FR2938048A1

FR2938048A1 - Systeme et procede de lavage et purge a l'eau du circuit combustible liquide d'une turbine

Info

Publication number: FR2938048A1
Application number: FR0857531A
Authority: FR
Inventors: Maher Aboujaib; Daniel Deloge
Original assignee: GE Energy Products France SNC
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2010-05-07
Anticipated expiration: 2028-11-06
Also published as: WO2010052434A3; US20110277480A1; WO2010052434A2; JP5701215B2; DE112009002724B4; DE112009002724T5; US9410486B2; JP2012507654A; FR2938048B1

Abstract

Ce système d'alimentation d'une turbine en combustible liquide comprend une arrivée de combustible liquide (3), un ensemble de tuyauterie (4) reliant l'arrivée à la turbine et des moyens de purge pour purger une partie au moins dudit ensemble de tuyauterie. Les moyens de purge comprennent des moyens d'arrivée d'eau (9) et un système de vannes pilotables adapté pour injecter de l'eau dans au moins une desdites parties de l'ensemble de tuyauterie.

Description

B08-3067FR AR/ODE

Société en nom collectif dite : GE ENERGY PRODUCTS FRANCE SNC Système et procédé de lavage et purge à l'eau du circuit combustible liquide d'une turbine Invention de : Maher ABOUJAIB Daniel DELOGE Système et procédé de lavage et purge à l'eau du circuit combustible liquide d'une turbine La présente invention concerne le domaine des turbines à gaz et l'alimentation de telles turbines à gaz. Elle s'applique en particulier aux systèmes de turbines à gaz utilisant deux types de combustibles comme le gaz et le fioul. Elle s'applique aussi à toute machine alimentée à partir d'un combustible liquide et pour laquelle, à l'arrêt, le combustible est susceptible de stagner, à haute température, et en présence d'air. Les systèmes de combustion de turbines à gaz industrielles brûlent un mélange de comburant, tel que de l'oxygène, et de combustible, tels que du gaz ou du fioul liquide. Les turbines à gaz utilisant deux types de combustibles ne brûlent généralement pas les deux combustibles en même temps. Lorsque la turbine brûle un combustible, l'alimentation de l'autre combustible est à l'arrêt et vice-versa. L'opération, qui consiste à changer le combustible d'alimentation de la turbine est classiquement désignée par le terme de changement. Suite à cette opération de changement ou pour toute autre raison, le circuit d'alimentation de l'un des combustibles est arrêté. Pour ce type de machine, le combustible liquide stagnant à température élevée et en présence d'air peut subir une coagulation ou solidification. Le phénomène est bien connu dans le cas du fioul et est désigné par le terme "cokéfaction". Cette solidification du fioul se manifeste par la détérioration des éléments sensibles de la machine, de la fonction d'étanchéité de composants mécaniques (vannes, clapets anti retour..) et par une diminution de la vitesse d'écoulement du combustible liquide dans la machine ou son alimentation (tuyauteries).

Dans l'état de la technique, il est connu de réaliser une purge à air suite à l'arrêt d'un circuit d'alimentation, dans le cas par exemple, d'un changement d'alimentation d'une turbine d'un combustible liquide à un combustible gazeux. Cette purge à air du combustible liquide est destinée à nettoyer le circuit d'alimentation dans les zones à haute température, proches de la turbine. Ceci permet d'éviter que le combustible liquide stagnant ne se trouve en présence de hautes températures. I1 a été constaté que les solutions à air existantes ont une efficacité limitée. En effet, quand l'air purge le combustible liquide, l'air étant compressible, des variations du débit de combustible liquide purgé vers la chambre de combustion sont possibles ce qui implique des sauts de puissance. Cette purge à air provoque l'accumulation d'air (tuyauteries, clapet, vannes) dans le circuit d'alimentation ce qui implique là encore des sauts de puissance.

Ces sauts de puissance sont d'autant plus problématiques qu'ils peuvent déclencher une sécurité de type coupe circuit. D'une manière plus générale, l'air participant à la dégradation du combustible liquide, il est souhaitable de l'éviter. Un exemple de système de purge à air est décrit dans le document EP 1 184 623. Au vu de ce qui précède, l'invention a pour but de pallier les inconvénients des machines conventionnelles et d'éviter en particulier la présence d'un combustible liquide stagnant qui en présence d'air et à température élevée crée un résidu dans le circuit d'alimentation de la machine, qui a tendance à se solidifier, phénomène connu comme cokéfaction dans le cas du fioul. La présente invention a ainsi pour objet un système d'alimentation d'une turbine en combustible liquide comprenant une arrivée de combustible liquide, un ensemble de tuyauterie reliant ladite arrivée à la turbine et des moyens de purge pour purger une partie au moins de l'ensemble de tuyauterie. Selon une caractéristique de ce système, les moyens de purge comprennent des moyens d'arrivée d'eau et un système de vannes pilotables adapté pour injecter l'eau dans au moins une partie de l'ensemble de tuyauterie. Selon une autre caractéristique, la turbine comprenant des moyens d'alimentation en eau, les moyens d'arrivée d'eau sont alimentés à partir desdits moyens d'alimentation.. Cela permet de ne pas mettre en place de circuit d'eau supplémentaire. La purge peut par exemple être réalisée avec de l'eau déminéralisée déjà utilisée pour la réduction de Nox. Selon une caractéristique supplémentaire le système comprend un clapet antiretour est disposé entre l'arrivée de combustible liquide et la turbine, le système de vanne étant branché en amont dudit clapet. Le système peut encore comporter une arrivée d'air de purge sous pression disposée en aval du clapet antiretour. Dans les modes de réalisation envisagés, les moyens de commande sont par exemple adaptés pour piloter le système de vanne selon une première phase d'alimentation de la turbine avec ledit combustible et une deuxième phase de purge par injection d'eau dans au moins une partie de l'ensemble de tuyauterie. Les moyens de commande peuvent encore être adaptés pour piloter l'arrivée d'air de purge sous pression de telle sorte qu'une injection d'air soit faîte postérieurement à l'injection d'eau en aval du clapet antiretour le cas échéant. Selon le premier mode de réalisation, le système de vannes comprend une vanne trois voies reliant soit un drain soit les moyens d'arrivée d'eau à une vanne multivoie branchée sur l'ensemble de tuyauterie. Selon un autre mode de réalisation, le système de vannes comprend une première vanne multivoie branchée entre l'ensemble de tuyauterie et les moyens d'arrivée d'eau et une deuxième vanne disposée entre l'ensemble de tuyauterie et un drain ainsi qu'une troisième vanne disposée dans l'ensemble de tuyauterie, en aval de l'arrivée de combustible. Par exemple le système comprend une vanne trois voies disposée entre la première vanne et les moyens d'arrivée d'eau pour raccorder la première vanne soit à un drain, soit auxdits moyens d'arrivée d'eau. Selon encore une caractéristique supplémentaire de ce mode de réalisation le branchement de la première vanne est situé en aval du branchement de la deuxième vanne.

Dans les modes de réalisation envisagés, un régulateur de débit est disposé entre la vanne multivoie et l'ensemble de tuyauterie. Selon une caractéristique supplémentaire des modes de réalisation envisagés de ce système, pour l'alimentation d'une turbine en au moins deux combustibles, un premier combustible liquide est du fioul et un deuxième est du gaz, la turbine fonctionnant avec au moins ces deux combustibles. Dans une application, le système d'alimentation peut être utilisé dans une turbine.

L'invention a également pour objet un procédé de purge d'une turbine comprenant les étapes de: - purge de combustible par injection d'eau dans une partie au moins d'un ensemble de tuyauterie d'un système d'alimentation de la turbine; -et purge de l'eau par injection d'air dans une partie de l'ensemble de tuyauterie située en aval du clapet antiretour ou par injection du combustible dans une partie de l'ensemble de tuyauterie située en amont du clapet antiretour. Selon une caractéristique de ce procédé, la phase de purge est mise en oeuvre suite à un changement d'alimentation d'un premier combustible vers un deuxième combustible. Par exemple, le premier combustible liquide est du fioul liquide et le deuxième combustible est du gaz. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente un système d'alimentation d'une turbine suivant l'état actuel de la technique; - la figure 2 représente un premier mode de mise en oeuvre d'un système d'alimentation d'une turbine pourvu de moyens de purge; - la figure 3 illustre selon un premier mode de mise en oeuvre la purge du combustible liquide en aval des clapets antiretour; - la figure 4 illustre selon un premier mode de mise en oeuvre la purge du combustible liquide en amont des clapets antiretour; - la figure 5 illustre selon un premier mode de mise en oeuvre la purge du combustible liquide au cours de laquelle le système de purge est arrêté; - la figure 6 illustre selon un premier mode de mise en oeuvre la purge de l'eau lors du remplissage par le combustible liquide; - la figure 7 illustre selon un premier mode de mise en oeuvre le système d'alimentation suivant un deuxième mode de réalisation avec l'ajout des moyens permettant la mise en oeuvre de la purge; - la figure 8 représente un deuxième mode de mise en oeuvre de la purge du combustible liquide en aval des clapets antiretour; - la figure 9 représente un deuxième mode de mise en oeuvre de la purge du combustible liquide en amont des clapets antiretour; - la figure 10 représente un deuxième mode de mise en oeuvre de la purge du combustible liquide au cours de laquelle le système de purge est arrêté; - la figure 11 représente un deuxième mode de mise en oeuvre de la première étape de la purge de l'eau lors du remplissage par le combustible liquide; et - la figure 12 représente un deuxième mode de mise en oeuvre de la deuxième étape de la purge de l'eau lors du remplissage par le combustible liquide. Considérant la figure 1, il y est présenté un système d'alimentation en combustible liquide suivant l'état de la technique. Comme on le voit, le système d'alimentation d'une turbine à gaz conventionnelle comporte un compartiment turbine 2 et un compartiment auxiliaire 1. Cette figure montre la disposition des composants dans ces deux compartiments. Le compartiment auxiliaire comprend un diviseur de débit 18, une arrivée de combustible liquide 3, des moyens de commande 17 et une partie d'un ensemble de tuyauterie 4 qui alimente chacune des chambres de combustion du compartiment turbine 2. Le compartiment turbine comprend, outre les chambres de combustion, la suite de l'ensemble de tuyauterie qui permet l'acheminement du combustible vers les chambres et des clapets antiretour 5 de combustible associés à chaque ligne. En aval de chaque clapet antiretour 5, le compartiment turbine à gaz comprend une arrivée d'air d'atomisation 19 et un injecteur 20 vers la chambre de combustion de la turbine à gaz. Les moyens de commande 17 pilotent l'arrivée d'air d'atomisation 19 et l'arrivée de combustible 3. Le clapet antiretour 5 permet d'éviter le retour du gaz de la chambre vers le circuit et tout contact entre le combustible et l'air à environ 200°C. L'arrivée de combustible liquide 3 dont la pression peut être réglée fonctionne à une pression suffisante pour ouvrir les clapets antiretour.

Chacun de ces deux compartiments 1 et 2 fonctionne généralement sous des conditions de température différentes. Ainsi la température moyenne dans le compartiment auxiliaire 1 est d'environ 65°C, tandis que dans le compartiment turbine 2 la température est régulée à environ 130°C par une ventilation forcée dont les moyens ne sont pas représentés. Cependant à proximité de la turbine la température peut atteindre environ 250°C dû au rayonnement thermique. Comme indiqué précédemment, à l'arrêt, la présence de combustible stagnant à haute température et en présence d'air en particulier dans le compartiment turbine 2 est susceptible de présenter un certain nombre d'inconvénients majeurs. On a représenté sur la figure 2 un système d'alimentation permettant de palier ces inconvénients. Ce système d'alimentation comprend également une arrivée de combustible 3, un diviseur de débit 18, un ensemble de tuyauterie 4, un clapet 5, une arrivée d'air d'atomisation 19, un injecteur 20 et des moyens de commande 17. Ces éléments ont des fonctions identiques à ceux décrits en référence à la figure 1. Comme représenté sur la figure 2, le système est complété par des moyens pour purger une partie au moins de l'ensemble de tuyauterie. Le système de purge comprend une vanne multivoies 6, une vanne trois voies 14, plusieurs vannes simples 40, 41, 43, 44, 45, deux drains 16 et 15, une arrivée d'air de purge 39, un régulateur de débit 50, des moyens de commandes 27 et une arrivée d'eau (9). L'arrivée d'eau 9 en amont permet, par exemple au moyen d'une pompe à eau qui peut être celle du circuit d'injection d'eau, de fournir le débit et la pression d'eau nécessaires pour le système de purge. La vanne 40 se situe entre l'arrivée d'eau et la vanne trois voies. Entre les vannes 40 et 14 se situe le branchement de la vanne 41 qui est reliée au drain 15. La vanne trois voies 14 raccorde la vanne 6 soit à la vanne 40 soit au drain 16. En aval de la vanne 1 se situe la vanne multivoie 6, chacune des lignes est raccordée à une ligne de combustible liquide de l'ensemble de tuyauterie 4 via le régulateur de débit 50. En amont du diviseur de débit du circuit du combustible liquide ont été disposées trois vannes simples 43, 44, 45. La vanne 43 étant directement reliée au diviseur de débit, la vanne 45 est juste en amont de la vanne 43. Entre les vannes 43 et 45 se situe le branchement de la vanne 44 qui est reliée au drain 46. Les vannes simples 40, 41, 43, 44, 45 ont un rôle d'isolation du circuit combustible liquide de l'eau et du circuit eau du combustible liquide. Ainsi lors de la purge à l'eau, l'eau ne remonte pas jusqu'à l'arrivée de combustible liquide 3. Et lors de la purge au combustible liquide ou remplissage des lignes le combustible liquide ne remonte pas jusqu'à l'arrivée d'eau. Cela même dans le cas d'une fausse manoeuvre. Le régulateur de débit 50 régule le débit de l'eau sur chaque ligne et permet d'éviter que trop de combustible liquide ne soit poussé par l'eau, ce qui pourrait perturber le fonctionnement de la turbine par des sauts de puissance et un déclenchement intempestif de l'alarme du coupe circuit. Le système de vannes 6, 14, le régulateur de débit 50, l'arrivée d'eau 9, l'arrivée de combustible 3 et l'arrivée d'air d'atomisation 19, d'air de purge 39, les vannes simples 40, 41, 43, 44, 45, sont contrôlés par les moyens de commande 27 pour permettre la mise en place dans le système d'alimentation de plusieurs configurations correspondants à une alimentation en combustible liquide de la turbine ou à des purges du système d'alimentation.

Dans une première phase représentée aussi sur la figure 2 correspondant à une alimentation en combustible liquide de la turbine, le débit de combustible liquide est constant, la vanne multivoie 6 est fermée et raccordée par la vanne trois voies 14 au drain 16. Les vannes simples (45, 43) sont pilotées pour laisser passer le combustible liquide et bloquer l'eau. La vanne 44 est fermée au drain et la vanne 41 est ouverte. Puis, le circuit d'alimentation en combustible liquide est arrêté. Progressivement, la pression et le débit dans le circuit d'alimentation descendent. Cet arrêt peut être un arrêt simple dans le cas d'une turbine commune ou un arrêt dû à un changement dans le cas d'une turbine utilisant deux combustibles différents. Le cas échéant, si un deuxième combustible est utilisé un volume équivalent doit en être fourni à la turbine pour ne pas perturber la combustion et le circuit d'alimentation du deuxième combustible non représenté. Le système de purge tel que décrit dans la figure 2 est utilisé lors d'une mise à l'arrêt en présence d'air. Cette mise à l'arrêt n'est pas forcément la conséquence d'un changement de combustible. Ainsi, le système de purge tel que décrit dans la figure 2 peut être utilisé lors d'une mise à l'arrêt complète de la turbine à combustible. La zone de branchement de la première vanne multivoie 6 se situe en amont du clapet antiretour 5. Ce branchement permet d'atteindre avec l'eau à la fois la zone en aval et en amont du branchement cela est explicité ci après. Le cas échéant, les deux combustibles utilisés avec la turbine peuvent être du fioul pour ce qui est du combustible liquide et du gaz pour ce qui est de l'autre combustible. De préférence, le branchement de la première vanne 6 est proche du clapet antiretour 5. Les systèmes d'alimentation de turbine utilisant des moyens d'injection d'eau, non représentés ici, l'arrivée d'eau 9 peut être prise sur ce système d'injection d'eau. La figure 3 représente la purge du combustible liquide en aval des clapets antiretour ou première étape de purge. Comme représenté sur la figure 3, la vanne trois voies 14 raccorde la vanne 6 à la vanne 40. Les vannes 40, 44 et 6 sont ouvertes, tandis que les vannes 41, 43, 45 sont fermées. Dans cette configuration l'eau arrivant sur l'ensemble de tuyauterie est bloquée par le combustible liquide et se dirige vers le clapet antiretour. La pression de l'arrivée d'eau 9, supérieure à la pression de craquage du clapet antiretour 5. L'eau pousse donc le combustible liquide stagnant ainsi que ses traces vers la chambre de combustion. Le régulateur de débit permet un débit de combustible liquide poussé constant. La partie aval des clapets antiretour est ainsi purgée et ce sans saut de puissance. Comme représenté sur la figure 4, la deuxième étape commence par l'ouverture de la vanne 43. Ainsi l'ensemble de tuyauterie 4 en amont du clapet antiretour 5 est à pression atmosphérique. L'eau dont la pression est inférieure à la pression de craquage n'ouvre plus le clapet antiretour et se dirige vers le drain 46. Toute cette partie de l'ensemble de tuyauterie en amont du clapet antiretour jusqu'au drain 46 est ainsi purgée. La purge de l'eau par l'arrivée d'air de purge 39 commence alors que les clapets antiretour se sont fermées et permet ainsi la purge de l'eau restante de la première étape de purge en aval des clapets antiretour 5 y compris dans les injecteurs 20. La figure 5 représente la troisième et dernière étape de purge du combustible liquide celle-ci correspond à l'arrêt du système d'alimentation. Les vannes 40, 43, et 6 sont fermées tandis que les vannes 41 et 44 sont ouvertes. L'eau résiduelle reste ainsi dans une portion de l'ensemble de tuyauterie en amont du clapet antiretour 5. En aval du clapet antiretour 5, l'injection d'air par l'arrivée d'air de purge 39 se poursuit, la partie de l'ensemble de tuyauterie et les injecteurs 20 sont donc nettoyés. Le circuit d'alimentation en combustible liquide peut rester à l'arrêt dans cette configuration sans risque de dégradations. Comme représenté sur la figure 6, les vannes 6, 43 et 45 sont ouvertes, la vanne 44 est fermée et la vanne 14 raccorde la vanne multivoie 6 au drain 16. Le circuit d'alimentation se remplit en combustible liquide. L'eau, poussée par le combustible liquide est ainsi purgée. L'arrivée de combustible liquide 3 fonctionne à basse pression de telle sorte que les clapets antiretour ne soient pas ouverts. L'arrivée d'air de purge 39 se poursuit en aval des clapets antiretour. Puis, suite à cette purge de l'eau par le remplissage de combustible liquide, l'arrivée d'air de purge 39 est stoppée et l'arrivée d'air d'atomisationl9 mise en route. La vanne 6 étant fermée, le système se retrouve dans la même configuration que dans la figure 2, prêt à fonctionner. La figure 7 représente des moyens de purge selon un autre mode de réalisation. Dans ce mode, le système de purge comprend trois vannes multivoies, à savoir une première vanne 6, une deuxième vanne 7, et une troisième vanne 8, une arrivée d'air de purge 39, une arrivée d'eau 9, trois drains 55, 15 et 16, un régulateur de débit 50 et des moyens de commande 27. La troisième vanne 8 est installée dans le compartiment auxiliaire tandis que les première et deuxième vannes 6 et 7 sont installées dans le compartiment turbine 2. La première vanne 6 d'arrivée d'eau est disposée entre l'arrivée d'eau 9 et l'ensemble de tuyauterie. La deuxième vanne 7 est disposée entre l'ensemble de tuyauterie et le drain 55. La troisième vanne 8 est interposée dans l'ensemble de tuyauterie, en aval de l'arrivée de combustible 3. De préférence, le branchement de la première vanne 6 est proche du clapet antiretour 5. De même, les branchements de la première vanne 6 et de la deuxième vanne 7 sur l'ensemble de tuyauterie sont tels que la purge à l'eau se fasse dans des zones proches de la turbine qui sont des zones à haute température. L'arrivée d'eau 9 en amont de la première vanne 6 permet, par exemple au moyen d'une pompe à eau qui peut être celle du circuit d'injection d'eau, de fournir le débit et la pression d'eau nécessaires pour le système de purge. Comme on le voit sur la figure 7, le système de purge comporte encore une quatrième vanne trois voies 14. La vanne 14 permettant de raccorder la vanne 6 soit au drain 16 soit à l'arrivée d'eau 9. En aval de la vanne 14 et de la vanne 6 chacune des lignes est raccordée à une ligne de combustible liquide de l'ensemble de tuyauterie 4 via le régulateur de débit 50. Comme dans le mode de réalisation précédent, des vannes simples supplémentaires sont installées. Ainsi une vanne 40 est disposée entre l'arrivée d'eau et la vanne 14 tandis qu'entre les vannes 40 et 14 se situe le branchement d'une vanne 41 qui est reliée au drain 15. Ces vannes simples 40, 41, ont le même rôle d'isolation du circuit combustible liquide de l'eau et du circuit eau du combustible liquide que dans le mode de réalisation précèdent. Elles ne sont pas donc nécessaires au niveau de l'arrivée de fioul, l'eau ne remontant pas dans ce mode jusqu'au diviseur de débit. Le système de vannes 40, 41, 6, 7, 8, 14, l'arrivée d'eau 9, l'arrivée de combustible 3, l'arrivée d'air de purge 39, l'arrivée d'air d'atomisation 19 et le régulateur de débit 50 sont pilotables par les moyens de commande 27 pour mettre en place une configuration d'alimentation en combustible liquide de la turbine ou des configurations de purge du système. Dans une configuration correspondant à une alimentation en combustible liquide de la turbine, le débit de combustible liquide est constant, la troisième vanne 8 est ouverte, les première et deuxième vannes 6 et 7 restant fermées. La quatrième vanne 14 raccorde la première vanne 6 au drain 16, la vanne 41 est ouverte au drain et la vanne 40 est fermée. La zone de branchement de la vanne 6 se situe en amont du clapet antiretour 5 mais en aval de la zone de branchement de la deuxième vanne 7. Là encore, le cas échéant, les deux combustibles utilisés avec la turbine peuvent être du fioul pour ce qui est du combustible liquide et du gaz pour ce qui est de l'autre combustible. L'arrivée d'eau 9 peut être prise sur le système d'injection d'eau.

Considérant la figure 8, celle-ci décrit en détail la première étape de la purge du combustible liquide. Suite à l'arrêt du circuit d'alimentation et de l'arrivée du combustible liquide, par exemple dans le cas d'un changement de combustible, la première étape de purge commence par la fermeture de la deuxième vanne 7, de la troisième vanne 8 et de l'arrivée d'air d'atomisation 19. La vanne trois voies 14 raccorde la vanne multivoie 6 à l'arrivée d'eau 9. La vanne 41 est fermée tandis que la vanne 40 est ouverte. Le circuit d'eau est bloqué par le combustible liquide et se dirige vers le clapet antiretour 5. La pression de l'arrivée d'eau 3, supérieure à la pression de craquage permet alors l'ouverture du clapet antiretour 5 et la purge du combustible résiduel dans la partie de l'ensemble de tuyauterie depuis le branchement de la première vanne 6 jusque dans la partie de l'ensemble de tuyauterie après le clapet antiretour. Cette injection d'eau agit par son débit, sa température et sa composition sur les traces de combustible et permet leur lavage. Considérant maintenant la figure 9, celle-ci décrit la deuxième étape de la purge du combustible liquide. Cette deuxième étape commence par l'ouverture de la deuxième vanne 7. Ainsi la partie de l'ensemble de tuyauterie en amont du clapet antiretour 5, du branchement de la première vanne jusqu'au drain 55 en passant par la deuxième vanne 7, est à pression atmosphérique. Cette partie est alors purgée du combustible liquide par l'injection de l'eau. Alors que les clapets se sont fermés la purge de l'eau par l'arrivée d'air de purge 39 commence. Cette opération permet une purge de l'eau restante de la première étape de purge dans toute la partie de l'ensemble de tuyauterie en aval des clapets antiretour 5 y compris dans les injecteurs 20. Considérant la figure 10, celle-ci décrit la troisième étape de la purge du combustible liquide au cours de laquelle le système de purge est arrêté. Les vannes 6, 7 sont fermées. L'eau résiduelle reste ainsi dans une portion de l'ensemble de tuyauterie en amont du clapet antiretour 5. La vanne 41 est ouverte et la vanne 40 est fermée. En aval du clapet la purge par injection d'air de purge se poursuivant, les injecteurs 20 et la partie de l'ensemble de tuyauterie en aval du clapet antiretour sont nettoyés. Le circuit d'alimentation en combustible liquide peut donc rester à l'arrêt dans cette configuration sans risque de dégradations.

Considérant la figure 11, celle-ci décrit la première étape de la purge de l'eau lors du remplissage par le combustible liquide. Au cours de cette étape, les vannes 7 et 8 sont ouvertes, la première vanne 6 étant fermée. La vanne 41 est ouverte tandis que la vanne 40 est fermée. L'eau est ainsi purgée et remplacée par le combustible liquide de la vanne 8 jusqu'au drain 55 en passant par la vanne 7, l'arrivée de combustible étant mise en marche à basse pression. En aval du clapet antiretour 5, l'injection d'air de purge 39 se poursuit. Considérant la figure 12, celle-ci décrit la deuxième étape de purge de l'eau lors du remplissage par le combustible liquide. La première vanne 6 est ouverte, la deuxième vanne 7 est fermée et la quatrième vanne 14 raccorde la première vanne 6 au drain 16. La vanne 40 est fermée tandis que la vanne 41 est ouverte. L'arrivée de combustible liquide fonctionnant toujours à basse pression cela permet la poussée de l'eau sans l'ouverture des clapets antiretour. Ainsi, l'eau est remplacée et purgée par le combustible liquide dans la partie de l'ensemble de tuyauterie du branchement de la vanne 7 jusqu'au drain 16 en passant par les vannes 6 et 14. En aval du clapet antiretour 5, l'injection d'air de purge 39 se poursuit.

Puis, l'injection d'air de purge s'arrête et commence l'injection d'air d'atomisation. Les vannes 6 et 7 sont fermées, le circuit d'alimentation en combustible liquide est isolé de l'eau l'arrivée de combustible est remise en route, le système d'alimentation est alors dans la même configuration qu'en figure 7, c'est à dire prêt à être utilisé.

Le temps de purge n'est pas une donnée critique dans le processus. Par contre, la purge doit commencer immédiatement après l'arrêt du circuit d'alimentation dû le cas échéant au changement du premier combustible vers le deuxième combustible. Le temps de remplissage du circuit en combustible liquide est minimisé afin de ne pas impacter le temps de changement notamment dans le cas d'une remise en route non planifiée du circuit combustible liquide. Comme on le constate, l'invention qui vient d'être décrite permet à la fois de purger le combustible liquide stagnant et de nettoyer le système d'alimentation, dans la zone de haute température. La séquence de fonctionnement du système de purge respecte le fonctionnement de la machine lors du changement de combustible et assure une reprise rapide de la ligne d'alimentation suite à cette opération. Cette invention s'intègre à tous les modes de combustion possibles des différentes machines.

Claims

REVENDICATIONS1. Système d'alimentation d'un système de turbine à gaz en combustible liquide comprenant une arrivée de combustible liquide (3), un ensemble de tuyauterie (4) reliant ladite arrivée à la turbine et des moyens de purge pour purger une partie au moins dudit ensemble de tuyauterie (4), caractérisé en ce que les moyens de purge comprennent des moyens d'arrivée d'eau (9) et un système de vannes pilotables adapté pour injecter de l'eau dans au moins une partie de l'ensemble de tuyauterie.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de turbine à gaz comprenant des moyens d'alimentation en eau, les moyens d'arrivée d'eau sont alimentés à partir desdits moyens d'alimentation.
3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet antiretour (5) disposé entre l'arrivée de combustible liquide (3) et la turbine, le système de vanne étant branché en amont dudit clapet.
4. Système selon la revendications 3, caractérisé en ce qu'il comporte, , une arrivée d'air de purge sous pression (39) disposée en aval du clapet antiretour (5).
5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (27) adaptés pour piloter le système de vanne selon une première phase d'alimentation de la turbine avec ledit combustible et une deuxième phase de purge par injection d'eau dans au moins une partie de l'ensemble de tuyauterie (4).
6. Système selon la revendications 5 dépendante de la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de commande (27) sont en outre adaptés pour piloter ladite arrivée d'air de purge sous pression (39) de telle sorte qu'une injection d'air soit faite postérieurement à l'injection d'eau en aval du clapet antiretour (5) le cas échéant.
7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le système de vannes comprend une vanne trois voies (14) reliant soit un drain (16) soit les moyens d'arrivée d'eau (9)à une vanne d'arrivée d'eau multivoie (6) branchée sur l'ensemble de tuyauterie.
8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le système de vannes comprend une première vanne multivoie (6) branchée entre l'ensemble de tuyauterie et les moyens d'arrivée d'eau (9), une deuxième vanne (7) disposée entre l'ensemble de tuyauterie et un drain (55) et une troisième vanne (8) disposée dans l'ensemble de tuyauterie (4), en aval de l'arrivée de combustible (3).
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une vanne trois voies (14) disposée entre la première vanne (6) et les moyens d'arrivée d'eau (9) pour raccorder la première vanne (6) soit à un drain (16), soit auxdits moyens d'arrivée d'eau (9).
10. Système selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le branchement de la première vanne (6) est situé en aval du branchement de la deuxième vanne (7).
11. Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'un régulateur de débit (50) est disposé entre la vanne multivoie (6) et l'ensemble de tuyauterie (4).
12. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, pour l'alimentation d'un système de turbine à gaz en au moins deux combustibles, caractérisé en ce qu'un premier combustible liquide est du fioul et un deuxième est du gaz.
13. Turbine, caractérisée en ce qu'elle comprend un système d'alimentation selon l'une des revendications précédentes.
14. Procédé de purge d'un système de turbine à gaz, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: -purge de combustible par injection d'eau dans une partie au moins d'un ensemble de tuyauterie (4) d'un système d'alimentation de la turbine; et -purge de l'eau par injection d'air dans une partie de l'ensemble de tuyauterie située en aval du clapet antiretour (5) ou par injection du combustible dans une partie de l'ensemble de tuyauterie située en amont du clapet antiretour.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la phase de purge est mise en oeuvre suite à un changement d'alimentation d'un premier combustible vers un deuxième combustible, le premier combustible liquide étant du fioul liquide et le deuxième combustible étant du gaz.