JP2017120079A - テンパリング空気の疎水性濾過 - Google Patents
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Abstract
Description
12 ガスタービンエンジン
14 燃料
16 圧縮された酸化剤
18 負荷
20 シャフト
22 排気処理システム
24 圧縮機
26 燃焼器部
28 タービン
30 空気、外気
32 吸気システム
33 経路
34 フィルタ
36 消音器
38 圧縮機入口
40 圧縮機出口
42 燃焼ガス
44 排ガス
46 選択的触媒還元(SCR)触媒
48 SCRシステム
50 テンパリング空気システム
52 ダクト
54 拡散部
56 移行部
58 排気ダクト
60 排気筒
62 半径方向
64 軸方向
66 乱流翼
68 テンパリング空気注入格子
70 テンパリング空気
72 空気注入管
74 乱流翼
76 CO触媒
78 アンモニア注入格子(AIG)
80 アンモニア、還元剤
82 アンモニア注入出口
84 還元剤の流量制御および供給システム
86 処理済みの排ガス
90 フィルタシステム
92 テンパリング空気
94 テンパリング空気経路
96 テンパリング空気入口
96A 第1の空気入口
96B 第2の空気入口
96C 第3の空気入口
98 流量制御の特徴機能
100 疎水性フィルタ
102 濾過済みのテンパリング空気
104 テンパリング空気制御システム(TACS)
105 プロセッサ
107 メモリ
120 独立した平行な流路
120A 第1の経路
120B 第2の経路
120C 第3の経路
121 テンパリング空気ヘッダー出力
122 テンパリング空気ヘッダー
123 ファン
123A 第1のファン
123B 第2のファン
123C 第3のファン
124、124A、124B、124C 作動装置
126、126A、126B、126C 流量制御装置
128 ダンパー、流量制御弁、流量制御装置
130、130A、130B、130C 作動装置
132 センサ
134 センサ
140 第1の排ガスセンサ
142 第2の排気センサ
144 混合物
146 第3の排気センサ
150 NOxセンサ
152 アンモニアセンサ
154 連続排出監視システム(CEMS)
156 処理装置
158 メモリ装置
170 濾過ステージ
172 分離器
174 前置フィルタ
176 フィルタハウス
178 ベーン
180 作動装置
182 出口
184 移行部
Claims (20)
- ガスタービンシステム(10)であって、
ガスタービンエンジン(12)のタービン(28)の出口と流体連結されている排気処理システム(22)であって、前記排気処理システム(22)が、前記ガスタービンエンジン(12)によって発生する燃焼生成物を有する排ガス(44)を受け取り、前記排ガス(44)が前記ガスタービンシステム(10)を出る前に前記排ガス(44)を処理するように構成されている排気処理システム(22)と;
前記排ガス(44)を前記排気処理システム(22)に流すように構成されている前記排気処理システム(22)の排気路と;
前記排ガス(44)を冷却するためにテンパリング空気(70)を前記排気路に導入するように構成されている前記排気処理システム(22)のテンパリング空気システム(50)であって、前記テンパリング空気システム(50)が、前記テンパリング空気システム(50)の空気入口(96)から、テンパリング空気(70)がテンパリング空気システム(50)から前記排気路に導入されるテンパリング空気出口まで伸びるテンパリング空気経路(94)を含む、テンパリング空気システム(50)と;
前記テンパリング空気経路(94)に沿って配置された疎水性フィルタ(100)を有する前記テンパリング空気システム(50)のフィルタシステム(90)であって、前記疎水性フィルタ(100)が、前記テンパリング空気経路(94)を流れる前記空気(92)から吸湿性および潮解性物質を除去するように構成されている、フィルタシステム(90)と
を備える、ガスタービンシステム(10)。 - 前記排ガス(44)中の窒素酸化物(NOx)の濃度を低下させるように構成されている前記排気処理システム(22)の選択的触媒還元(SCR)システム(48)を含む請求項1に記載のシステム(10)であって、前記SCRシステム(48)が、前記排気路に沿って配置されて、前記排ガス(44)中の前記NOxと還元剤(80)との間の反応を触媒するように構成されている定置式触媒を含み、前記テンパリング空気出口が、前記テンパリング空気(70)を前記定置式触媒よりも上流の前記排気路に導入するように配置されている、システム(10)。
- 前記疎水性フィルタ(100)が、前記テンパリング空気経路(94)を流れる前記空気(92)から吸湿性および潮解性物質を除去するように構成されていて、そうでなければ前記定置式触媒の活性部位を変えることになる、請求項2に記載のシステム(10)。
- 前記テンパリング空気経路(94)が、空気(30)を前記ガスタービンエンジン(12)の圧縮機(24)に流すように構成されている空気経路から完全に分離されている、請求項1に記載のシステム(10)。
- 前記フィルタシステム(90)がフィルタハウジングに包含されている請求項4に記載のシステム(10)であって、前記システム(10)が、空気(30)を前記ガスタービンエンジン(12)の前記圧縮機(24)に流すように構成されている前記空気経路に沿って位置するさらなるフィルタハウジングに包含されているさらなるフィルタシステム(90)を含む、システム(10)。
- 前記テンパリング空気システム(50)の前記フィルタシステム(90)全体にわたる前記空気(92)の圧力低下、または前記フィルタシステム(90)全体にわたる前記空気(92)の流量変化、あるいはその両方を監視し、かつ、前記圧力低下または前記流量変化、あるいはその両方に関する外部表示を提供するように構成されている1または複数のセンサ(132、134)を含む、請求項1に記載のシステム(10)。
- 1または複数のプロセッサ(105)と、1または複数の命令の組を格納するメモリ回路を有するテンパリング空気制御システム(104)を含む、請求項6に記載のシステム(10)であって、前記1または複数の命令の組が前記1または複数のプロセッサ(105)によって実施された場合に、
前記フィルタシステム(90)全体にわたる前記空気(92)の前記圧力低下または前記フィルタシステム(90)全体にわたる前記空気(92)の前記流量変化、あるいはその両方に関する前記外部表示を受け取り;
前記圧力低下または前記流量変化を、前記疎水性フィルタ(100)の状態と相関させ;
前記疎水性フィルタ(100)の前記状態に関する、ユーザーが知覚できる表示を、ユーザーインターフェースを介して提供するように構成されている、システム(10)。 - 前記1または複数の命令の組が、前記1または複数のプロセッサ(105)によって実行される場合に、前記疎水性フィルタ(100)の使用時間、または前記疎水性フィルタ(100)の耐用年数の残り時間、またはその組み合わせを見積もるように構成されている、請求項7に記載のシステム(10)。
- 前記テンパリング空気経路(94)が、前記空気入口(96)を含む複数の空気入口(96)を備え、前記複数の空気入口(96)が、空気(30)をテンパリング空気ヘッダー(122)に通じる独立した平行な流路(120)に沿って前記テンパリング空気経路(94)に進入させるように構成され、前記独立した平行な流路(120)が、各々、
それぞれの疎水性フィルタ(100)を有するそれぞれのフィルタシステム(90);
前記それぞれのフィルタシステム(90)の下流に位置し、空気(30)を前記それぞれの空気入口(96)に引き込んで前記それぞれのフィルタシステム(90)に通し、前記空気(30)を前記それぞれの独立した平行な流路(120)によって動かすように構成されている、それぞれのファン(123);
前記それぞれのフィルタシステム(90)全体にわたる圧力低下、前記フィルタシステム(90)全体にわたる流量変化、あるいはその両方を検出し、前記圧力低下または前記流量変化、あるいはその両方に関する外部表示を提供するように構成されている1または複数のそれぞれのセンサ(132、134);ならびに
前記テンパリング空気ヘッダー(122)に通じるそれぞれの空気出口
を含む、請求項1に記載のシステム(10)。 - 前記テンパリング空気ヘッダー(122)が、前記複数の独立した平行な流路(120)からのそれぞれの空気の流れを合して、前記それぞれの空気の流れを、テンパリング空気(92)が前記テンパリング空気システム(50)から導入されて前記排気路に入る前記テンパリング空気出口に導くように構成されている、請求項9に記載のシステム(10)。
- 前記複数の独立した平行な流路(120)の前記1または複数のそれぞれのセンサ(132、134)および、前記それぞれのファン(123)のそれぞれの作動装置(124、124A、124B、124C、130、130A、130B、130C)に通信可能に接続されているテンパリング空気制御システム(104)を備える、請求項9に記載のシステム(10)であって、1または複数のプロセッサ(105)および1または複数の命令の組を格納するメモリ回路を有する前記テンパリング空気制御システム(104)は、前記1または複数のプロセッサ(105)によって実施された場合に、
前記それぞれのフィルタシステム(90)全体にわたる前記空気(92)の前記圧力低下または前記それぞれのフィルタシステム(90)全体にわたる前記空気(92)の前記流量変化、あるいはその両方に関する前記外部表示を受け取り;
前記圧力低下または前記流量変化を、前記それぞれ疎水性フィルタ(100)の状態と相関させ;
前記それぞれの疎水性フィルタ(100)の前記状態が、前記それぞれの疎水性フィルタ(100)があらかじめ設定した一組のパラメータの範囲内で動作していないようであるとの判断に応答して、前記それぞれの独立した平行な流路(120)に沿って空気の流れを調節するために、前記それぞれのファン(123)の少なくとも1つの前記それぞれの作動装置(124、124A、124B、124C、130、130A、130B、130C)への出力を行うように構成されている、システム(10)。 - 前記フィルタシステム(90)が、前記空気入口(96)に、そして、空気(30)を前記空気入口(96)に引き込んで前記フィルタシステム(90)に通し、前記空気(30)を前記テンパリング空気経路(94)によって動かすように構成されているファン(123)の上流に位置する、請求項1に記載のシステム(10)。
- 前記フィルタシステム(90)が、前記疎水性フィルタ(100)を複数の濾過ステージの1つとして有するマルチステージフィルタモジュールを備える、請求項1に記載のシステム(10)。
- 前記マルチステージフィルタモジュールが、前記テンパリング空気経路(94)を流れる前記空気(92)の中に存在する乾燥粒子を濾過するように構成されている前置フィルタ(174)を含み、前記疎水性フィルタ(100)が、前記マルチステージフィルタモジュールの中の前記前置フィルタ(174)の下流に位置する、請求項13に記載のシステム(10)。
- 前記疎水性フィルタ(100)が、フルオロポリマーでコーティングされた繊維ガラス濾過材、または延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)を含む、請求項1に記載のシステム(10)。
- シンプルサイクルガスタービンシステム(10)であって、
空気を圧縮機空気入口に引き込み、圧縮空気を生成するように構成されている圧縮機(24);
前記圧縮空気の流れと燃料(14)の流れを受け取り、前記圧縮空気と燃料(14)の混合物を燃焼させて燃焼ガス(42)を生成するように構成されている燃焼器;
シャフト(20)を通じて前記圧縮機(24)に駆動連結されていて、前記燃焼器からの前記燃焼ガス(42)を受け取り、前記シャフト(20)を介して負荷と前記圧縮機(24)に動力を供給するために前記燃焼ガス(42)から仕事を取り出すように構成されているタービン(28);および
前記タービン(28)から排ガス(44)として前記燃焼ガス(42)を受け取るように構成されているダクト(58)であって、前記ダクト(58)が複数の区画を有し、前記ダクト(58)が、前記排ガス(44)から生成された処理済みの排ガス(44)を前記シンプルサイクルガスタービンシステム(10)から出すように構成されている排気筒(60)と流体連結されている、ダクト(58)を備え;かつ
前記ダクト(58)は、前記ダクト(58)を通る前記排ガス(44)の流れに濾過済みのテンパリング空気(102)を導入するように構成されているテンパリング空気注入格子(68)を収容し、前記テンパリング空気出口は、テンパリング空気経路(94)を流れる空気から吸湿性および潮解性物質を除去するように構成されている疎水性フィルタ(100)を有するフィルタシステム(90)を備える前記テンパリング空気経路(94)を介してテンパリング空気入口(96)と流体連結されていて、前記フィルタシステム(90)は、前記テンパリング空気入口(96)を通して引き込まれた空気(92)から前記濾過済みのテンパリング空気(102)を生成するように構成されている、シンプルサイクルガスタービンシステム(10)。 - 前記ダクト(58)の前記複数の区画が、拡散部(54)、前記拡散部(54)の下流の移行部(56)、および前記拡散部(54)の下流の排気ダクト(58)を含み、前記排気ダクトが、前記排ガス(44)中の窒素酸化物(NOx)と還元剤(80)の反応を触媒するように構成されている選択的触媒還元(SCR)システムの定置式触媒を収容し、かつ、前記テンパリング空気注入格子(68)が、前記濾過済みのテンパリング空気(102)を前記拡散部(54)または前記移行部(56)に導入するように位置している、請求項16に記載のシステム(10)。
- 1または複数のプロセッサ(105)と、1または複数の命令の組を格納するメモリ回路を実装するテンパリング空気制御システム(104)を備える請求項17に記載のシステム(10)であって、前記命令の組が、前記プロセッサ(105)によって実行された場合、
前記フィルタシステム(90)全体にわたるテンパリング空気(70)の圧力低下または前記フィルタシステム(90)全体にわたる前記テンパリング空気(70)の流量変化、あるいはその両方に関する外部表示を受け取り;
前記圧力低下または前記流量変化を前記疎水性フィルタ(100)の状態と相関させ;
前記疎水性フィルタ(100)の状態があらかじめ設定した一組のパラメータの外にあるとの判断に応答して、前記フィルタシステム(90)を通る前記テンパリング空気(70)の流れを変えるために流量制御装置(126)を作動させる出力を提供すると同時に、前記SCRシステム(48)の前記定置式触媒に関連する触媒温度範囲に対応する温度範囲まで前記排ガス(44)を冷却するのに十分な量の濾過済みのテンパリング空気(102)を提供するために、前記濾過済みのテンパリング空気(102)を前記ダクト(58)に導入することを制御もするように構成されている、請求項17に記載のシステム(10)。 - 前記1または複数の命令の組が、前記プロセッサ(105)によって実行された場合、前記テンパリング空気経路(94)の複数の独立した平行な流路(120)に沿ってテンパリング空気(92)のそれぞれの流れを制御することによって、前記SCRシステム(48)の前記定置式触媒に関連する前記触媒温度範囲に対応する温度範囲まで前記排ガス(44)を冷却するのに十分な量の濾過済みのテンパリング空気(102)を提供するために、前記濾過済みのテンパリング空気(102)の前記ダクト(58)への導入を制御するように構成されている、請求項18に記載のシステム(10)。
- 前記フィルタシステム(90)が、前記テンパリング空気経路(94)の入口に位置するフィルタハウジングに包含されている、請求項16に記載のシステム(10)。
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