JP6408812B2 - ガスタービン用の防氷システム - Google Patents

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Description

本明細書に開示されている主題は、ガスタービンエンジン用の防氷システムに関する。
ガスタービンエンジンは、電力網のための電気を生成するためにしばしば使用される。ガスタービン発電機は、一般的に、発電所(石炭ガス化複合発電(IGCC:integrated coal gasification combined cycle)の発電所または単一サイクルもしくは複合サイクルの工業用発電所など)に配置される固定式ユニットである。しかしながら、ガスタービン発電機は、大型トレーラなどの移動式ユニットにおいても使用される場合がある。トレーラに搭載されるガスタービンは、迅速な移動式の電力供給源として設計されており、このため、一般的なIGCCまたは工業用に設置されるガスタービンと比較して極端な条件下で動作する場合がある。例えば、トレーラに搭載されるガスタービンは、極端な自然現象または電力網の停電に起因して機能しなくなった電力網において用いられる場合がある。さらに、トレーラに搭載されるガスタービンは、保護インフラの欠如、寒い天候、および/または高相対湿度を含む条件下で動作する場合がある。残念なことに、ガスタービン発電機の吸込システムは、ガスタービンの負荷、低い周囲温度、および高い相対湿度範囲の特定の組合せを伴う環境で動作する場合に、着氷を促す場合がある。
米国特許出願公開第2012/0153214号明細書
独創的に特許請求されている発明と範囲に関して同等である特定の実施形態は、以下のように要約される。これらの実施形態は、特許請求されている発明の範囲を限定することを意図されていない。それどころか、これらの実施形態は、本発明の可能な形態の簡潔な要約を提供することのみを意図されている。実際、本発明は、以下に記載されている実施形態と同様であっても、または異なってもよい様々な形態を包含することができる。
第1の実施形態によれば、システムは、タービンと、燃焼器と、吸気口を有する圧縮機とを有するガスタービンシステムを含む。吸気口は、圧縮機に空気流を供給するように構成されている。また、本システムは、吸気口を経由してガスタービンシステム内に洗浄流体を噴射するように構成された流体洗浄システムを有する流体噴射システムを含む。流体洗浄システムは、ガスタービンシステム内に洗浄流体を噴射するように構成された噴射器を含み、流体噴射システムは、吸気口を経由してガスタービンシステム内に防氷流体を噴射するように構成された防氷システムを含む。防氷システムは、噴射器によってガスタービンシステム内に防氷流体を噴射するように構成されている。
第2の実施形態によれば、システムは、移動式発電ユニットのガスタービンシステムのための流体噴射システムであって、圧縮機の吸気口を経由してガスタービンシステム内に洗浄流体を噴射するように構成された流体洗浄システムを有する流体噴射システムを含む。流体洗浄システムは、ガスタービンシステム内に洗浄流体を噴射するように構成された噴射器を含む。また、流体噴射システムは、吸気口を経由してガスタービンシステム内に防氷流体を噴射するように構成された防氷システムを含む。防氷システムは、噴射器によってガスタービンシステム内に防氷流体を噴射するように構成されている。
第3の実施形態によれば、システムは、ガスタービンシステムのための流体噴射システムのためのコントローラであって、吸気口を経由してガスタービンシステム内に洗浄流体を噴射するように構成された流体洗浄システムを作動させるように構成されたタービン洗浄ロジックを有するコントローラを含む。流体洗浄システムは、ガスタービンシステム内に洗浄流体を噴射するように構成された噴射器を含む。また、コントローラは、吸気口を経由してガスタービンシステム内に防氷流体を噴射するように構成された防氷システムを作動させるように構成されたタービン防氷ロジックを含む。防氷システムは、噴射器によってガスタービンシステム内に防氷流体を噴射するように構成されている。
本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明が添付図面を参照しながら読まれるときにより良く理解されるようになる。なお、同じ符号は、図面の全体にわたって同じ部分を示している。
流体噴射システムを有するガスタービン発電機(例えば、移動式発電ユニット)の実施形態の概略側面図である。 ガスタービン発電機の実施形態の概略上面図およびガスタービン発電機と接続された流体噴射システムの実施形態の概略側面図である。 流体噴射システムおよびコントローラを有するガスタービン発電機の実施形態の概略ブロック図である。
以下では、本発明の1つ以上の特定の実施形態について説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を行うために、本明細書では、実際の実施態様における特徴のすべてについて説明しない場合がある。このような実際の実施態様の開発(例えば、工学プロジェクトまたは設計プロジェクトにおける)において、実施態様に応じて変化し得る、システムおよびビジネスに関係する制約の遵守などの開発者に固有の目的を達成するために、実施態様に固有の多くの決定がなされなければならないことが理解されるべきである。さらに、このような開発の努力は、複雑で時間の掛かるものであるかもしれないが、本開示の利益を得る当業者にとっては、設計、製作、および製造に関する当たり前の試みであろうということが理解されるべきである。
本発明の様々な実施形態の要素を導入するときに、冠詞「ある(a)」、「ある(an)」、「その」、および「前記」は、1つ以上の要素が存在することを意味することが意図されている。「備える(comprising)」、「含む(including)」、および「有する(having)」という用語は、包括的であって、列挙した要素以外にも付加的な要素が存在し得ることを意味することが意図されている。
開示されている実施形態は、トレーラに搭載されるガスタービンエンジンなどのガスタービンシステム内の着氷の除去、低減、および/または防止を行うためのシステムに関する。トレーラに搭載されるガスタービンエンジンは、最低限のインフラ、機動性、および迅速な設置が優先事項である緊急事態において用いられ得る。ある緊急事態は、ガスタービンエンジン用の吸込口の内側への着氷の原因となり得る寒い天候条件および/または高相対湿度条件下での動作を含む場合がある。ガスタービンエンジン内の着氷を回避するために、ガスタービンシステムは、ガスタービンシステム内の特定の位置の周囲に流体を噴霧する防氷システムを含んでもよい。防氷システムは、防氷流体の代わりに水ならびに/または水および洗浄剤の溶液をガスタービンシステム内に噴霧する流体洗浄システムと組み合わせて使用されてもよい。詳しくは、動作中に、防氷システムは、流体洗浄システムのハードウェアを利用してもよい。開示されている実施形態において、防氷システムは、ガスタービンシステム内の状態の監視および防氷流体の流量の制御の双方を行うコントローラと協働して機能してもよい。
図1は、吸気システム14のための流体噴射システム12を有するガスタービン発電ユニット10(例えば、ガスタービンシステム)の実施形態の概略側面図である。様々な実施形態において、流体噴射システム12は、固定式および移動式のガスタービン発電ユニットの双方を含む任意のガスタービンに適用可能である。図示のように、ガスタービン発電ユニット10は、移動式ガスタービン発電ユニットを含む。ガスタービン発電ユニット10は、トレーラ16と、トレーラ16上でガスタービンエンジン20を収容しているガスタービンエンクロージャ18と、トレーラ16上でガスタービンエンジン20によって駆動される発電機19とを含む。ガスタービンエンクロージャ18は、換気用吸込ポート17(例えば、吸気ポートまたはタービン吸気口)を形成しており、換気用吸込ポート17は、換気用吸気システム15から換気用空気を取り入れる。また、ガスタービンエンクロージャ18は、換気用空気の出口ポート24を含み、換気用空気の出口ポート24は、ガスタービンエンジン20の外部冷却を制御する換気用吸気システム15と協働する。吸気システム14は、ガスタービンエンジン20に供給される空気を濾過する1つ以上のフィルタ28を含む。ガスタービンエンジン20は、吸気システム14とガスタービンエンジン20とを接続する吸込ポート22を含む。さらに、ガスタービンエンジン20は、圧縮機部の1つ以上の圧縮機段において吸込ポート22からの空気を圧縮し、燃焼部の1つ以上の燃焼器においてこの空気と燃料とを混合して、空気−燃料混合物を燃焼させ、燃焼部からの高温の燃焼生成物によってタービン部の1つ以上のタービンを駆動する。出口ポート24は、ガスタービンエンジン20からの排気ガスおよびガスタービンエンクロージャ18からの空気を換気するための排気筒36と接続されている。ガスタービンエンジン20は、ガスタービンエンクロージャ18を貫通しており、かつ発電機19と接続されている駆動シャフト38を含む。
以下で詳細に述べられるように、流体噴射システム12は、吸込ポート22の近傍でガスタービンエンジン20と接続されてもよい。流体噴射システム12は、ガスタービンエンジン20の吸込ポート22に流体(例えば、防氷流体および/または洗浄流体)を噴射する1つ以上のポンプ30を含む。流体噴射システム12は、1つ以上の接続ホース32および1つ以上の噴射器34を経由して吸込ポート22および/または吸気システム14内に流体を供給してもよい。防氷流体は、イソプロピルアルコール、モノプロピレングリコール、アセトン、水、またはこれらの任意の組合せなど、多種類の化学溶液を含んでもよい。洗浄流体は、同様に水および/または多種類の化学洗浄剤を含んでもよい。流体噴射システム12は、それぞれに異なる溶液を含む複数のタンク26を含んでもよい。例えば、あるタンク26は、約15〜25パーセントのモノプロピレングリコールおよび約75〜85パーセントの水の溶液を含んでもよく、一方、第2のタンク26は、約5〜15パーセントのモノプロピレングリコールおよび約85〜95パーセントの水の溶液を含んでもよい。他のタンクは、防氷および/または洗浄のための、他の化学物質の溶液を保持してもよい。また、タンク26からの流体は、ガスタービンエンジン20内に噴射される前に組み合わされてもよい。例えば、補助的なタンクが、水のみを含んてもよく、この場合、流体噴射システム12のコントローラ(図3に関連して以下で説明される)は、この水と別のタンク26からの流体とを、この流体を希釈するために組み合わせてもよい。
固定式および移動式のガスタービン発電ユニット10は、一般に、ガスタービンエンジン20吸込口および/または内部内の着氷が最小量の状態で動作するように維持される。固定式ガスタービン発電ユニット10は、発電所内に配置されてもよく、一方、移動式ガスタービン発電ユニット10は、自然災害、計画停電(brownout)、停電、または他の電力供給停止の被害を受ける場所に配備されてもよい。場所に関係なく、ガスタービンエンジン20の吸込口および/または内部の着氷を回避するために、ガスタービン発電ユニット10は、ガスタービンエンジン20の吸込口および/または内部の着氷の防止および除去を行うために防氷システムを使用してもよい。開示されている実施形態は、加熱器、再循環システム、および他の装置を必要とせずに1、2、3、4、5、またはより多くの種類の異なる防氷流体および/または洗浄流体の適用を可能にする。開示されている実施形態は、流体噴射システム12を簡単にするために重力送りタンク(gravity fed tank)および/またはスプレー部品を用いて流体を適用してもよい。例えば、タンク26は、重力送りタンク、ポンプ駆動タンク(pump driven tank)、加圧タンク、またはこれらの任意の組合せであってもよい。流体噴射システム12の開示されている実施形態は、防氷流体が着氷の防止または除去を行うためにガスタービンエンジン20内に噴霧されることを可能にするタンク26を含む。タンク26は、タンク26を通る流体の流れを制御するために弁またはダンパ(例えば、プレート、1つ以上のドア、またはルーバ)と接続されたアクチュエータ(例えば、駆動要素または付勢要素)を含んでもよい。噴射器34は、吸込ポート22内へ流体の流れ(タンク26および/または接続ホース32からの)を向ける。噴射器34は、円錐状噴霧、扁平な噴霧(flat spray)、面状流体(a sheet of fluid)、複数の別々の流体噴霧、またはこれらの任意の組合せを形成し得る1つ以上の噴霧ノズルを含んでもよい。詳しくは、噴射器34は、均一で均等な噴霧パターンを形成することから、タービン部品にわたって均一な防氷流体の供給を可能にする。噴射器34は、以下で説明されるように複数の位置に配置されてもよい。これにより、ガスタービンエンジン20内の複数の段において氷の塵、氷のデブリ、および着氷ならびに塵埃を除去することならびに着氷を防止することが可能になる。結果として、ガスタービンエンジン20が、迅速に始動することができること、また、防氷装置を再配置するために頻繁な遅延を必要とすることなく動作し続けることができることが見込まれる。
図2は、ガスタービン発電機の実施形態の概略上面図および流体噴射システム12の実施形態の概略側面図である。ガスタービンエンジン20は、吸込ポート22、圧縮機50(例えば、1つ以上の段の)、1つ以上の燃焼器51、パワータービン60(例えば、1つ以上の段の)、および排気筒36を有する。大量の空気が、吸込ポート22を経由してガスタービンエンジン20に供給される。ガスタービンエンジン20は、圧縮機50において空気を圧縮し、燃焼器51においてこの空気と共に燃料を燃焼させて、高温燃焼ガスを生成し、次に、燃焼ガスによってパワータービン60を駆動する。吸込ポート22は、空気を浄化して、これを圧縮機50に供給するいくつかのセクションを含む。これらのセクションは、プレナムチャンバ42、ベルマウス44、ストラット46、および入口案内翼(IGV:inlet guide vane)48を含む。吸込雨よけ(weather hood)23およびフィルタ28は、ガスタービンエンジン20内に氷を生成し得る寒い気象要素に対する第1のバリアを形成している。
第1のバリアとして、吸込雨よけ23およびフィルタ28は、主に、凝結氷(precipitate icing)、塵埃、およびデブリが吸込ポート22を通って進入することを防止する。凝結氷は、大気中に存在する液体または固体のいずれかの形態の水である。例えば、凝結氷は、霰、氷晶、雪、氷晶雨、氷霧、および過冷却水滴を含む。凝結氷の大部分の形態は、吸込雨よけ23およびフィルタ28の使用によって濾過されて除去され得る。一方、凝縮氷(condensate icing)は、大気状態としては存在せず、したがって、吸込雨よけ23またはフィルタ28によっては防止され得ない。凝縮氷は、吸込ポート22内に受け入れられた空気が加速して速度および圧力を変化させるときに発生する。凝縮氷は、過酷さおよび厳しさによって変化する霜、霧氷、および雨氷を含む。凝縮氷は、フィルタ28、ベルマウス44、ストラット46、入口案内翼(IGV)48、および圧縮機50の第1の段52に生成される可能性が特に高い。したがって、噴射器34は、凝縮氷の生成を防止するために、および/またはガスタービンエンジン20を動作させる前に凝縮氷を除去するために、ガスタービンエンジン20の吸込ポート22に沿った複数の位置に配置されてもよい。図示のように、噴射器34は、吸込雨よけ23の隣に、プレナムチャンバ42の内部に、およびベルマウス44の前に配置されてもよい。なお、噴射器34は、1つの位置に複数の噴射器34を含んでもよい。例えば、ベルマウス44の前の噴射器34は、ベルマウス44の内周に沿ってリング状に配置された噴射器34を含んでもよい。複数の位置への複数の噴射器34の配置は、流体が領域のそれぞれにより直接的に噴霧され得るため、流体噴射システム12によって使用される防氷流体を低減することを可能にすることができる。
図示のように、流体噴射システム12は、トレーラ16から分離されており、かつタンク26およびポンプ30を含む第1のカート62を含んでもよい。上述されているように、複数のタンク26および/または複数のポンプ30が、1つの流体噴射システム12内で使用されてもよい。図2では、カート62は、2つのタンク26を含む。他の実施形態では、流体噴射システム12は、それぞれが1つ以上のタンク26を有する複数のカート62を含んでもよい。ポンプ30は、接続ホース32を経由して、カート62のタンク26の1つ以上からガスタービンエンジン20まで防氷流体および/または洗浄流体を圧送する。接続ホース32は、複数の噴射器34と接続された複数の接続部64を含んでもよく、これにより、1つより多くの位置で防氷流体が受けられるようになってもよい。また、接続ホース32は、弁66を含んでもよい。弁66は、第1の流体流路67を通る洗浄流体および第2の流体流路68を通る防氷流体の流れを制御してもよい。第1の流体流路67は、第2のカート70内に含まれている別個の流体洗浄システムと弁とを接続してもよい。第2のカート70を伴う流体洗浄システムは、少なくとも1つの流体洗浄ポンプ72および少なくとも1つの洗浄流体タンク74を含んでもよい。流体洗浄タンク74は、ガスタービンエンジン20の性能を低下させ得る不純物を洗い落とすために使用され得る水、洗浄剤、または水および洗浄剤の組合せを含んでもよい。弁66は、接続ホース32が、第1の流体流路67を経由して流体洗浄システム70からの流体を運ぶのか、または、第2の流体流路68を経由して防氷システム62からの流体を運ぶのかを決定するコントローラによって制御されてもよい。カート62、70は、トレーラ16上のガスタービン発電ユニット10に載せられても、もしくはこれに一体的に組み込まれてもよいし、または、カート62、70は、単独で輸送されても、もしくは指定された移動式発電ステーションに前もって配置されてもよい。これにより、ガスタービン発電ユニット10は、ガスタービン吸込ポート22および吸気システム14の着氷の防止および除去をより安価かつより容易に行うことが可能になる。
図3は、流体噴射システム12およびコントローラ80を有するガスタービン発電ユニット10の実施形態の概略ブロック図である。上記されているように、ガスタービン発電ユニット10は、固定式または移動式であってもよい。ガスタービン発電ユニット10は、図1または図2に大まかに記載されているようなものである。ガスタービンエンジン20は、1つ以上のフィルタ28を有する吸気システム14から濾過空気を受け入れる。ガスタービンエンジン20は、吸気システム14から空気を受け入れ、この空気を圧縮し、この空気と燃料とを混合し、空気−燃料混合物を燃焼させ、1つ以上のタービンを駆動し、排気流を出すように構成されている。上記されているように、流体噴射システム12は、1つ以上のタンク26、1つ以上の接続ホース32、および1つ以上のポンプ30を含む。これらの部品(すなわち、タンク26およびポンプ30)は、指定された防氷システム62と指定された流体洗浄システム70とで分けられてもよい。上で説明されているような防氷システム62は、タンク26を用いて防氷流体を蓄え、吸気システム14および/またはガスタービンエンジン20に防氷流体を供給するように構成されている。また、上記されているように、流体洗浄システム70は、ポンプ72およびタンク74を含む。
コントローラ80は、ガスタービンエンジン20および/または流体噴射システム12の動作を制御するように構成されたロジック(例えば、不揮発性(non−transitory)で有形のコンピュータ可読媒体に記憶された命令)を含む。例えば、コントローラ80は、ガスタービンエンジン20の始動手続き、通常動作手続き、および停止手続きを制御するように構成されたタービン動作ロジック82を含む。また、コントローラ80は、流体洗浄システム70を制御するように構成されたタービン洗浄ロジック84を含む。例えば、タービン洗浄ロジック84は、始動シーケンスが起動された(例えば、タービン動作ロジック82によって)ときに洗浄流体を圧送するためにポンプ72を作動させるように構成されてもよい。このことは、ガスタービンエンジン20の点火の前に行われてもよい。さらに、コントローラ80は、吸気システム14、ガスタービンエンジン20、またはこれらの双方に防氷流体を噴霧するためにポンプ30を作動させるように構成されたタービン防氷ロジック86を含む。
コントローラ80は、防氷システム62および流体洗浄システム70の全体にわたって様々な状態を検出するためのセンサ90を含む。例えば、タンク26は、カメラ、温度計、気圧計、湿度計、またはタンク26内に残っている防氷流体の量を検出する他のセンサなどのセンサ90を含んでもよい。また、流体洗浄システム70は、タンク74を監視する同様のセンサ90を含んでもよい。また、センサ90は、防氷流体または流体洗浄剤の濃度を検出するように構成されてもよい。例えば、センサ90は、防氷流体が14パーセントのグリコールまたは21パーセントのグリコールのどちらを有しているのかを検出するように構成されてもよい。さらに、コントローラ80は、コントローラ80が、吸気システム14またはガスタービンエンジン20内に噴射される水およびグリコールの比率を制御することができるように、1つより多くのタンクから噴射される流体を監視することができてもよい。また、センサ90は、ポンプ30、72の状態の監視および/またはポンプ30、72の動作の制御を行うように構成されてもよい。ガスタービンエンジン20および吸気システム14もまた、センサ90を含む。ここでは、センサ90は、着氷条件(貫流する空気の温度および相対湿度など)を検出してもよい。一般に、より冷たい温度およびより高い相対湿度は、吸込システム14およびガスタービンエンジン20内の着氷(または氷生成の起こり易さ)を増加させ得る。例えば、摂氏約5度よりも低い周囲温度または約60パーセントよりも高い相対湿度は、多くの場合に、氷が潜在的に吸気システム14またはガスタービンエンジン20内に生成され得ることの優れた指標となる。このように、センサ90は、このような条件を検出して、コントローラ80内のタービン防氷ロジック86をトリガしてもよい。また、コントローラ80は、氷生成を示し得る条件および/または起こり得る未来の氷生成を予測させる条件(すなわち、誘発条件)の組合せに応答するように構成されてもよく、また、より冷たい温度のために濃度を増加させても、もしくはより冷たい温度のために流量を増加させてもよい、等々。コントローラ80は、一気にまたはパルス状に噴射される流体の流れ(例えば、調整され得るある周期のパルス噴霧)を制御してもよいし、または、流体を連続的に噴射してもよいし、または、これらの両方を行ってもよい。例えば、動作環境は、相対湿度が60パーセントのより高い相対湿度よりも低い場合であってもタービン防氷ロジック86をトリガすることができる、摂氏5度(例えば、30度、20度、またはより低い温度)のより低い周囲温度よりもかなり低い温度を含んでもよい。コントローラ80は、着氷条件(または氷誘発条件)がコントローラ80によって検出された場合にのみポンプ30、72が動作するように、ポンプ30、72を制御してもよい。他の実施形態では、コントローラ80は、使用者の指示に基づいてポンプ30、72の動作を制御してもよい。
また、コントローラ80は、ガスタービンエンジン20および吸気システム14のそれぞれの内部の動作状態を監視するためにこれらの部品と電気的に接続されてもよい。吸気システム14は、プレナムチャンバ42およびベルマウス44の至る所に配置され得るセンサ90を含んでもよい。また、センサ90は、ストラット46およびIGV48の着氷の監視および/または検出を行うように構成されてもよい。コントローラ80は、ガスタービンエンジン20が動作している最中に連続的に、周期的に、または特定の時点で吸気システム14およびガスタービンエンジン20を監視するために流体噴射システム12と協働してもよい。例えば、コントローラ80は、始動の前または最中に吸気システム14およびガスタービンエンジン20を監視して、次に、監視された状態が洗浄または除氷の必要性を示している場合に流体洗浄および/または防氷噴霧を実行するために流体噴射システム12と協働してもよい。
開示されている実施形態の技術的効果は、ガスタービンエンジン20内の着氷の防止および除去を行うシステムの実現を含む。流体噴射システム12は、モノプロピレングリコールなどの防氷流体を、ガスタービンエンジン20または吸気システム14内の着氷が発生し易い可能性のある領域に供給するように機能する1つ以上の接続ホース32を含む。さらに、ガスタービン発電ユニット10は、ガスタービンエンジン20または吸気システム14を洗浄するために同じ接続ホース32を利用する流体洗浄システム70を含んでもよい。さらに、流体噴射システム12は、ガスタービンエンジン20および吸気システム14の最も有益であり得る領域に防氷流体の噴霧を向ける噴射器34を含む。流体噴射システム12は、タービン洗浄ロジック84およびタービン防氷ロジック86と協働してガスタービンエンジン20の動作を制御するタービン動作ロジック82(例えば、不揮発性で有形のコンピュータ可読媒体に記憶された命令)を含むコントローラ80を使用してもよい。これらのシステムは、ガスタービン発電ユニット10の効率を向上させ、着氷の除去および防止に必要とされる装置を簡単にし、削減して初期ユニット費用を低減し、より高い相対湿度状態を伴うより低い周囲温度環境でのガスタービン発電ユニット10の使用を可能にする。
この記載された説明では、最良の態様を含めて本発明を開示するために、さらには、当業者が任意の装置またはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込み方法の実行を含めて本発明を実施することを可能にするために、例が使用されている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定されており、また、当業者に想到される他の例を含み得る。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合、または、特許請求の範囲の文言と実質的な差異のない均等な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
10 ガスタービン発電ユニット、ガスタービンシステム
12 流体噴射システム
14 吸気システム
15 換気用吸気システム
16 トレーラ
17 換気用吸込ポート
18 ガスタービンエンクロージャ
19 発電機
20 ガスタービンエンジン
22 吸込ポート
23 吸込雨よけ
24 換気用空気の出口ポート
26、74 タンク
28 フィルタ
30、72 ポンプ
32 接続ホース
34 噴射器
36 排気筒
38 駆動シャフト
42 プレナムチャンバ
44 ベルマウス
46 ストラット
48 入口案内翼(IGV)
50 圧縮機
51 燃焼器
52 圧縮機の第1の段
60 パワータービン
62 防氷システム、第1のカート
64 接続部
66 弁
67 第1の流体流路
68 第2の流体流路
70 流体洗浄システム、第2のカート
74 流体洗浄タンク、洗浄流体タンク
80 コントローラ
82 タービン動作ロジック
84 タービン洗浄ロジック
86 タービン防氷ロジック
90 センサ

Claims (15)

  1. ガスタービンシステム(20)と、
    流体噴射システム(12)と、
    移動式発電ユニット(10)と、
    センサ(90)と、
    コントローラ(80)と、
    を備える、システムであって、
    前記ガスタービンシステム(20)は、
    タービン(60)と、
    燃焼器(51)と、
    圧縮機(50)と、
    を備え、
    前記圧縮機(50)は、吸気口(22)を有し、
    前記吸気口(22)が、前記圧縮機(50)に空気流を供給するように構成されており、
    前記流体噴射システム(12)は、
    流体洗浄システム(70)と、
    防氷システム(62)と、
    を備え、
    前記洗浄システム(70)は、前記吸気口(22)を経由して前記ガスタービンシステム(20)内に洗浄流体を噴射するように構成された洗浄ロジックを含み、
    前記洗浄システム(70)は、前記ガスタービンシステム(20)内に前記洗浄流体を噴射するように構成された噴射器(34)を備え、
    前記防氷システム(62)は、前記吸気口(22)を経由して前記ガスタービンシステム(20)内に防氷流体を噴射するように構成された防氷ロジックを含み、
    前記防氷システム(62)は、前記噴射器(34)によって前記ガスタービンシステム(20)内に前記防氷流体を噴射するように構成され、
    前記移動式発電ユニット(10)は、
    移動式トレーラに搭載された前記ガスタービンシステム(20)と、
    前記移動式トレーラに搭載された前記流体噴射システム(12)の一部と、
    を含み、
    前記センサ(90)は、前記ガスタービンシステム(20)に結合され、前記ガスタービンシステム(20)内の凝縮着氷条件に関する複数のパラメータを監視するように構成され、
    前記コントローラ(80)は、前記センサ(90)に結合され、
    前記センサ(90)からの前記複数のパラメータを表す信号を受け取り、
    前記複数のパラメータのうちの1つ以上のパラメータに基づいて、前記ガスタービンシステム(20)の動作中に、前記ガスタービンシステム(20)内の凝縮着氷条件の存在を判定し、
    凝縮着氷条件の存在の前記判定に応じて、前記ガスタービンシステム(20)の動作中に、前記ガスタービンシステム(20)内の凝縮氷を取り除く前記防氷システム(62)を作動させる、
    ようにプログラムされた、
    システム。
  2. 前記流体洗浄システム(70)が、前記ガスタービンシステム(20)の前記吸気口(22)内に水、洗浄剤、またはこれらの任意の組合せを噴射するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記防氷システム(62)が、前記ガスタービンシステム(20)の前記吸気口(22)内にグリコールまたは水−グリコール混合物を噴射するように構成されている、請求項1または2に記載のシステム。
  4. 前記流体噴射システム(12)を制御するようにプログラムされ、構成されたコントローラ(80)を備える、請求項1から3のいずれかに記載のシステム。
  5. 前記ガスタービンシステム(20)の前記吸気口(22)と、前記流体洗浄システム(70)からの第1の流体流路(67)または前記防氷システム(62)からの第2の流体流路(68)とを選択的に接続するように前記コントローラ(80)によって制御される少なくとも1つの弁(66)を備える、請求項4に記載のシステム。
  6. 前記複数のパラメータは、前記吸気口(22)内に受け入れられている前記空気流の温度と相対湿度とを含み、
    前記コントローラ(80)は、前記吸気口(22)内に受け入れられている前記空気流が、約5℃以下の温度、約60パーセント以上の相対湿度、またはこれらの組み合わせのときに、前記凝縮着氷条件の存在を決定するようにプログラムされている、
    請求項1から5のいずれかに記載のシステム。
  7. 前記防氷システム(62)が、前記ガスタービンシステム(20)の前記吸気口(22)内にグリコールまたは水−グリコール混合物を噴射するように構成されており、前記コントローラ(80)が、前記ガスタービンシステム(20)の前記吸気口(22)内に噴射されるグリコールおよび水の比率を制御するようにプログラムされている、請求項4に記載のシステム。
  8. ガスタービンシステム(20)のための流体噴射システム(12)と、
    移動式発電ユニット(10)と、
    センサ(90)と、
    コントローラ(80)と、
    を備える、システムであって、
    前記流体噴射システム(12)は、
    流体洗浄システム(70)と、
    防氷システム(62)と、
    を備え、
    前記洗浄システム(70)は、圧縮機(50)の吸気口(22)を経由して前記ガスタービンシステム(20)内に洗浄流体を噴射するように構成された洗浄ロジックを含み、
    前記洗浄システム(70)は、前記ガスタービンシステム(20)内に前記洗浄流体を噴射するように構成された噴射器(34)を備え、
    前記防氷システム(62)は、前記吸気口(22)を経由して前記ガスタービンシステム(20)内に防氷流体を噴射するように構成された防氷ロジックを含み、
    前記防氷システム(62)は、前記噴射器(34)によって前記ガスタービンシステム(20)内に前記防氷流体を噴射するように構成され、
    前記移動式発電ユニット(10)は、
    移動式トレーラに搭載された前記ガスタービンシステム(20)と、
    前記移動式トレーラに搭載された前記流体噴射システム(12)の一部と、
    を含み、
    前記センサ(90)は、前記ガスタービンシステム(20)に結合され、前記ガスタービンシステム(20)内の凝縮着氷条件に関する複数のパラメータを監視するように構成され、
    前記コントローラ(80)は、前記センサ(90)に結合され、
    前記センサ(90)からの前記複数のパラメータを表す信号を受け取り、
    前記複数のパラメータのうちの1つ以上のパラメータに基づいて、前記ガスタービンシステム(20)の動作中に、前記ガスタービンシステム(20)内の凝縮着氷条件の存在を判定し、
    凝縮着氷条件の存在の前記判定に応じて、前記ガスタービンシステム(20)の動作中に、前記ガスタービンシステム(20)内の凝縮氷を取り除く前記防氷システム(62)を作動させる、
    ようにプログラムされた、
    システム。
  9. 前記流体洗浄システム(70)が、前記ガスタービンシステム(20)の前記吸気口(22)内に水、洗浄剤、またはこれらの任意の組合せを噴射するように構成されている、請求項8に記載のシステム。
  10. 前記防氷システム(62)が、前記ガスタービンシステム(20)の前記吸気口(22)内にグリコールまたは水−グリコール混合物を噴射するように構成されている、請求項8または9に記載のシステム。
  11. 前記防氷システム(62)が、カート(62)上に配置される少なくとも1つのタンク(26)を備える、請求項8から10のいずれかに記載のシステム。
  12. 前記コントローラ(80)が、前記流体洗浄システム(70)を制御するようにプログラムされている、請求項8から11のいずれかに記載のシステム。
  13. 前記流体噴射システム(12)が、前記ガスタービンシステム(20)の前記吸気口(22)と、前記流体洗浄システム(70)からの第1の流体流路(67)または前記防氷システム(62)からの第2の流体流路(68)とを接続するように前記コントローラ(80)によって制御される少なくとも1つの弁(66)を備える、請求項12に記載のシステム。
  14. 前記複数のパラメータは、前記吸気口(22)内に受け入れられている前記空気流の温度と相対湿度とを含み、
    前記コントローラ(80)は、前記吸気口(22)内に受け入れられている前記空気流が、約5℃以下の温度、約60パーセント以上の相対湿度、またはこれらの組み合わせのときに、前記凝縮着氷条件の存在を決定するようにプログラムされている、
    請求項12または13に記載のシステム。
  15. 前記防氷システム(62)が、前記ガスタービンシステム(20)の前記吸気口(22)内にグリコールまたは水−グリコール混合物を噴射するように構成されており、
    前記コントローラ(80)が、前記ガスタービンシステム(20)の前記吸気口(22)内に噴射されるグリコールおよび水の比率を制御するようにプログラムされている、
    請求項12から14のいずれかに記載のシステム。
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