FR2970064A1 - Systeme de purge pour turbine a combustion - Google Patents

Abstract

Un système de purge par solvant (160/200/300) est couplé à un ensemble de chambres de combustion (116) couplé en communication fluidique avec au moins une source de carburant (134/144). Le système de purge par solvant comporte un système de purge par vapeur (200/300) incluant au moins un collecteur de vapeur (204) couplé en communication fluidique avec l'ensemble de chambres de combustion. Le système de purge par solvant comporte également un système de purge par solvant chimique (160) incluant au moins un collecteur de solvant chimique (164) couplé en communication fluidique avec l'ensemble de chambres de combustion.

Description

B11-5314FR 1

Système de purge pour turbine à combustion La présente invention concerne de façon générale les machines rotatives et plus particulièrement, les systèmes de purge destinés à être utilisés avec des systèmes de fourniture de combustible pour turbine. Dans certaines turbines bicombustibles connues, la turbine peut être alimentée en brûlant soit un combustible gazeux soit un combustible liquide. Ces turbines comportent des systèmes de fourniture de combustible à la fois pour des combustibles liquides et pour des combustibles gazeux, mais la plupart des turbines bicombustibles ne brûlent généralement pas en même temps à la fois des combustibles gazeux et liquides. Lorsque la turbine fonctionne avec un combustible liquide, l'alimentation en combustible gazeux est mise hors service et en revanche, lorsque la turbine fonctionne avec un combustible gazeux, l'alimentation en combustible liquide est mise hors service. De plus, certaines turbines connues brûlent exclusivement un combustible liquide et comportent plusieurs sources de combustible liquide. Ces turbines connues peuvent donc nécessiter un changement périodique de source de fourniture de combustible. Dans certaines turbines industrielles connues, un système de combustion peut comporter un ensemble de chambres de combustion, dont chacune comporte au moins un injecteur de combustible liquide et au moins un injecteur de combustible gazeux. Dans ces turbines connues, la combustion est généralement amorcée dans les ensembles de chambres de combustion, en aval des injecteurs de combustible. L'air provenant d'un compresseur circule autour des ensembles de chambres de combustion et à travers ceux-ci pour fournir de l'oxygène pour la combustion. Certaines turbines connues pouvant être exploitées avec deux combustibles utilisent un combustible gazeux comme combustible primaire et un combustible liquide en secours. Pendant la combustion du combustible gazeux, les injecteurs de combustible liquide sont normalement purgés en utilisant un système d'air de purge. Toutefois, pour faciliter la disponibilité d'un transfert rapide de combustible, le combustible liquide statique peut rester dans une partie du système. Pendant les périodes durant lesquelles le système de combustible liquide est mis hors service, le système d'air de purge fonctionne à une pression supérieure au point de communication fluidique avec le système de combustible liquide et ainsi, il peut se produire une infiltration d'air dans une partie du système de combustible liquide. Une telle condition de fonctionnement peut augmenter le potentiel d'interaction entre le combustible et l'air et par la suite, peut augmenter la formation de particules carbonées, ce qui est parfois appelé « cokéfaction ». Des couches minces de matériaux carbonés sont parfois appelées « vernis ». En général, plus un système de combustible liquide reste longtemps hors service, plus il est probable que le combustible liquide statique dans le compartiment de turbine commence à subir une précipitation de particules carbonées, c'est-à-dire une cokéfaction. L'infiltration d'air de purge dans le système de combustible liquide augmente le contact de l'air avec le combustible liquide et le potentiel d'interaction air-combustible accru augmente à mesure que la durée associée au maintien du système de combustible hors service augmente. La cokéfaction est généralement accélérée aux températures supérieures à 93° Celsius (°C) (200° Fahrenheit (°F)). D'autre part, la précipitation de particules carbonées de combustible liquide est facilitée aux températures inférieures en présence d'oxygène. En considérant que certaines températures de compartiment de turbines connues sont au-dessus de 157°C (315°F), il est encore plus probable que se produise la précipitation de particules carbonées si l'air de purge d'infiltration reste en contact avec le combustible liquide statique pendant une durée prolongée dans un compartiment de turbine chauffé. Le risque de voir ces particules carbonées recouvrir les parois internes des passages d'alimentation de combustible liquide, y compris des vannes d'alimentation de combustible, des injecteurs et des sorties d'injecteur de combustible, augmente en fonction de la quantité des particules carbonées formées. De plus, l'air de purge est généralement beaucoup plus froid que les composants situés dans les ensembles de chambres de combustion. En conséquence, la canalisation d'air de purge froid dans des ensembles de chambres de combustion chauds entraîne un refroidissement inutile des composants contenus dans ceux-ci, incluant les injecteurs de combustible liquide. Un tel refroidissement nécessite une entrée de chaleur supplémentaire lors du rétablissement de l'allumage des ensembles de chambres de combustion, ralentissant ainsi la remise en service associée aux activités de la turbine et diminuant le rendement thermique de la turbine.

Selon un aspect de l'invention, il est proposé un procédé d'assemblage d'une machine rotative qui comporte la fourniture d'au moins un ensemble de chambres de combustion incluant au moins un injecteur de combustible. Le procédé comporte en outre le couplage d'au moins un système de purge par solvant en communication fluidique avec l'ensemble de chambres de combustion.

Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un système de purge par solvant pour un ensemble de chambres de combustion couplées en communication fluidique avec au moins une source de combustible. Le système de purge par solvant comporte un système de purge par vapeur incluant au moins un collecteur de vapeur couplé en communication fluidique avec l'ensemble de chambres de combustion et/ou un système de purge par solvant chimique incluant au moins un collecteur de solvant chimique couplé en communication fluidique avec l'ensemble de chambres de combustion. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un moteur de turbine comportant au moins une source de combustible et au moins un ensemble de chambres de combustion couplées en communication fluidique avec la source de combustible. Le moteur de turbine comporte en outre un système de purge par solvant incluant un système de purge par vapeur incluant au moins un collecteur de vapeur couplé en communication fluidique avec l'ensemble de chambres de combustion et/ou un système de purge par solvant chimique incluant au moins un collecteur de solvant chimique couplé en communication fluidique avec l'ensemble de chambres de combustion. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit de quelques exemples non limitatifs, faite conjointement avec les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est un dessin schématique d'un exemple de moteur de turbine ; - la figure 2 est un dessin schématique d'un exemple de système de purge par vapeur pouvant être utilisé avec le moteur de turbine représenté sur la figure 1 ; - la figure 3 est un dessin schématique d'un autre système de purge par vapeur pouvant être utilisé avec le moteur de turbine représenté sur la figure 1 ; et - la figure 4 est un organigramme illustrant un exemple de procédé pouvant être utilisé pour l'assemblage d'une partie du moteur de turbine représenté sur la figure 1. La figure 1 est une vue schématique d'un exemple de machine rotative 100, à savoir une turbomachine et de façon plus spécifique, un moteur de turbine. Dans l'exemple illustré, la machine rotative 100 est un moteur de turbine à combustion bicombustible. En variante, on notera que d'autres moteurs, tels que ceux qui sont utilisés pour brûler exclusivement un combustible liquide, peuvent être utilisés. Dans l'exemple illustré, le moteur de turbine 100 comporte une section d'admission d'air 102 et une section de compresseur 104 en aval de la section d'admission 102 et en communication avec celle-ci. Une section de combustion 106 est couplée en aval de la section de compresseur 104 et en communication fluidique avec celle-ci et une section de turbine 108 est couplée en aval de la section de combustion 106 et en communication fluidique avec celle-ci. Le moteur de turbine 100 comporte une section d'échappement 110 en aval de la section de turbine 108. De plus, dans l'exemple illustré, la section de turbine 108 est couplée à la section de compresseur 104 par l'intermédiaire d'un rotor 112 incluant un arbre d'entraînement 114.

Dans l'exemple illustré, la section de combustion 106 comporte une pluralité de chambres de combustion 116, qui sont chacune en communication fluidique avec la section de compresseur 104. La section de combustion 106 comporte également au moins un ensemble d'injecteurs de combustible 118. Chaque chambre de combustion 116 est en communication fluidique avec au moins un ensemble d'injecteurs de combustible 118. De plus, dans l'exemple illustré, la section de turbine 108 et la section de compresseur 104 sont couplées de manière rotative à une charge 120 par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement 114. La charge 120 peut inclure un générateur électrique et/ou une application d'entraînement mécanique, par exemple une pompe. Dans l'exemple illustré, la section de compresseur 104 comporte au moins un ensemble d'aubes de compresseur 122. Dans l'exemple illustré, la section de turbine 108 comporte également au moins une aube ou ailette de turbine 124. Chaque ensemble d'aubes de compresseur 122 et chaque ensemble d'aubes de turbine 124 est couplé au rotor 112. En outre, dans l'exemple illustré, chaque ensemble d'injecteurs de combustible 118 comporte une pluralité d'injecteurs de combustible 130. De façon plus spécifique, chaque ensemble d'injecteurs de combustible 118 comporte un injecteur de combustible gazeux 132 couplé en communication fluidique avec une source de combustible gazeux 134 par l'intermédiaire d'un collecteur de fourniture de combustible gazeux 136. Les combustibles gazeux sont des combustibles gazeux carbonés permettant de faire fonctionner le moteur de turbine 100, par exemple des gaz de synthèse propres et du gaz naturel. De façon spécifique, chaque ensemble d'injecteurs de combustible 118 comporte également un injecteur de combustible liquide 142 couplé en communication fluidique avec une source de combustible liquide 144 par l'intermédiaire d'un collecteur de fourniture de combustible liquide 146. Les combustibles liquides sont des combustibles liquides carbonés permettant de faire fonctionner le moteur de turbine 100, par exemple du fioul diesel numéro 2.

Pendant le fonctionnement, la section d'admission d'air 102 canalise de l'air 150 vers la section de compresseur 104. La section de compresseur 104 comprime l'air d'admission 150 par l'intermédiaire des aubes de compresseur 122 à des pressions et des températures supérieures avant évacuation de l'air comprimé 152 vers la section de chambre de combustion 106. L'air comprimé 152 est mélangé avec un combustible (non représenté) et allumé dans la section 106, générant des gaz de combustion 154 qui sont canalisés en aval vers la section de turbine 108. De façon spécifique, au moins une partie de l'air comprimé 152 est canalisée vers l'ensemble d'injecteurs de combustible 118. Du combustible est également canalisé vers l'ensemble d'injecteurs de combustible 118, dans lequel le combustible est mélangé avec de l'air comprimé 152 et allumé dans les chambres de combustion 116. Les gaz de combustion 154 générés dans les chambres de combustion 116 sont canalisés en aval vers la section de turbine 108. Après impact sur les aubes de turbine 124, l'énergie thermique des gaz de combustion 154 est convertie en énergie de rotation mécanique utilisée pour entraîner le rotor 112. La section de turbine 108 entraîne la section de compresseur 104 et/ou la charge 120 par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement 114 et les gaz d'échappement 156 sont évacués par la section d'échappement 110 vers l'atmosphère ambiante. Certains modes de réalisation de moteur de turbine 100 peuvent inclure un système de purge par solvant chimique 160 (représenté en tirets) incluant une source de solvant chimique 162 (représentée en tirets) et un collecteur de solvant chimique 164 (représenté en tirets). Le collecteur de solvant chimique 164 est couplé en communication fluidique avec l'injecteur de combustible liquide 142 par l'intermédiaire d'un collecteur de combustible liquide 146. Des solvants chimiques pouvant être utilisés avec le système de purge par solvant chimique 160 sont par exemple, l'acétone, des dégraissants standards, de l'ammoniaque, des solutions savonneuses ou de la vapeur (davantage expliqué ci-dessous).

Dans l'exemple illustré, le moteur de turbine 100 comporte un système de purge par vapeur 200 incluant une source de vapeur 202 et un collecteur de purge par vapeur 204. Le collecteur de purge par vapeur 204 est couplé en communication fluidique avec l'injecteur de combustible liquide 142, par l'intermédiaire d'un collecteur de combustible liquide 146. Dans l'exemple illustré, le système de purge par vapeur 200 utilise la vapeur comme solvant et peut, en conséquence, également être appelé un système de purge par solvant. D'autre part, dans l'exemple illustré, la vapeur constitue un solvant à faible coût par rapport aux solvants chimiques énumérés ci-dessus associés à un système de purge par solvant chimique 160. En outre, la vapeur est commodément disponible, et chimiquement compatible avec le collecteur de combustible liquide 146 et les injecteurs de combustible liquide 142 et peut être manipulée facilement et en toute sécurité.

En fonctionnement, dans certaines conditions, du combustible liquide est initialement canalisé vers l'injecteur de combustible liquide 142, de l'ensemble d'injecteurs de combustible 118, depuis la source de combustible liquide 144 par l'intermédiaire du collecteur de combustible liquide 146. Le combustible liquide est allumé et le moteur de turbine 100 fonctionne ensuite avec le combustible liquide. Lorsqu'une transition entre combustibles doit se faire, le combustible gazeux est canalisé vers l'injecteur de combustible gazeux 132 de l'ensemble d'injecteurs de combustible 118, depuis la source de combustible gazeux 134 par l'intermédiaire du collecteur de combustible gazeux 136. Le combustible gazeux est allumé. À mesure que l'écoulement de combustible gazeux de l'ensemble d'injecteurs de combustible 118 augmente, l'écoulement de combustible liquide de l'ensemble d'injecteurs de combustible 118 diminue.

Après avoir arrêté l'injection de combustible liquide, dans les modes de réalisation incluant un système de purge par solvant chimique 160, un solvant chimique (non représenté) est canalisé de la source de solvant chimique 162 aux injecteurs de combustible liquide 142 par l'intermédiaire du collecteur de solvant chimique 164 et du collecteur de combustible liquide 146. Le solvant chimique facilite l'élimination du combustible liquide statique du collecteur de combustible liquide 146 et des injecteurs de combustible liquide 142, susceptibles de précipitation de particules carbonées ou de cokéfaction et/ou de vernissage.

Après une période de temps prédéterminée de purge avec solvants chimiques, le système de purge par solvant chimique 160 est mis hors service et le système de purge par vapeur 200 est mis en service. Le système de purge par vapeur 200 canalise la vapeur (non représentée sur la figure 1) dans l'injecteur de combustible liquide 142 par l'intermédiaire du collecteur de purge par vapeur 204 et du collecteur de combustible liquide 146. Le système de purge par vapeur 200 facilite l'élimination d'une partie significative des solvants chimiques et facilite en outre l'élimination de combustible liquide statique du collecteur de combustible liquide 146 et des injecteurs de combustible liquide 142 susceptibles de précipitation de particules carbonées ou de cokéfaction et/ou de vernissage. Après une période de temps prédéterminée de purge à la vapeur, le système de purge par vapeur 200 est mis hors service. La durée pendant laquelle chaque cycle de purge est opérationnel peut être fixe et invariable. À titre de variante, cette durée peut être déterminée de manière à permettre un fonctionnement pendant des périodes de temps variables en fonction de paramètres incluant, par exemple, les pressions différentielles des tuyauteries ou tout autre variable indiquant une perte de charge due à la précipitation de particules carbonées. Dans d'autres modes de réalisation incluant des moteurs à turbine brûlant exclusivement un combustible liquide, le passage de combustible entre des sources de combustible liquide différentes peut nécessiter une transition similaire. Pendant le fonctionnement de certains moteurs de turbine 100, dans certaines conditions de fonctionnement, par exemple une mise hors service, un combustible gazeux est initialement canalisé vers l'injecteur de combustible gazeux 132 de l'ensemble d'injecteurs de combustible 118 depuis la source de combustible gazeux 134 par l'intermédiaire du collecteur de combustible gazeux 136. Le combustible gazeux est allumé comme décrit ci-dessus et une transition entre combustibles s'effectue ensuite, dans laquelle du combustible liquide est canalisé vers l'injecteur de combustible liquide 142 de l'ensemble d'injecteurs de combustible 118 depuis une source de combustible liquide 144 par l'intermédiaire du collecteur de combustible liquide 146. Le combustible liquide est allumé comme décrit ci-dessus. Lorsque la fourniture de combustible gazeux de l'ensemble d'injecteurs de combustible 118 diminue, la fourniture de combustible liquide de l'ensemble d'injecteurs de combustible 118 augmente jusqu'à ce que le moteur de turbine 100 soit mis hors service. Après avoir arrêté l'injection de combustible liquide, le système de purge par solvant chimique 160 (s'il est prévu) et le système de purge par vapeur 200 sont actionnés comme décrit ci-dessus. De plus, en fonctionnement dans certaines conditions, par exemple dans des conditions d'allumage bicombustible, dans lesquelles on utilise un combustible liquide pour renforcer la combustion d'un combustible gazeux, les combustibles liquides et gazeux sont canalisés simultanément vers l'ensemble d'injecteurs de combustible 118. Par la suite, après que le renfort de combustion de combustible liquide n'est plus nécessaire, on diminue et on arrête l'écoulement de combustible liquide vers l'ensemble d'injecteurs de combustible 118. Après avoir arrêté l'injection de combustible liquide, le système de purge par solvant chimique 160 (s'il est prévu) et le système de purge par vapeur 200 sont actionnés comme décrit ci-dessus. La figure 2 est un dessin schématique d'un système de purge par vapeur 200. Dans l'exemple illustré, le moteur de turbine 100 est positionné dans un compartiment de turbomachine 210. Dans l'exemple illustré, la source de vapeur 202 fait partie d'un générateur de vapeur à récupération de chaleur (GVRC). On notera que des GVRC peuvent être associés à des turbomachines telles que le moteur de turbine 100. À titre de variante, la source de vapeur 202 peut être une source de vapeur quelconque permettant de faire fonctionner le système de purge par vapeur 200.

Dans l'exemple illustré, le collecteur de purge par vapeur 204 comporte un dispositif de mesure de débit 212, par exemple un orifice d'écoulement. Le collecteur de purge par vapeur 204 comporte également un instrument de mesure de température 214, par exemple un thermocouple. Dans l'exemple illustré, le collecteur de purge par vapeur 204 comporte également une vanne de commande amont 216 et une vanne de coupure aval 218, les vannes 216 et 218 étant actionnées par un système de commande (non représenté). Dans certains autres modes de réalisation, les ordres de commande de la vanne 216 et d'arrêt de la vanne 218 peuvent être inversés. D'autre part, dans certains autres modes de réalisation, la vanne d'arrêt 218 peut être actionnée manuellement. Le collecteur de purge par vapeur 204 comporte également une pluralité de dispositifs de purge, à savoir, des vannes de purge 220, qui sont actionnées à distance et/ou actionnées localement pour éliminer l'eau liquide du collecteur 204. Pour faciliter la commande de température et d'humidité dans le compartiment de moteur de turbine 210, chaque vanne de purge 220 est couplée à un réceptacle d'évacuation extérieure 222 par l'intermédiaire d'une ligne de purge 223. Les lignes de purge 223 et les vannes de purge 220 sont positionnées extérieurement au compartiment de moteur de turbine 210 pour diminuer la cokéfaction dans les lignes de purge 223. Dans l'exemple illustré, le système de purge par vapeur 200 comporte un collecteur de purge 224 et une vanne de purge 226. La vanne de purge 226 est actionnée à distance et/ou actionnée localement et le collecteur de purge 224 est couplé en communication fluidique avec un réceptacle de rétention 228 contenant de l'eau contaminée par du fioul. Le collecteur de purge 224 et la vanne de purge 226 sont positionnés extérieurement par rapport au compartiment moteur de turbine 210 pour diminuer la cokéfaction dans le collecteur de purge 224. Dans l'exemple illustré, le système de purge par vapeur 200 comporte également un collecteur de vapeur d'injecteur de combustible 230 couplé en communication fluidique avec le collecteur de purge par vapeur 204 et avec chaque injecteur de combustible liquide 142 dans chaque ensemble d'injecteurs de combustible 118 (tous deux représentés sur la figure 1). En fonctionnement, après avoir coupé l'alimentation en combustible liquide de chaque injecteur de combustible liquide 142, et avoir mis en service le système de purge par solvant chimique 160 (non représenté sur la figure 2) s'il est prévu, la vanne d'arrêt 218 est ouverte et la vanne de commande 216 est modulée pour canaliser l'écoulement de vapeur 232 de la source de vapeur 202 vers le collecteur 230. Dans l'exemple illustré, l'écoulement de vapeur 232 est canalisé dans le collecteur de purge par vapeur 204 et le collecteur 230 avec un débit de vapeur prédéterminé pour faciliter la diminution du potentiel de pic de combustion dû à une injection rapide de combustible liquide résiduel dans les chambres de combustion 116 pendant le fonctionnement au combustible gazeux. L'écoulement de vapeur 232 est modulé par une opération coordonnée du dispositif de mesure de débit 212 et de la vanne de commande 216. L'écoulement de vapeur 234 dans chaque injecteur de combustible liquide 142 élimine le combustible liquide résiduel à l'intérieur par une action du solvant et chasse le combustible résiduel dans les injecteurs de combustible liquide 142 en vue d'une combustion dans les chambres de combustion 116. Dans l'exemple illustré, les écoulements de vapeur 232 et 234 sont maintenus pendant une période de temps prédéterminée pour faciliter l'élimination de sensiblement tout le combustible liquide résiduel. Après que la période de temps prédéterminée s'est écoulée, la vanne de commande 216 et la vanne d'arrêt 218 sont fermées, diminuant sensiblement jusqu'à zéro les écoulements de vapeur 232 et 234. D'autre part, les vannes de purge 220 et 226 sont ouvertes pour faciliter le drainage et la mise à l'atmosphère des lignes de drain 223 et du collecteur de purge 224, utilisant ainsi la pression de vapeur résiduelle dans le collecteur 204 et le collecteur 230 pour éliminer le condensat et le combustible liquide résiduels. À titre de variante, les vannes de purge 220 et 226 peuvent être actionnées avant les vannes 216 et 218, fermées pour faciliter une mise à l'atmosphère plus robuste des lignes de drain 223 et du collecteur 224. D'autre part, à titre de variante, une purge d'air passif utilisant au moins une partie de l'écoulement d'air 152 (représenté sur la figure 1) provenant de la section de compresseur 104 (représentée sur la figure 1) peut suivre les opérations de purge par vapeur. En outre, à titre de variante, avant d'ouvrir complètement la vanne de commande 216 et/ou la vanne d'arrêt 218, une libération contrôlée de vapeur peut être autorisée à s'écouler à travers la vanne de purge de tête 220 en amont de la vanne 213 pour faciliter le chauffage d'au moins une partie du collecteur de fourniture de vapeur 204 et diminuer la formation de condensat à l'intérieur. De plus, à titre de variante, des opérations de purge par vapeur prolongée peuvent se poursuivre pour contribuer à l'augmentation de génération de puissance du moteur de turbine 100 par accroissement du débit massique des gaz de combustion 154 (représenté sur la figure 1).

La figure 3 est un dessin schématique d'un autre système de purge par vapeur 300. Dans cet autre exemple illustré, une chaudière auxiliaire 302 est couplée en communication fluidique avec un collecteur de vapeur d'injecteur de combustible 230 par l'intermédiaire d'un collecteur de purge par vapeur 304. Dans cet autre mode de réalisation, la chaudière auxiliaire 302 est également un générateur électrique de vapeur incluant un nombre suffisant de dispositifs et de commandes pour générer de la vapeur à des températures, pressions et débits de vapeur 232 et 234, suffisants, pour éliminer le combustible liquide résiduel. La chaudière auxiliaire 302 est un générateur de vapeur quelconque disponible dans le commerce permettant de faire fonctionner le système de purge par vapeur 300. La chaudière auxiliaire 302 est positionnée de manière adjacente au moteur de turbine 100 dans le compartiment de moteur de turbine 210. En conséquence, seule la vanne d'arrêt 218, la vanne de purge 226 et le collecteur de purge 224 sont à l'extérieur de la chaudière auxiliaire 302. Le fonctionnement du système de purge par vapeur 300 est similaire au fonctionnement du système de purge par vapeur 200 décrit ci-dessus, toutefois, la chaudière auxiliaire 302 est mise en fonctionnement juste avant d'arrêter l'exploitation au combustible liquide. De plus, la proximité immédiate du générateur de vapeur 302 et du moteur de turbine 100 facilite la mise en route rapide du générateur de vapeur 302. Dans cet autre mode de réalisation, la chaudière auxiliaire 302 peut être utilisée pour une nouvelle construction ainsi que pour mettre à niveau des moteurs de turbine existants 100. La chaudière auxiliaire 302 est couplée en communication fluidique avec une source d'eau existante (non représentée) et une source d'énergie électrique existante (non représentée). Dans certains modes de réalisation, le compartiment de moteur de turbine 210 est limité dans l'espace, c'est-à-dire qu'il peut être difficile d'installer un matériel avec une emprise au sol physique importante dans le compartiment du moteur de turbine 210. En conséquence, dans certains modes de réalisation, la chaudière auxiliaire 302 possède des dimensions situées dans la plage approximativement de 60 centimètres (cm) (24 pouces (in.)) à 120 cm (47 in.) sur approximativement 50 cm (20 in.) à 100 cm (39 in.) et approximativement 80 cm (31 in.) à 150 cm (59 in.) de hauteur. Dans l'exemple illustré, la chaudière auxiliaire 302 possède une faible emprise au sol, approximativement de 91 cm (36 in.) sur 61 cm (24 in.) et 91 cm (36 in.) de hauteur. La figure 4 est un organigramme illustrant un exemple de procédé 400 pour assembler une partie du moteur de turbine 100 (représenté sur les figures 1, 2 et 3). Dans l'exemple illustré, un ensemble de chambres de combustion 116 (représentées sur la figure 1) incluant au moins un injecteur de combustible 142 (représenté sur la figure 1) est fourni à l'étape 402. D'autre part, dans l'exemple illustré, au moins une source de combustible 144 (représentée sur la figure 1) est couplée à l'étape 404 à l'ensemble de chambres de combustion 116. En outre, dans l'exemple illustré, au moins un système de purge par solvant, c'est-à-dire un système de purge par solvant chimique 160 (représenté sur la figure 1) et/ou un système de purge par vapeur 200/300 (représentés respectivement sur les figures 2 et 3) est couplé à l'étape 406 en communication fluidique avec l'ensemble de chambres de combustion 116. Les modes de réalisation qui viennent d'être décrits facilitent l'assemblage et le fonctionnement des systèmes de purge par vapeur avec des moteurs de turbine ayant des propriétés de combustion bicombustible ou de combustible liquide. Un tel système de purge par vapeur diminue la précipitation de particules carbonées ou la cokéfaction sur les surfaces intérieures des lignes de combustible liquide et des injecteurs de combustible liquide. La diminution de la cokéfaction augmente la durée de fonctionnement des injecteurs de combustible liquide entre maintenances de nettoyage en conséquence de la diminution de l'encrassement des buses. D'autre part, de telles réductions de l'encrassement augmentent la fiabilité du moteur de turbine en raison d'une probabilité plus faible de restriction de l'écoulement de combustible liquide. Des périodes prolongées entre des activités de maintenance telles que le nettoyage des injecteurs de combustible liquide diminuent les périodes d'interruption de fonctionnement du moteur de turbine et les coûts de maintenance. Les modes de réalisation qui ont été décrits facilitent également le transfert de combustible d'un combustible liquide à un combustible gazeux par purge du combustible liquide des parties des ensembles de chambres de combustion sujettes à la stagnation du combustible liquide résiduel statique. De plus, une vapeur à haute température est plus efficace que de l'air relativement plus froid pour le retrait de combustible et de composite des parois des composants de l'ensemble de chambres de combustion en raison de l'action d'émulsification/dissolution. D'autre part, la vapeur à haute température induit des contraintes moindres et diminue le temps de redémarrage des ensembles de chambres de combustion en diminuant le refroidissement inutile de leurs composants tels que les injecteurs de combustible liquide, en diminuant la nécessité d'un apport de chaleur supplémentaire lors du rétablissement qui suit l'allumage des ensembles de chambres de combustion. De façon spécifique, le couplage d'un système de purge par vapeur en communication fluidique avec des buses de combustible liquide facilite le retrait de combustible liquide statique des compartiments de turbine susceptibles de précipitation de particules carbonées ou de cokéfaction sur les surfaces intérieures des lignes de combustible liquide et des injecteurs de combustible liquide. La diminution de la cokéfaction des composants de combustible liquide augmente la fiabilité du moteur de turbine à combustion en diminuant les activités de nettoyage de système de combustible incluant le démontage des vannes et le remplacement des injecteurs de combustible. En conséquence, la diminution de la cokéfaction du système de combustible liquide diminue les coûts de maintenance de fonctionnement. D'autre part, la diminution de cette cokéfaction augmente le rendement thermique de la turbine à combustion en diminuant la nécessité de purger le système de combustible liquide avec de l'air refroidi provenant du compresseur, diminuant ainsi le besoin de détourner l'air de combustion de la combustion de combustible gazeux et diminuant le refroidissement inutile des composants internes de la turbine nécessitant par la suite un réchauffement. De plus, une diminution de la cokéfaction facilite l'utilisation d'injecteurs de combustible liquide plus petits avec des jeux et des tolérances plus faibles avec une réduction de la probabilité d'obstruction ou de qualité de pulvérisation de combustible, facilitant ainsi la diminution de la combustion assistée par de l'air atomisé. De plus, un tel injecteur de combustible liquide amélioré avec une atomisation d'air réduite diminue la formation potentielle de NOx.

Liste des éléments 100 Moteur de turbine à gaz 102 Section d'admission d'air 104 Section de compresseur 106 Section de combustion 108 Section de turbine 110 Section d'échappement 112 Ensemble rotor 114 Arbre d'entraînement 116 Ensemble de chambres de combustion 118 Ensemble d'injecteurs de combustible 120 Charge 122 Aubes de compresseur 124 Aubes de turbine 130 Injecteurs de combustible 132 Injecteur de combustible gazeux 134 Source de combustible gazeux 136 Collecteur de combustible gazeux 142 Injecteur de combustible liquide 144 Source de combustible liquide 146 Collecteur de combustible liquide 150 Air d'admission 152 Air comprimé 154 Gaz de combustion 156 Gaz d'échappement 160 Système de purge par solvant chimique 162 Source de solvant chimique 164 Collecteur de solvant chimique 200 Système de purge par vapeur 202 Source de vapeur 204 Collecteur de purge par vapeur 210 Compartiment de moteur de turbine 212 Dispositif de mesure de débit 214 Instrument de mesure de température 216 Vanne de commande 218 Vanne d'arrêt 220 Vannes de purge 222 Réceptacle d'évacuation extérieure 223 Ligne de purge 224 Collecteur de purge 226 Vanne de purge 228 Réceptacle de rétention 230 Collecteur de vapeur d'injecteur de combustible 232 Écoulement de vapeur 234 Écoulement de vapeur 300 Système de purge par vapeur 302 Chaudière auxiliaire 304 Collecteur de purge par vapeur 400 Procédé 402 Fourniture d'au moins un ensemble de chambres de combustion incluant ...

404 Couplage d'au moins une source de combustible à l'ensemble de chambres de combustion 406 Couplage d'au moins un système de purge par solvant en communication fluidique...

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Système de purge par solvant (160/200/300) pour un ensemble de chambres de combustion (116) couplées en communication fluidique avec au moins une source de combustible (134/144), ledit système de purge par solvant comprenant au moins : un système de purge par vapeur (200/300) comprenant au moins un collecteur de vapeur (204) couplé en communication fluidique avec l'ensemble de chambres de combustion ; et/ou un système de purge par solvant chimique (160) comprenant au moins un collecteur de solvant chimique (164) couplé en communication fluidique avec l'ensemble de chambres de combustion.
2. 2. Système de purge par solvant (160/200/300) selon la revendication 1, dans lequel ledit collecteur de vapeur (204) est couplé à au moins une source de vapeur (202/302).
3. 3. Système de purge par solvant (160/200/300) selon la revendication 2, dans lequel ladite source de vapeur (202/302) comprend un générateur de vapeur comprenant au moins : un générateur de vapeur à récupération de chaleur (202) ; et/ou une chaudière auxiliaire (302).
4. 4. Système de purge par solvant (160/200/300) selon la revendication 1, comprenant en outre au moins un dispositif de purge (220/226) couplé en communication fluidique avec ledit collecteur de vapeur (204) et positionné entre au moins une source de vapeur (202/302) et l'ensemble de chambres de combustion (116).
5. 5. Système de purge par solvant (160/200/300) selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de purge (160/200/300) est positionné à l'extérieur d'un compartiment de turbomachine (210), au moins une turbomachine (100) étant positionnée dans le compartiment.
6. 6. Système de purge par solvant (160/200/300) selon la revendication 1, dans lequel au moins un ensemble de chambres de combustion (116) comprend un injecteur de carburant liquide (142).
7. 7. Moteur de turbine (100) comprenant : au moins une source de combustible (134/144) ; au moins un ensemble de chambre de combustion (116) couplées en communication fluidique avec ladite source de combustible ; et un système de purge par solvant (160/200/300) comprenant au moins : un système de purge par vapeur (200/300 comprenant au moins un collecteur de vapeur (204) couplé en communication fluidique avec ledit ensemble de chambres de combustion ; et/ou un système de purge par solvant chimique (160) comprenant au moins un collecteur de solvant chimique (164) couplé en communication fluidique avec ledit ensemble de chambres de combustion.
8. 8. Moteur de turbine (100) selon la revendication 7, dans lequel ledit collecteur de vapeur (204) est couplé à au moins une source de vapeur (202/302).
9. 9. Moteur de turbine (100) selon la revendication 8, dans lequel la dite source de vapeur (202/302) comprend un générateur de vapeur comprenant au moins : un générateur de vapeur à récupération de chaleur (202) ; et/ou une chaudière auxiliaire (302).
10. 10. Moteur de turbine (100) selon la revendication 8, dans lequel ledit système de purge par vapeur (200/300) comprend en outre au moins un dispositif de purge (220/226) couplé en communication fluidique avec ledit collecteur de vapeur (204) et positionné entre ladite source de vapeur (202/302) et ledit ensemble de chambres de combustion (116).