涡轮发动机系统包括燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器、燃气涡轮，该燃烧器包括向该燃烧器的内部供应第二燃料的多个延迟贫燃料喷射器；清洗系统，该清洗系统被构造成附接到该燃烧器的该多个延迟贫燃料喷射器并且与该燃烧器的该多个延迟贫燃料喷射器流体连通。该清洗系统包括：水源，该水源包括水；第一流体源，该第一流体源包括第一流体，该第一流体提供钒灰和钒沉积减轻并且从该燃气涡轮的内部部件去除；混合室，该混合室与该水源和该第一流体源连通；水泵，该水泵被构造成将该水泵送到该混合室；第一流体泵，该第一流体泵被构造成将该第一流体泵送到该混合室；流体管线，该流体管线被构造成与该混合室和该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器流体连通，使得来自该混合室的包括该水、该第一流体或该水与该第一流体的混合物的流体在该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器处被喷射到该燃烧器中，其中该混合物在该燃气涡轮发动机在线时喷射。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源包括在多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器处喷射到燃烧器中的脱矿质/去离子水与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂中的至少一者的混合物，并且该脱矿质/去离子水与作为钒灰形成减轻剂的镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂中的至少一者的混合物被递送到延迟贫燃料喷射器，并且然后与从燃烧器到燃气涡轮的燃烧气体流一起输送到燃气涡轮的内部部件。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中脱矿质/去离子水与镁(Mg)Mg)、钇(Y)或洗涤剂的混合物将钒从该燃气涡轮发动机的内部金属部件去除。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该脱矿质/去离子水与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂的混合物作为水基或作为泡沫提供。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该混合室在其中包括一个或多个成角度的逆流喷嘴，该一个或多个成角度的逆流喷嘴相对于该混合室的中心轴线以一定角度延伸到该混合室中并且被构造成在与该水在该混合室中的流动相反的方向上以该角度喷射该第一流体。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该水源经由水源管线和水泵与该混合室连通。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源经由第一流体源管线和第一流体泵与该混合室连通。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且还包括基于独立微处理器的控制器，该控制器与该水泵和该第一流体泵操作地通信，其中该控制器被配置为调节该水和该第一流体通过该流体管线到达多个延迟贫燃料喷射器的流动。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该控制器还包括定位在该流体管线中的至少一个流量控制阀，该至少一个流量控制阀与该控制器通信以用于实现该至少一个流量控制阀在至少打开位置和关闭位置之间的致动，该致动由该控制器引起。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该控制器还包括定位在该流体管线中的至少一个流量传感器，该至少一个流量传感器与该控制器通信以用于感测该流体管线中的流量。
本公开的一个方面提供了一种清洗在线燃气涡轮发动机的方法，该燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器、燃气涡轮，并且该燃烧器包括向该燃烧器的内部供应第二燃料的多个延迟贫燃料喷射器。该方法包括将水从水源供应到清洗系统的混合室；将第一流体从第一流体源供应到该清洗系统的该混合室，该第一流体提供钒灰和钒沉积减轻并且从该燃气涡轮的内部部件去除；将该水与该第一流体供应到该混合室包括：从该水源泵送水并且从该第一流体源泵送第一流体；以及在该燃气涡轮发动机在线时，将流体从该混合室喷射到该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器。本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该第一流体源包括脱矿质/去离子水与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂中的至少一者的混合物。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且该方法包括使用脱矿质/去离子水与镁(Mg)Mg)、钇(Y)或洗涤剂的混合物将钒从燃气涡轮发动机的内部部件去除。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且该方法包括将该脱矿质/去离子水与镁(Mg)Mg)、钇(Y)或洗涤剂的混合物作为水基或作为泡沫提供。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中该混合室在其中包括一个或多个成角度的逆流喷嘴，该一个或多个成角度的逆流喷嘴相对于该混合室的中心轴线以一定角度延伸到该混合室中以在与该水在该混合室中的流动相反的方向上以该角度喷射该第一流体。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且该燃气涡轮发动机还包括：控制器，该控制器与该水泵、该第一流体泵和该流体管线操作地通信，并且还包括使用该控制器调节该水和该第一流体通过该流体管线到达多个延迟贫燃料喷射器的流动。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且该方法还包括通过以适当的Mg/V比率处理沉积的钒形成基于钒的灰组分原钒酸镁[3MgO.V2O5]，其中原钒酸镁不熔融并且在燃气涡轮的操作期间在燃气涡轮的内部部件上保持固态。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且该方法还包括形成附加灰组分，该附加灰组分包括水溶性硫酸镁(MgSO4)，其中MgSO4通过水洗从该燃气涡轮发动机系统去除。
本公开的一个方面提供了一种燃气涡轮发动机系统，包括：燃气涡轮发动机。该燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器、燃气涡轮，该燃烧器包括向该燃烧器的内部供应第二燃料的多个延迟贫燃料喷射器。该燃气涡轮发动机系统还包括清洗系统，该清洗系统被构造成附接到该燃烧器的该多个延迟贫燃料喷射器并且与该燃烧器的该多个延迟贫燃料喷射器流体连通。该清洗系统包括：水源，该水源供应水；水泵，该水泵被构造成泵送该水；抗腐蚀剂流体源，该抗腐蚀剂流体源包括包含多胺腐蚀抑制剂的抗腐蚀剂的供应；抗腐蚀剂供应管道，该抗腐蚀剂供应管道与该抗腐蚀剂流体源流体连通；混合室，该混合室与该水源和该抗腐蚀剂源连通，该混合室与该水供应管道和该抗腐蚀剂供应管道流体连通，该混合室被构造成从该水供应管道接收水并且从该抗腐蚀剂供应管道接收该抗腐蚀剂以产生抗腐蚀混合物，该抗腐蚀混合物包括该抗腐蚀剂与水的混合物；水泵，该水泵被构造成将该水泵送到该混合室；第一流体泵，该第一流体泵被构造成将该抗腐蚀剂泵送到该混合室；流体管线，该流体管线被构造成与该混合室和该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器流体连通，使得来自该混合室的包括该水、该抗腐蚀剂流体或该水与该抗腐蚀剂流体的混合物的流体在该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器处被喷射到该燃烧器中。在该燃气涡轮发动机离线时喷射该混合物。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该多胺腐蚀抑制剂包括有机化合物。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该多胺腐蚀抑制剂包含两个或更多个伯氨基基团NH2。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该多胺腐蚀抑制剂包括挥发性中和胺，该挥发性中和胺被构造成中和酸性污染物并且将该混合物的pH升高到碱性范围内，其中与该挥发性中和胺的混合物在燃气涡轮的内部部件上提供保护金属氧化物涂层。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该多胺腐蚀抑制剂包括环己胺、吗啉、单乙醇胺、N-9-十八烯基-1，3-丙二胺、9-十八烯-1-胺、(Z)-1-5、二甲基胺丙胺(DMPA)、二乙基氨基乙醇(DEAE)以及它们的组合中的至少一者。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该多胺腐蚀抑制剂包括在约50ppm至约800ppm范围内的该抗腐蚀剂/抑制剂在该抗腐蚀混合物中的量。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该多胺腐蚀抑制剂包括在约100ppm至约500ppm范围内的该抗腐蚀剂/抑制剂在该抗腐蚀混合物中的量。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该混合室在其中包括一个或多个成角度的逆流喷嘴，该一个或多个成角度的逆流喷嘴相对于该混合室的中心轴线以一定角度延伸到该混合室中并且被构造成在与该水在该混合室中的流动相反的方向上以该角度喷射该多胺腐蚀抑制剂。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该水源经由水源管线和水泵与该混合室连通。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该多胺腐蚀抑制剂源经由多胺腐蚀抑制剂管线和多胺腐蚀抑制剂泵与该混合室连通。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，还包括：控制器，该控制器与该水泵和该多胺腐蚀抑制剂泵操作地通信，其中该控制器被配置为调节该水和该多胺腐蚀抑制剂的混合物通过该流体管线到达多个延迟贫燃料喷射器的流动。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该控制器还包括定位在流体管线中的至少一个流量控制阀，该至少一个流量控制阀与该控制器通信以用于实现该至少一个流量控制阀在至少打开位置和关闭位置之间的致动，该致动由该控制器引起。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该控制器还包括定位在该流体管线中的至少一个流量传感器，该至少一个流量传感器与该控制器通信以用于感测该流体管线中的流量。
本公开的一个方面提供了一种清洗离线燃气涡轮发动机的方法。该燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器、燃气涡轮，该燃烧器包括向该燃烧器的内部供应第二燃料的多个延迟贫燃料喷射器。该方法包括将水从水源供应到清洗系统的混合室；通过抗腐蚀剂供应管道将抗腐蚀剂从抗腐蚀剂流体源供应到混合室，该抗腐蚀剂包括多胺腐蚀抑制剂，该抗腐蚀剂供应管道与该抗腐蚀剂流体源流体连通；将该水和该抗腐蚀剂流体供应到该混合室包括：从该水源泵送水并且从该抗腐蚀剂流体源泵送该抗腐蚀剂流体，该混合室被构造成从该水供应管道接收水并且从该抗腐蚀剂供应管道接收该抗腐蚀剂流体以产生抗腐蚀混合物，该抗腐蚀混合物包括该抗腐蚀剂和水的混合物；以及在该燃气涡轮发动机离线时，将抗腐蚀混合物从该混合室喷射到该多个延迟贫燃料喷射器中的至少一个延迟贫燃料喷射器。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该多胺腐蚀抑制剂包括有机化合物。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该多胺腐蚀抑制剂包含两个或更多个伯氨基基团NH2。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该多胺腐蚀抑制剂包括挥发性中和胺，该挥发性中和胺被构造成中和酸性污染物并且将该混合物的pH升高到碱性范围内，其中与该挥发性中和胺的混合物可在燃气涡轮的内部部件上提供保护金属氧化物涂层。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该多胺腐蚀抑制剂包括环己胺、吗啉、单乙醇胺、N-9-十八烯基-1，3-丙二胺、9-十八烯-1-胺、(Z)-1-5、二甲基胺丙胺(DMPA)、二乙基氨基乙醇(DEAE)以及它们的组合中的至少一者。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，其中该混合室在其中包括一个或多个成角度的逆流喷嘴，该一个或多个成角度的逆流喷嘴相对于该混合室的中心轴线以一定角度延伸到该混合室中以在与该水在该混合室中的流动相反的方向上以该角度喷射该第一流体。
本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，该燃气涡轮发动机还包括：控制器，该控制器与该水泵和该第一流体泵操作地通信，其中该方法包括：该控制器调节该水和该抗腐蚀剂通过该流体管线到达多个延迟贫燃料喷射器的流动。
本公开中描述的两个或更多个方面(包括本概述部分中描述的那些方面)可以组合以形成本文未具体描述的实施方案。
在以下附图和描述中阐述一个或多个具体实施的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，其他特征、目的和优点将是显而易见的。
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是根据本公开的实施方案的燃气涡轮发动机系统的示意图，该燃气涡轮发动机系统包括压缩机、燃烧器、涡轮和负载装置；
图2是根据本公开的实施方案的图1的燃气涡轮发动机系统的一部分的局部透视图，示出了压缩机、燃烧器和涡轮的部分；
图3是根据本公开的实施方案的燃气涡轮发动机系统的示意图，该燃气涡轮发动机系统包括燃气涡轮发动机、延迟贫喷射器、清洗系统和系统控制器；
图4是根据本公开的实施方案的通向燃烧器的延迟贫喷射器的清洗系统的示意图；
图5是根据本公开的实施方案的可用于清洗系统中的混合室和相关供应管线的详细示意图；
图6是示出根据本公开的实施方案的清洗系统的细节的示意图；并且
图7、图8和图9是根据本公开的实施方案的可利用用于燃气涡轮发动机系统的清洗系统执行的清洗方法的流程图(流程图示)。
应当注意，本公开的附图未必按比例绘制。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的主题，当提及和描述涡轮系统内的相关机器部件诸如但不限于燃气涡轮发动机系统时，将有必要选择某些术语。在可能范围内，通用行业术语将以与术语的接受含义一致的方式来使用和采用。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”对应于流体流动的方向，并且术语“上游”是指与流动(即，流动发出的方向)相反的方向。在没有任何进一步细节的情况下，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”是指涡轮机的后侧区段。
通常需要描述相对于中心轴线设置在不同径向位置的零件。术语“径向”是指垂直于轴线的移动或位置。例如，如果第一部件比第二部件更靠近轴线，则本文将说明第一部件沿第二部件“径向向内”或在第二部件的“内侧”。另一方面，如果第一部件比第二部件更远离轴线驻留，则本文可以说明第一部件是第二部件的“径向向外”或“外侧”。术语“轴向”是指平行于轴线的移动或位置。最后，术语“周向”是指围绕轴线的移动或位置。应当理解，此类术语可以相对于涡轮的中心轴线应用。
此外，在本文中可以有规律地使用若干描述性术语，如下所述。术语“第一”、“第二”和“第三”可以可互换地使用，以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示单独部件的位置或重要性。
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指出。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。“可选的”或“可选地”意指随后描述的事件或情况可以或可以不发生，或者随后描述的部件或特征可以或可以不存在，并且该描述包括事件发生或部件存在的实例和事件不发生或部件不存在的实例。
在元件或层被称为“处于另一个元件或层上”、“接合到另一个元件或层”、“连接到另一个元件或层”或“联接到另一个元件或层”的情况下，它可直接处于另一元件或层上、接合到另一元件或层、连接到另一元件或层或联接到另一元件或层，或者可存在居间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接处于另一个元件或层上”、“直接接合到另一个元件或层”、“直接连接到另一个元件或层”或“直接联接到另一个元件或层”时，可不存在居间元件或层。用于描述元件之间关系的其他词语应以类似的方式解释(例如，“在......之间”与“直接在......之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。
燃气涡轮燃料可包括天然气和高质量液体馏出物燃料以及原油和来自一些过程(如钢制造)的低级精炼残渣和可燃残留气体。对于一些燃气涡轮燃料，可能存在燃气涡轮的效率和有效操作所需的添加剂。添加剂可基于燃料类型和来自进入燃气涡轮的所有源的污染物的性质和量而变化。还考虑了添加剂选择的附加因素，诸如但不限于烧制温度和原始装备制造商(OEM)规格。
许多燃料添加剂旨在控制燃气涡轮热气路区段部件的高温腐蚀和灰结垢。若干不同的腐蚀机制可能在燃烧期间发生，并且通常可归因于低熔点灰沉积物的形成。这些灰沉积物可源自燃气涡轮燃料中的微量金属杂质。例如，重燃料油(HFO)(包括但不限于原油和残留级燃料油)通常含有大量钒(V)。钒是石油的天然存在的组分。
在燃烧期间，包含钒的燃料可能产生钒灰沉积物。钒灰沉积物主要由五氧化钒(V2O5)形成，并且具有约675℃(1247°F)的“低”熔点。在典型的燃气涡轮操作温度下，钒灰沉积物熔融。由于熔融，钒灰沉积物可加速燃气涡轮的热气路部件的表面氧化速率。燃气涡轮热气路部件包括但不限于火焰筒、过渡件、涡轮喷嘴、涡轮刀片和涡轮叶片。其它微量金属杂质诸如铅和锌也可通过类似的机制引发高温腐蚀。
碱金属杂质即钠(Na)和钾(K)也可能导致高温腐蚀，称为硫化腐蚀。硫化腐蚀涉及通过与燃料硫反应来形成硫酸钠。硫化腐蚀导致燃气涡轮热气路部件的晶间点蚀，这是冶金不期望的。
在某些地区，尤其是中东地区，钒和钠杂质在燃料中是常见的。因此，较低熔点的灰沉积物可容易地在该地区中的燃气涡轮系统中形成。因此，对于来自这些地区的未处理或无添加剂的燃气涡轮燃料，燃气涡轮系统中高温腐蚀的风险增加。
钠盐和钾盐是水溶性的，并且可通过现场处理过程去除(或至少减少到可接受的规格限制内)。这些现场处理过程被称为“燃料清洗”。
蒸馏级燃料通常不在燃气涡轮电厂处清洗。含有一定量的污染物，诸如但不限于钠污染物的蒸馏级燃料可通常被传输。此外，钒和其它油溶性微量金属无法通过燃料清洗去除。如本文所述，必须使用化学添加剂来实现去除某些污染物(诸如但不限于钒污染物)的腐蚀抑制过程和处理。
液体燃料不是灰形成杂质或污染物的唯一源。钠盐和其它污染物可在燃气涡轮燃料中发现并且因此以各种方式进入燃气涡轮发动机系统。污染物可从燃气涡轮燃料、从压缩机入口空气、从可从功率增强步骤喷射以用于氮氧化物(NOx)控制的水和蒸汽和/或从其它此类源进入燃气涡轮发动机系统。因此，在燃气涡轮发动机系统应用中也应考虑来自非燃料源的污染风险。
包括镁(Mg)的燃料添加剂可用于控制钒灰沉积物和钒氧化。镁可改变钒灰组合物并增加钒灰熔点，这降低了熔融钒引起问题的可能性。通过在适当的镁钒(Mg/V)处理比率下与V2O5组合，原钒酸镁[3MgO.V2O5]作为新灰组分形成。3MgO.V2O5具有约1243℃(2269°F)的高熔点。因此，利用3MgO.V2O5，燃气涡轮发动机系统的钒灰腐蚀受到限制和控制。通过确保作为燃烧灰的钒灰不熔融并且在燃气涡轮刀片和叶片上保持固态，可减少钒灰腐蚀。
通过与燃气涡轮燃料中的硫反应，镁抑制机制通过形成3MgO.V2O5还生成硫酸镁(MgSO4)作为附加灰组分。MgSO4是水溶性的。因此，MgSO4通过对燃气涡轮热气路部件的周期性水洗促进燃烧灰的去除。燃烧灰的去除可使得能够回收可能由于燃气涡轮热气路部件上的灰形成而损失的电力。
用于燃气涡轮燃料的铬(Cr)添加剂可抑制由碱金属污染物(诸如但不限于钠和钾)促进的硫化腐蚀。铬添加剂也已经被显示为减少灰结垢。铬添加剂灰结垢减少可涉及形成与污染物的挥发性化合物，这些挥发性化合物穿过燃气涡轮而不沉积在热气路部件上。此外，添加剂可单独包括铬，或可与镁和其它成分组合。还可添加含有硅(Si)的添加剂以为燃气涡轮系统的热气路部件提供额外的腐蚀保护和改善的灰脆性。
镁添加剂由磺酸盐类型化学物质制成。灰形成中的磺酸盐类型化学物质耐水解。由于水与磺酸盐灰形成物的接触，磺酸盐类型添加剂的凝胶形成的任何趋势极低。因此，磺酸盐类型化学添加剂可减轻燃气涡轮系统部件(包括但不限于过滤器、流动分隔器、喷嘴、刀片和/或燃料喷嘴)的堵塞。
磺酸盐类型添加剂还能够在燃烧期间实现高反应性。高反应性可允许镁在钒抑制期间更有效地消耗。这种高反应性可能由于磺酸盐类型添加剂的极小粒度，其中磺酸盐类型添加剂的粒度为比羧酸镁(C10H12MgN2O6)颗粒小约5倍。因此，磺酸镁添加剂可安全地添加到燃气涡轮燃料中，从而确保没有过度处理的保护。
如本申请中所使用的，“离线清洗”是燃气涡轮通过外部曲柄来旋转并且燃气涡轮使用曲柄起动速度处于冷却状态的情况。当燃气涡轮离线时，燃气涡轮不燃烧燃料或供应电力动力。相反地，如本公开所体现的，在线过程在燃气涡轮处于操作温度的情况下进行，从而在燃烧燃料和供应电力动力的情况下进行。
现在参考附图，其中类似的数字在若干视图中指代类似的元件，图1例示如本公开所体现的燃气涡轮发动机系统或燃气涡轮发动机系统10的示意图。燃气涡轮发动机系统10可包括压缩机15。压缩机15在空气20流动通过入口过滤器外壳15′之后压缩进来的空气流20。压缩机15将压缩的空气流20递送至燃烧器25。燃烧器25将压缩的空气流20与加压的燃料流30混合并点燃混合物，从而产生燃烧气体流35。尽管仅示出了单个燃烧器25，但燃气涡轮发动机系统10可包括任何数量的燃烧器25。该燃烧气体流35继而被递送到燃气涡轮40。燃烧气体流35驱动燃气涡轮40以产生机械功。燃气涡轮40中产生的机械功经由轴45驱动压缩机15并驱动外部负载装置50诸如但不限于发电机等。
燃气涡轮燃料可包括天然气和高质量液体馏出物燃料以及原油和低级精炼残渣。燃气涡轮发动机系统10可以是由纽约州斯克内克塔迪市通用电气公司(General ElectricCompany of Schenectady，N.Y.)提供的多个不同燃气涡轮发动机中的任一种，包括但不限于诸如7或9系列重型燃气涡轮发动机的那些、H类系列重型燃气涡轮发动机，诸如HA燃气涡轮发动机等。燃气涡轮发动机系统10可具有不同的构型并且可使用其它类型的部件。在本文中也可使用其它燃气涡轮发动机。多个燃气涡轮发动机、其它类型的涡轮机和其它类型的发电装备也在本文所述的实施方案的范围内。
图2是可与燃气涡轮发动机系统10等一起使用的压缩机15的示例。压缩机15可包括多个级55。尽管示出了十八个级55，但是可使用任何数量的级55。每个级55包括多个周向布置的旋转刀片60。可使用任何数量的刀片60。刀片60可安装到转子轮65上。转子轮65可联接到轴45(图1)以供与该轴一起旋转。每个级55还可包括多个周向布置的静止叶片67。可使用任何数量的叶片67。叶片67可安装在外部壳体70内。外部壳体70可从承口75朝向燃气涡轮40延伸。空气流20(图1)因此在流动到燃烧器25(图1)之前围绕承口75进入压缩机15，并且通过级55的刀片60和叶片67被压缩。承口75可设置有水洗喷射喷嘴(为了便于理解和清楚起见未例示)，用于将水和/或洗涤剂施加到级55的压缩机刀片60和叶片67。然而，水和/或洗涤剂可能不流向压缩机15的级55的所有刀片60和叶片67。此外，压缩机水洗系统不提供到燃气涡轮部件的直接路径，这些燃气涡轮部件包括但不限于包括级1喷嘴(S1N)和级2喷嘴(S2N)的热气路部件以及燃气涡轮40(图1)的可在其上获得污染的相关联的轮空间空腔。因此，如本公开所体现的，提供用于清洗燃气涡轮部件的喷射点可通过将喷射定位成更靠近燃气涡轮本身来获得，这些燃气涡轮部件包括但不限于包括级1喷嘴(S1N)和级2喷嘴(S2N)的热气路部件以及相关联的轮空间空腔。
参考图3，燃烧器25包括第一内部21以及通向燃气涡轮40的过渡区43，在该第一内部中由燃料回路供应的第一燃料是可燃的。燃气涡轮40包括级中的旋转涡轮刀片和喷嘴，至少燃烧的产物能够接收在该旋转涡轮刀片和喷嘴中以为涡轮刀片的旋转提供动力。过渡区43将燃烧器25流体联接到涡轮40。过渡区43包括第二内部41，第二燃料被供应到该第二内部中以进一步进行燃烧。如图所示，燃烧器25和过渡区43彼此组合以大致具有头端11的形式。
如图3所例示的，头端11可包括多个预混合喷嘴12。然而，其它头端11构型是可能的。应当理解，其它头端11构型的型式可以是延迟贫喷射(LLI)或轴向燃料分级(AFS)燃烧器(下文将相对于喷射到燃烧器25AT燃料喷射器60中的第二燃料描述)兼容的。出于本说明书的目的，LLI和AFS相似且等效。LLI兼容燃烧器是具有超过约2500°F或约1370℃的出口温度的燃烧器，或以大于10毫秒(ms)的热侧停留时间处理具有比甲烷更具反应性的组分的燃料的燃烧器。
多个延迟贫燃料喷射器60在结构上由过渡区43的外壁支撑或由围绕过渡区43的套筒42的外壁支撑并延伸到第二内部41中的不同深度。利用这种构型，燃料喷射器60可被构造成提供延迟贫喷射(LLI)燃料分级能力。也就是说，燃料喷射器60各自被构造成通过例如燃料喷射在大致横向于主要流动方向的方向上向第二内部41供应第二燃料(即，LLI燃料)。燃料喷射器60可以这种方式通过过渡区43在单个轴向级、多个轴向级、单个轴向圆周级和/或多个轴向圆周级中的任一者中喷射燃料。因此，在燃烧器25和过渡区43内的条件被分级以产生稳定燃烧的局部区。
如本公开所体现的，一个方面提供了包括操作单个燃料喷射器60的单个轴向级。另选地，多个轴向级可在过渡区43处的多个轴向位置处操作。此外，实施方案可包括围绕过渡区43的单个轴向位置的圆周设置的操作燃料喷射器60的单个轴向圆周级。在其它实施方案中，多个轴向圆周级可以是围绕过渡区43的圆周设置在多个轴向位置处的操作燃料喷射器60。
在此，在多个燃料喷射器60围绕过渡区43的圆周设置的情况下，燃料喷射器60可彼此基本上均匀地或不均匀地间隔开。作为非限制性图解，八个或十个燃料喷射器60可设置在特定圆周级处，并且例如其中两个、三个、四个或五个或更多个燃料喷射器60围绕过渡区43以不同彼此分离程度安装。而且，在多个燃料喷射器60设置在过渡区43的多个轴向级处的情况下，燃料喷射器60可相对于彼此成直线和/或交错。
在燃气涡轮发动机系统10的操作期间，每个燃料喷射器60可联合或单独激活或去激活，以形成单个轴向级、多个轴向级、单个轴向圆周级和多个轴向圆周级中的一者。因此，在实施方案的一个方面，燃料喷射器60各自可通过燃料喷射器60的设置在对应的燃料喷射器60和燃料回路之间的端口或阀61(下文称为“阀”61)供应LLI燃料。阀61与控制器80进行信号通信，该控制器将信号发送到阀61，致使阀61打开或关闭并且从而激活或去激活对应的燃料喷射器60。
因此，如果每个燃料喷射器60将同时被激活(即，多个轴向圆周级)，则控制器80向阀61中的每个阀发信号以打开并且从而激活燃料喷射器60中的每个燃料喷射器。相反，如果过渡区43的特定轴向级的每个燃料喷射器60将被激活(即，单个轴向圆周级)，则控制器80包括被配置为将来自控制器80的电信号转换成对阀60、61的对应调整的元件(例如，但不限于电机械换能器)。到阀61中的每个阀的信号可仅对应于单个轴向圆周级的燃料喷射器60，以打开并且从而激活燃料喷射器60中的每个燃料喷射器。当然，此控制系统仅仅是例示性的，并且应当理解，燃料喷射构型的多个组合是可能的，并且用于控制燃料喷射器60中的至少一个燃料喷射器的激活和去激活的其它系统和方法可用。
根据本公开的另一方面，提供了操作燃气涡轮发动机系统10的方法，在该燃气涡轮发动机系统中，涡轮40通过插置在其间的过渡区43流体联接到燃烧器25。该方法包括：将第一燃料供应到燃烧器25内的第一内部21，在燃烧器25内的第一内部21中燃烧第一燃料，在单个轴向级、多个轴向级、单个轴向圆周级和多个轴向圆周级中的任何一者中将第二燃料供应到过渡区43内的第二内部41，并且在过渡区内的第二内部41中燃烧第二燃料和从第一内部21接收的燃烧产物流。
在单个轴向级中将第二燃料供应到第二内部41可包括：激活单个燃料喷射器60。在多个轴向级中将第二燃料供应到第二内部41可包括：激活分别设置在过渡区43的多个轴向位置处的多个燃料喷射器60。在单个轴向圆周级中将第二燃料供应到第二内部41还包括：激活围绕过渡区43的圆周分别设置在其单个轴向位置处的多个燃料喷射器60。另外，在多个轴向圆周级中将第二燃料供应到第二内部41包括：激活围绕过渡区43的圆周设置在其多个轴向位置处的多个燃料喷射器60。
图4示出了如本公开所体现的清洗系统100。清洗系统100可包括水源110。水源110可具有任何大小、形状或构型。水源110在其中可具有一定体积的水120。清洗系统100还可包括洗涤剂源130。洗涤剂源130可具有任何大小、形状、体积或其它构型。洗涤剂源130在其中可供应洗涤剂140。洗涤剂140可以是任何类型的清洁溶液。洗涤剂140可以预定比率用水120稀释。
在实施方案的另一方面，清洗系统100还可包括化学源150。化学源150可具有任何大小、形状或构型。在某些实施方案中，化学源150在其中可具有一定体积的抗静电溶液160。抗静电溶液160可以是任何类型的抗静电流体。抗静电溶液160可以预定比率用水120稀释。水源110、洗涤剂源130和/或化学源150可全部或部分地定位在清洗滑件165上。清洗滑件165可以是可移动的，并且可具有任何大小、形状或构型。本文也可使用其他部件和其他构型。每个源110、130和150通常被称为“源”，并且可提供特定的清洗材料，诸如但不限于：水源110；洗涤剂源130；以及溶液或化学源150。每个源110、130和150可包括用于提供源内容物水平的指示的水平传感器(图3中未例示，参见图6)。此外，如本文所用，源110、130和150可通常被称为“源”，或者另选地，关于该源可能包括的清洗材料的细节。
清洗系统100还可包括混合室170。混合室170可用于将洗涤剂140与水120混合或者将抗静电溶液160与水120混合。也可使用流体的其它组合。在本文中也可使用非稀释流体。图5例示了非限制性例示性混合室170。混合室170可包括用于洗涤剂140和/或抗静电溶液160的流或其它类型的次级流的成角度的逆流喷嘴180中的一个或多个成角度的逆流喷嘴。洗涤剂140或抗静电溶液160的流可经由成角度的逆流喷嘴180以非直径相对或反角度喷射到进入的水流或其它类型的初级流中，以在不使用移动部件的情况下在其中进行良好混合。有效混合还可通过与水流120相比在较高压力下喷射洗涤剂140或抗静电溶液160的流来提供。混合室170可具有任何大小、形状或构型。一个或多个成角度的逆流喷嘴180相对于混合室170的中心轴线以一定角度延伸到混合室中，并且可被构造成在与水在混合室170中的流动相反的方向上以该角度喷射第一流体。
如图4所示，水源110可经由水管线190与混合室170连通。水管线190在其上可具有水泵。水泵可以是例如常规设计。水管线190在其上可具有一对水管线隔离阀210。洗涤剂源130可经由洗涤剂管线220与混合室170连通。洗涤剂管线220在其上可具有洗涤剂泵230。洗涤剂泵230可以是例如常规设计。洗涤剂管线220在其上可具有一对洗涤剂管线隔离阀240。抗静电溶液源160可经由抗静电溶液管线250与混合室170连通。抗静电溶液管线250在其上可具有抗静电溶液泵260。抗静电溶液泵260可以是常规设计。抗静电溶液管线250在其上可具有一对抗静电溶液管线隔离阀270。本文也可使用其他部件和其他构型。
清洗系统100还可包括导管或管线340，即来自混合室170的输出管线。在此示例中，关于图3和图4，在燃烧器25中，管线340从滑件165引导到阀61中的一个或多个阀以用于延迟贫喷射(轴向燃料分级)。因此，可将清洗材料，诸如水120、洗涤剂140、抗静电溶液160和钝化溶液中的至少一者(将在下文描述)进料至燃烧器25中。当在用于延迟贫喷射的阀61处进料至燃烧器25时，清洗材料接近燃气涡轮40的热气路部件，并且具体地是燃气涡轮40的SIN。因此，作为清洗、洗涤剂、抗静电和钝化溶液材料中的至少一者可经由燃烧气体35(图1)的料流进入燃气涡轮40的延迟贫喷射阀61(图4)，以用于作用到燃气涡轮40的部件上并清洁这些燃气涡轮的部件，这些部件包括但不限于燃气涡轮40的刀片和喷嘴。
关于图4和图6，清洗控制器380可操作清洗系统100。清洗控制器380可将水120、洗涤剂140、抗静电溶液160和/或钝化溶液中的至少一者(如下文所述)提供到混合室170，并且然后以其适当比例提供到燃烧器25。清洗控制器380可以是任何类型的可编程逻辑装置(如下文所讨论的)，并且可与燃气涡轮发动机系统10的整体控制系统或其一部分通信。具体地，清洗控制器380可控制阀互锁、流体水平、泵操作、连接性信号、流量传感器、温度、压力、定时等，如本文所讨论的。本文可使用各种类型的传感器(诸如但不限于温度计、流量计、压力传感器等)来向清洗控制器380提供反馈。可限制对清洗控制器380和本文的操作参数的访问，以确保足够的清洁和覆盖。
在使用中，具有流体源110、140、150的清洗滑件165可定位成邻近燃气涡轮发动机系统10(图1)。另选地，流体源110、140、150可全部或部分地更永久地定位在燃气涡轮发动机系统10附近。
在实施方案的某些方面，清洗控制器380可确定水120与洗涤剂130的比率。清洗控制器380可激活水泵220和/或洗涤剂泵230以将对应体积的水120和洗涤剂140泵送到混合室170。来自混合室170的洗涤剂/水混合物的一部分可通过导管或管线340流动到与燃烧器25的阀61中的一个或多个阀的连接，以用于合力流动到燃气涡轮40的S1N。流动可能在燃气涡轮40离线的情况下发生，其中燃气涡轮40处于转动起动动力下，以准许从燃烧器25流动到燃气涡轮40。此外，混合物通过导管或管线340的流动可能在燃气涡轮40在线的情况下发生，其中混合物与燃烧气体35一起流动到燃气涡轮40。一旦将预定体积的洗涤剂/水混合物390喷射到燃烧器25的阀61中，则清洗控制器380可转动泵220、230。如果请求，清洗控制器380可再次激活水泵220以提供水冲洗。水120在冲洗液中的体积可变化。
清洗系统100可在整个燃烧器25中提供改善的清洁和抗静电溶液160的施加，包括通过阀61进料至燃气涡轮40，包括清洗和处理例如级一和级二喷嘴(S1N)(S2N)以及相关联的轮空间空腔。抗静电溶液160的增加的覆盖率可增强抑制材料在燃气涡轮刀片以及固定式喷嘴上的静电吸引的能力，同时降低形成沉积物(诸如灰污染物)的倾向。抗静电覆盖率可在更长的时间段内提供水洗回收的燃气涡轮操作增益。因此，燃气涡轮发动机系统10可具有改善的可持续性能特性。此外，清洗系统100使用现有的燃烧器25的LLI(轴向燃料分级)管道，使得不需要重建或改装。
清洗系统100还可提供控制抗静电溶液160的喷射速率和量的能力，以确保对燃气涡轮40的足够覆盖并且包括级一和级二喷嘴(S1N和S2N)和相关联的轮空间空腔。清洗控制器380可改变可递送到燃烧器25的洗涤剂/水混合物和/或抗静电溶液/水混合物的比率和体积。
本公开的实施方案可提供燃烧器25、燃气涡轮40和尤其是燃气涡轮40的级一和级二喷嘴(S1N和S2N)以及相关联的轮空间空腔的离线清洁。参考图6，在该图中，相同的附图标记指代相同的元件，并且为了清楚和简洁起见，省略对那些元件的进一步讨论，用清洗系统100例示了燃气涡轮发动机系统10的示意图。如本公开所体现的离线清洁将抗氧化剂清洁提供到燃气涡轮40的级一和级二喷嘴(S1N和S2N)以及相关联的轮空间空腔。清洗系统100提供来自清洗系统100的通过延迟贫喷射(轴向燃料分级)阀61喷射到燃烧器25中的脱矿质/去离子水与如本文所述的用于钒减轻的镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂中的至少一者的混合物。此外，来自清洗系统100的水和镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂中的至少一者可作为泡沫或水(例如在延迟贫喷射阀61处的均相料流中)递送到离线燃气涡轮发动机系统10。
在实施方案的各方面中，提供了用于定向级一和级二喷嘴(S1N和S2N)和相关联的轮空间空腔的抗氧化剂清洁剂、水和镁原位在燃气涡轮40中清洁。清洗系统100和相关联的过程使用现有LLI(轴向燃料分级)阀61将脱矿质水和镁的预定混合物分配到燃烧器25中。如本公开所体现的，清洗系统100在应用到燃气涡轮发动机系统10时可：将钒(包括灰形式的钒)从级一和级二喷嘴(S1N)和(S2N)以及相关联的轮空间空腔和/或燃气涡轮40的其它内部部件去除；增强在清洁之后在更长的持续时间内保持燃气涡轮发动机系统10的回收性能的能力；减轻燃气涡轮发动机系统10中尤其是燃气涡轮40中的喷嘴堵塞和锈形成/氧化；清洁并去除灰形成；清洁并去除来自燃烧器表面的氧化和颗粒；提供可归因于冷却空气路径堵塞的减少的增加的设备可靠性和效率；以及提高燃气涡轮发动机系统对重燃料油操作的可靠性。
参考图4至图7，清洗系统100向燃烧器25提供清洗材料，并且然后向级一和级二喷嘴(S1N和S2N)和相关联的轮空间空腔提供清洗材料，以用于在燃气涡轮发动机系统10离线时原位在燃气涡轮40中清洁。应注意，通过在压缩机15(图1)的承口75(图2)处提供清洗材料的压缩机清洗仍然可用本文所述的任何操作和方面提供，如本公开所体现的。然而，关于压缩机清洗的确切系统、过程和其它细节与实施方案的各方面无密切关系，并且将省略进一步的讨论。
导管或管线190从水供应120延伸，并且管线250从供应160延伸(诸如例如水基亚硫酸镁的化学供应)，并且管线190和250在混合室170处相遇。管线340从混合室170延伸到燃烧器25。管线340可包括用于检测混合物的化学特性的化学传感器341、流量传感器342、调节或控制阀343、温度传感器344和过滤器345中的至少一者。化学传感器341、流量传感器342、调节阀343、温度传感器344以及马达220和化学源150水平传感器162中的至少一者的每一者与控制器380通信。因此，根据本文的实施方案，控制器380可在其离线操作中调节和管理清洗系统100的操作。
在燃气涡轮发动机系统10的操作期间，实施方案的另一方面提供了燃烧器25、燃气涡轮40以及尤其是燃气涡轮40的级一和级二喷嘴(S1N)和(S2N)以及相关联的轮空间空腔的清洁和另外的灰形成减轻。可再次参考图4至图6，在燃气涡轮发动机系统10的操作期间，清洗系统100向燃烧器25提供清洗材料，并且然后向级一和级二喷嘴(S1N和S2N)以及相关联的轮空间空腔提供清洗材料，以用于原位在燃气涡轮40中清洁，并且还向燃气涡轮发动机系统10提供灰形成减轻材料。
如本公开所体现的，清洗系统100的此方面与清洗材料一起提供低温灰形成减轻剂，并且然后从燃烧器25及其延迟贫喷射阀或喷嘴61分配到燃气涡轮40的内部部件，包括燃气涡轮40的级一和级二喷嘴(S1N和S2N)以及相关联的轮空间空腔。按照实施方案的此方面，清洗系统100提供来自清洗系统100的通过延迟贫喷射(轴向燃料分级)阀61喷射到燃烧器25中的脱矿质/去离子水的混合物。此外，清洗系统100还可将钇、镁或任何现在已知或随后开发的低温灰形成减轻剂在源130和/或150中从清洗系统100提供到燃烧器25的现有延迟贫喷射(轴向燃料分级)阀或喷嘴61中。低温灰形成减轻剂的非限制性类型可包括水基或油基的钇或镁。如本文所述，清洗系统100将清洗水诸如脱矿质/去离子水和低温灰形成减轻剂提供到燃烧器25LLI(轴向燃料分级)阀61中。如本公开所体现的，延迟贫喷射(轴向燃料分级)阀61位于燃气涡轮40中的级一和级二喷嘴(S1N)和(S2N)以及相关联的轮空间空腔前面，并且燃烧气体的流35继而被递送到燃气涡轮40。递送到LLI(轴向燃料分级)阀61的低温灰形成减轻剂与燃烧气体的流35一起被递送到燃气涡轮40的内部部件。
如本公开所体现的，在燃气涡轮发动机系统10的操作期间用于灰形成减轻和清洁的方法和系统可：减小燃气涡轮级一和级二喷嘴(S1N和S2N)、相关联的轮空间空腔和其它燃气涡轮内部涡轮部件上的灰形成的速率；增强在清洁之后在更长的持续时间内保持燃气涡轮发动机系统10的回收性能的能力；减轻喷嘴堵塞、热腐蚀/氧化、可能由于堵塞而导致的空气形状/轮廓变形；增强满足和超过退化保证奖励机会的能力，特别是对重燃料氧化物(HFO)操作的燃气涡轮发动机、依赖于具有高浓度钒和其它灰形成的杂质的气体燃料的燃气涡轮和燃气涡轮组中；增加的设备可靠性、输出和效率，这可归因于喷嘴有效区域的减少和刀片空气动力学曲线的变化；清洁并去除灰形成；清洁并去除来自燃烧器表面的氧化和颗粒；以及提供增加的设备可靠性和效率，这可归因于冷却空气路径堵塞的减少。
如本公开所体现的，在燃气涡轮发动机系统10(图1)操作期间用于灰形成减轻的清洗系统100可通过图6的构型来例示。管线190从水供应110延伸，并且管线250从化学源150(例如，在该方面，化学源1 50包括钇、镁或另一种低温灰形成减轻剂的体积)延伸，并且管线190和250在混合室170处相遇。管线340从混合室170延伸到燃烧器25。管线340可包括化学传感器341、流量传感器342、调节阀343、温度传感器344和过滤器345中的至少一者。化学传感器341、流量传感器342、调节阀343、温度传感器344以及马达200、化学源150水平传感器162中的至少一者的每一者与控制器380通信。因此，根据本文的实施方案，控制器380可在其离线操作中调节和管理清洗系统100的操作。
实施方案的另一方面提供了燃烧器25、燃气涡轮40以及尤其是燃气涡轮40的级一和级二喷嘴(S1N)和(S2N)以及相关联的轮空间空腔的离线清洁和钝化。继续参考图6和图7，在这些图中，相同的附图标记指代相同的元件，并且为了清楚和简洁起见，省略对那些元件的进一步讨论，用清洗系统100例示了燃气涡轮发动机系统10的示意图。如本公开所体现的离线清洁提供了燃烧器25、燃气涡轮40以及尤其是燃气涡轮40的级1喷嘴到燃气涡轮40的级1喷嘴的抗氧化剂清洁和钝化。清洗系统100提供了来自清洗系统100的通过延迟贫喷射(轴向燃料分级)阀61喷射到燃烧器25中的脱矿质/去离子水与多胺或镁(Mg)中的至少一者的混合物。
在实施方案的此方面中，提供了用于定向级一和级二喷嘴(S1N和S2N)和相关联的轮空间空腔的脱矿质/去离子水与多胺或镁中的至少一者的混合物在燃气涡轮40离线时原位在燃气涡轮40(包括燃气涡轮40的级一和级二喷嘴(S1N和S2N)以及相关联的轮空间空腔)中清洁。清洗系统100和相关联的过程使用现有的延迟贫喷射(轴向燃料分级)阀61将脱矿质/去离子水与多胺或镁中的至少一者的预定混合物分配到燃烧器25中，从该燃烧器中脱矿质水与镁的预定混合物可流动进入燃气涡轮40中。如本公开所体现的，图6的清洗系统100在应用于燃气涡轮发动机系统10时可涂覆内部燃气涡轮部件以钝化它们。内部燃气涡轮部件中所包括的被涂覆和钝化的是燃气涡轮40的级一和级二喷嘴(S1N)和(S2N)加上相关联的轮空间空腔和/或其它内部部件。如本公开所体现的，钝化可：增强在清洁之后在更长的持续时间内保持燃气涡轮发动机系统10的回收性能的能力；减轻燃气涡轮发动机系统10中尤其是燃气涡轮40中的喷嘴堵塞和锈形成/氧化；清洁并去除灰形成；可减少严重程度和频率以执行基于退化的维护；清洁并去除来自燃烧器表面的氧化和颗粒；提供可归因于冷却空气路径堵塞的减少的增加的设备可靠性和效率；减少级一和级二喷嘴(S1N和S2N)以及相关联的轮空间空腔和/或其它燃气涡轮部件的潜在裂纹传播和表面退化；以及提高燃气涡轮发动机对重燃料油操作的可靠性。
参考图4至图7，清洗系统100将混合的脱矿质/去离子水与多胺或镁中的至少一者提供到燃烧器25，并且然后在燃气涡轮发动机系统10离线时用于S1N原位在燃气涡轮40中清洁。应注意，离线意味着通过在压缩机15(图1)的承口75(图2)处提供清洗材料的压缩机清洗仍然可用本文所述的任何操作和方面提供，如本公开所体现的。然而，关于压缩机清洗的确切系统、过程和其它细节与实施方案的各方面无密切关系，并且将省略进一步的讨论。
管线190从水源110延伸，并且管线250从化学品供应150(例如，脱矿质/去离子水与多胺或镁中的至少一者的混合物)延伸，并且管线190和250在混合室170处相遇。管线340从混合室170延伸到燃烧器25。管线340可包括化学传感器341、流量传感器342、调节阀343、温度传感器344和过滤器345中的至少一者。化学传感器341、流量传感器342、调节阀343、温度传感器344以及马达200和化学源150水平传感器162中的至少一者的每一者与控制器380通信。因此，根据本文的实施方案，控制器380可在其离线操作中调节和管理清洗系统100的操作。
如本公开所体现的，钝化材料(例如但不限于多胺或镁中的至少一者)可以液体形式或泡沫形式提供。本公开的各方面使得脱矿质/去离子水与多胺或镁中的至少一者的混合物能够从延迟贫喷射阀或喷嘴流动到燃气涡轮40的级一和级二喷嘴(S1N和S2N)以及相关联的轮空间空腔，以用于钝化级一和级二喷嘴(S1N和S2N)以及相关联的轮空间空腔和其它内部燃气涡轮部件。
如本公开所体现的抗腐蚀混合物可包含抗腐蚀剂和水。抗腐蚀混合物可作为水性溶液(例如，使用水作为液体载体)供应到燃烧器25，然后供应到燃气涡轮发动机系统10的燃气涡轮40区段。抗腐蚀混合物可用金属钝化涂层在其中涂覆燃气涡轮发动机部件，该金属钝化涂层减轻了那些经涂覆部件上的腐蚀。
根据实施方案的某些方面，硫酸镁可用作清洗剂。对于燃气涡轮发动机系统10采用重油作为燃料的应用，重油可用钒基腐蚀/沉积物抑制剂处理。在操作期间，钒基腐蚀/沉积物抑制剂可形成燃气涡轮发动机系统10中的炉渣。硫酸镁可防止通过使用原油、重油作为燃气涡轮燃料促进的钒基炉渣的形成。在实施方案的某些方面，硫酸镁作为钒基腐蚀/沉积物抑制剂可连接到水基硫酸镁溶液。
如本公开所体现的，抗腐蚀混合物可(在混合室170中)预混合并且供应到燃气涡轮发动机系统10。此外，抗腐蚀混合物可通过清洗系统100提供给燃烧器25。
抗腐蚀混合物通过金属钝化赋予燃气涡轮发动机系统10和燃气涡轮40耐腐蚀性和/或抑制腐蚀，该燃气涡轮发动机系统和燃气涡轮包括其级一和级二喷嘴(S1N)和(S2N)以及相关联的轮空间空腔。金属钝化在燃气涡轮发动机系统10中的金属和/或金属合金基材上提供抗腐蚀涂层，如本公开所体现的抗腐蚀混合物利用该金属和/或金属合金基材通过燃烧器25的延迟贫喷射阀61处的入口接触，如上文所讨论的。因此，所得的抗腐蚀涂层(部分地或完全地)涂覆燃气涡轮40(尤其是其级1喷嘴)和各种金属热气路部件(诸如燃气涡轮刀片和其它喷嘴)。
金属钝化通过形成金属氧化物层/涂层向金属和/或金属合金基材赋予免受在燃气涡轮发动机中表现出的环境因素影响的保护罩，这些环境因素诸如但不限于高温、燃烧副产物、碎屑等。金属氧化物层/涂层保护燃气涡轮40的金属或金属合金基材部件免受腐蚀性物质的影响。抗腐蚀涂层可被视为分子层，或换句话讲微涂层。在本公开的一个方面，抗腐蚀涂层还加强了燃气涡轮发动机系统10的金属或金属合金基材中的结合。在实施方案的另一方面，可在低于500℃的温度避免抗腐蚀涂层的显著热分解。在又一方面，可使用本文所述的清洗系统100将连续的抗腐蚀处理循环施加到燃气涡轮发动机系统10，从而得到多层抗腐蚀涂层。
抗腐蚀混合物可包括呈特别选择的预定比率的水和抗腐蚀剂。可采用适于赋予抗腐蚀涂层的任何抗腐蚀剂/抑制剂。在一个实施方案中，抗腐蚀剂是有机胺。通过在燃气涡轮发动机系统10中的部件的金属/金属氧化物表面处吸收胺作为腐蚀剂/抑制剂，从而限制在燃气涡轮发动机系统10的部件的金属或金属合金基材表面处的潜在腐蚀性物质(例如溶解氧、碳酸、氯化物/硫酸根阴离子等)的接近。在另一个实施方案中，抗腐蚀剂/抑制剂可以是两种或更多种有机胺。在又一个实施方案中，抗腐蚀剂/抑制剂可以是多胺。如本文所用，术语“多胺”是指具有两个或更多个伯氨基NH2的有机化合物。在仍再一实施方案中，抗腐蚀剂/抑制剂还包括挥发性中和胺，该挥发性中和胺可中和酸性污染物并且将pH升高到碱性范围内，并且利用挥发性中和胺保护金属氧化物涂层特别稳固且粘附。
在实施方案的另一方面，抗腐蚀剂/抑制剂的非限制性示例包括但不限于环己胺、吗啉、单乙醇胺、N-9-十八烯基-1，3-丙二胺、9-十八烯-1-胺、(Z)-1-5、二甲基胺丙胺(DMPA)、二乙基氨基乙醇(DEAE)等以及它们的组合。在另外的实施方案中，抗腐蚀剂/抑制剂在抗腐蚀混合物中的量为每百万份(ppm)5份至1000ppm。在另一个实施方案中，抗腐蚀剂/抑制剂在抗腐蚀混合物中的量以约50ppm至约800ppm的范围提供。在又一个实施方案中，抗腐蚀剂/抑制剂在抗腐蚀混合物中的量以约100ppm至约500ppm的范围提供。
在实施方案的一个特定方面，抗腐蚀剂/抑制剂在供应给燃烧器25的延迟贫喷射阀61的第一抗腐蚀混合物中的量为5ppm至1000ppm。
如上文所讨论的，在水性溶液中包含水和抗腐蚀剂/抑制剂的抗腐蚀混合物经由LLI阀61引入燃气涡轮发动机系统10中。如本文所用，“水性溶液”是指液相介质。在本公开的一个实施方案中，水性溶液是液相介质，其不含多胺气体、水蒸汽(诸如蒸汽)和/或空气。水充当抗腐蚀剂/抑制剂的液体载体，该抗腐蚀剂/抑制剂也处于液相。因此，水通过管道340携带抗腐蚀剂/抑制剂并且进入燃烧器25和燃气涡轮40的选定区域中，用抗腐蚀涂层涂覆其中的部件。
如本领域技术人员将理解的，如本公开所体现的控制器80、控制器380可体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，如本公开所体现的控制器80和控制器380可采取以下形式：完全硬件实施方案、完全软件实施方案(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合在本文中可全部统称为“电路”、“模块”或“系统”的软件和硬件方面的实施方案。此外，如本公开所体现的控制器80和控制器380可采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品体现在任何有形表达介质中，在该介质中体现有计算机可用程序代码。另外，如本公开所体现的控制器80和控制器380可采取存储代表根据本公开的实施方案的部件的代码的非暂时性计算机可读存储介质的形式。
图7至图9是如本公开所体现的用于过程的流程图示或流程图。每个流程图中的相同步骤由相同的参考步骤编号表示。
关于图7，清洗过程500是离线过程500。在步骤501中，燃气涡轮发动机系统10离线。可选的过程502是清洗压缩机15，其中压缩机清洗可通过已知系统完成，该已知系统与如本公开体现的清洗系统100分离或与如本公开所体现的清洗系统100结合。在离线过程500中，水和特定清洗剂通过燃烧器25的延迟贫喷射器60施加到燃气涡轮40的内部部件。在过程500中，在步骤503处施加水和抗氧化剂并且通过燃烧器25的延迟贫喷射器60施加到燃气涡轮40的内部部件。
过程504是可选的并且可施加冲洗液并且施加洗涤剂以根据需要去除污染物(这些污染物诸如但不限于炉渣、灰、油等)并且可通过燃烧器25的延迟贫喷射器60被施加到燃气涡轮40的内部部件。过程505也是可选的并且可将冲洗液通过燃烧器25的延迟贫喷射器60施加到燃气涡轮40的内部部件(如果需要的话)。在过程500中，另一可选的过程506可通过燃烧器25的延迟贫喷射器60向燃气涡轮40的内部部件施加钝化处理(类似于在下文所述的过程700中施加的钝化处理)。对于过程500的一个实施方案，在燃气涡轮发动机系统10的部件的过程507处可进行干燥。
如图8所示，过程600是在线清洗过程。在过程601中，燃气涡轮发动机系统10(图1)在线，并且清洗压缩机15的可选步骤可在过程602中进行。在过程603中，可将水和抗腐蚀剂通过燃烧器25的LLI 60施加到燃气涡轮40的内部部件。如本公开所体现的，镁或钇可作为抗腐蚀剂包括在内以去除钒。此外，在过程603中，水和抗腐蚀剂可作为均相液体共混物或泡沫施加。在过程604中，可以可选地施加冲洗液和洗涤剂以根据需要除去污染物(这些污染物诸如但不限于炉渣、灰、油等)并且可通过燃烧器25的延迟贫喷射器60被施加到燃气涡轮40的内部部件。过程605是冲洗液的可选的施加，并且可将冲洗液通过燃烧器25的延迟贫喷射器60施加到燃气涡轮40的内部部件(如果需要的话)。过程606也是抗腐蚀或钝化处理的可选的施加。
参考图9，在离线过程700中，水和特定剂通过燃烧器25的延迟贫喷射器60施加到燃气涡轮40的内部部件。在过程701中，燃气涡轮发动机系统10离线。可选的过程702是清洗压缩机15，其中压缩机清洗可通过已知系统完成，该已知系统与如本公开体现的清洗系统100分离或与如本公开所体现的清洗系统100结合。在方法700中，在过程703处添加水和抗腐蚀/钝化处理剂，并且通过燃烧器25的延迟贫喷射器60施加到燃气涡轮40的内部部件。过程704是可选的并且可施加冲洗液并且施加洗涤剂以根据需要去除污染物(这些污染物诸如但不限于炉渣、灰、油等)并且可通过燃烧器25的延迟贫喷射器60施加到燃气涡轮40的内部部件。过程705是可选的并且可将冲洗液通过燃烧器25的LLI 60施加到燃气涡轮40的内部部件(如果需要的话)。对于离线过程700，在燃气涡轮发动机系统10的部件的过程706处可进行干燥。
一个或多个计算机可用或计算机可读介质/媒体的任何组合可用于控制器80和控制器380。可用于控制器80和控制器380的计算机可用或计算机可读介质可包括例如但不限于电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。可用于控制器80和180中的一者或两者的算机可读介质的更特定示例(不完全列表)将包括以下项：具有一根或多根线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、传输介质(诸如支持互联网或内联网的那些)或磁存储设备。需注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是纸张或程序印刷在其上的另一种合适的介质，因为程序可经由例如光学扫描纸张或其他介质以电子方式捕获，然后在必要时以合适的方式编译、解释或以其他方式处理，并且然后存储在计算机存储器中。在本文档的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是可包含、存储、传达、传播或传送程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与它们结合使用的任何介质。计算机可用介质可包括在基带中或作为载波的一部分的、其中体现有计算机可用程序代码的传播数据信号。计算机可用程序代码可使用任何适当的介质传输，该任何适当的介质包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等。
如本公开所体现的，用于执行清洗操作的计算机程序代码可以一种或多种编程语言的任何组合来写入，这些编程语言包括面向对象的编程语言(诸如Java、Smallalk、C++等)和常规的过程编程语言(诸如，“C”编程语言或类似编程语言)。程序代码可完全在用户计算机上、部分地在用户计算机上、作为独立的软件包、部分地在用户计算机上，以及部分地在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形下，远程计算机可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者该连接可以至外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)。
参考根据本公开的实施方案的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图解和/或框图来描述实施方案。应当理解，流程图图解和/或框图中的每个框以及流程图图解和/或框图中的框的组合可通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个框或多个框中指定的功能/动作的装置。
这些计算机程序指令也可存储在计算机可读介质中，该计算机程序指令可指导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括指令装置的制品，该指令装置实现流程图和/或框图的一个框或多个框中指定的功能/动作。
计算机程序指令也可加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以致使在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的一个框或多个框中指定的功能/动作的过程。
前述附图示出了根据本公开的若干实施方案的一些相关联处理。就这一点而言，附图的流程图内的每个附图或框表示与所述方法的实施方案相关联的工艺。还应当指出的是，在一些另选的具体实施中，附图或框中提到的动作可以不按照图中所示的顺序发生，或者，例如，实际上可以基本上同时或以相反的顺序执行，这取决于所涉及的动作。而且，本领域的普通技术人员将认识到可添加描述该处理的附加框。
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。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换；除非上下文或语言另有说明，否则这些范围被识别并包括其中包含的所有子范围。应用于范围的特定值的“大约”适用于两个端值，并且除非另外依赖于测量该值的仪器的精度，否则可以指示该值的+/-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)

1.一种燃气涡轮发动机系统(10)，所述燃气涡轮发动机系统包括：
燃气涡轮(40)发动机，所述燃气涡轮(40)发动机包括压缩机(15)、燃烧器(25)和燃气涡轮(40)，所述燃烧器(25)包括向所述燃烧器(25)的内部供应第二燃料(30)的多个延迟贫燃料喷射器(60)；和
清洗系统(100)，所述清洗系统被构造成附接到所述燃烧器(25)的所述多个延迟贫燃料喷射器(60)并且与所述燃烧器的所述多个延迟贫燃料喷射器流体连通，所述清洗系统(100)包括：
水源(110)，所述水源供应水(120)；
第一流体源(150)，所述第一流体源供应第一流体；
混合室(170)，所述混合室与所述水源(110)和所述第一流体源(150)连通；
水泵(220)，所述水泵被构造成将所述水(120)泵送到所述混合室(170)；
第一流体泵，所述第一流体泵被构造成将所述第一流体泵送到所述混合室(170)；
流体管线(190)，所述流体管线被构造成与所述混合室(170)和所述多个延迟贫燃料喷射器(60)中的至少一个延迟贫燃料喷射器流体连通，使得来自所述混合室(170)的包括所述水(120)、所述第一流体或所述水和所述第一流体的混合物的流体在所述多个延迟贫燃料喷射器(60)中的至少一个延迟贫燃料喷射器处被喷射到所述燃烧器(25)中，
其中所述清洗系统(100)与处于离线模式的所述燃气涡轮(40)发动机一起操作。
2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述第一流体源(150)包括洗涤剂源(130)，并且其中所述第一流体包括洗涤剂(140)。
3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述第一流体源(150)包括抗静电溶液(160)源，并且其中所述第一流体包括抗静电溶液(160)。
4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述第一流体源(150)供应脱矿质/去离子水(120)与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂(140)中的至少一者的混合物。
5.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述脱矿质/去离子水(120)与镁(Mg)Mg)、钇(Y)或洗涤剂(140)的混合物将钒从所述燃气涡轮(40)发动机的内部部件去除。
6.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述脱矿质/去离子水(120)与镁(Mg)、钇(Y)或洗涤剂(140)的混合物作为溶液或作为泡沫提供。
7.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述混合室(170)在其中包括一个或多个成角度的逆流喷嘴(180)，所述一个或多个成角度的逆流喷嘴(180)相对于所述混合室(170)的中心轴线以一定角度延伸到所述混合室(170)中并且被构造成在与所述水(120)在所述混合室(170)中的流动相反的方向上以所述角度喷射所述第一流体。
8.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述水源(110)经由水源(110)管线和水泵(220)与所述混合室(170)连通。
9.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述第一流体源(150)经由第一流体源(150)管线和第一流体泵与所述混合室(170)连通。
10.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，所述燃气涡轮发动机系统还包括：控制器(80，380)，所述控制器(80，380)与所述水泵(220)和所述第一流体泵操作地通信，其中所述控制器(80，380)被配置为调节所述水(120)和所述第一流体通过所述流体管线(190)到达所述多个延迟贫燃料喷射器(60)中的至少一个延迟贫燃料喷射器的流动。
11.根据权利要求10所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述控制器(80，380)还包括定位在所述流体管线(190)中的至少一个流量控制阀(61，343)，所述至少一个流量控制阀(61，343)与所述控制器(80，380)通信以用于实现所述至少一个流量控制阀(61，343)在至少打开位置和关闭位置之间的致动，所述致动由所述控制器(80，380)引起。
12.根据权利要求10所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其中所述控制器(80，380)还包括定位在所述流体管线(190)中的至少一个流量传感器，所述至少一个流量传感器与所述控制器(80，380)通信以用于感测所述流体管线(190)中的流量。
13.一种清洗离线燃气涡轮(40)发动机的方法，所述燃气涡轮(40)发动机包括压缩机(15)、燃烧器(25)、燃气涡轮(40)，所述燃烧器(25)包括向所述燃烧器(25)的内部供应第二燃料(30)的多个延迟贫燃料喷射器(60)，所述方法包括：
将水(120)从水源(110)供应到清洗系统(100)的混合室(170)；
将第一流体从第一流体源(150)供应到所述清洗系统(100)的所述混合室(170)；
将所述水(120)和第一流体供应到所述混合室(170)包括：从所述水源(110)泵送水(120)并且从所述第一流体源(150)泵送所述第一流体；以及
在所述燃气涡轮(40)发动机离线时，将流体从所述混合室(170)喷射到所述多个延迟贫燃料喷射器(60)中的至少一个延迟贫燃料喷射器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一流体源(150)包括洗涤剂源(130)，并且其中所述第一流体包括洗涤剂(140)。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一流体源(150)包括抗静电溶液(160)源，并且其中所述第一流体包括抗静电溶液(160)。
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