JPS60166702A

JPS60166702A - ガスタ−ビンコンプレツサ翼の汚れ検知装置

Info

Publication number: JPS60166702A
Application number: JP2174384A
Authority: JP
Inventors: Fumiyuki Hirose; 文之広瀬
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-02-10
Filing date: 1984-02-10
Publication date: 1985-08-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、ガスタービンのコンプレッサに係り、特に、
多段軸流型コンプレッサに関する。

〔発明の背景〕

ガスタービンのコンプレッサ部に流入する空気は、通常
、フィルターを通った清浄な空気とされているが、ガス
タービン設置場所の環境により、その空気の性状はいろ
いろである。特に、海岸埋立地に設置されるユニット、
又、砂漠地帯に設置されるユニット等では、フィルター
を介しても取除くことができない微細な粒子が多く存在
しているため、ガスタービンのコンプレッサ部に大量に
流入している。この状態で長期間運転していると、空気
中の水分の流入もあってコンプレッサ翼部表面にいろい
ろな微粒子が付着し、コンプレッサの性能低下をもたら
し、ガスタービンの効率を低下させる。この′ため、コ
ンプレッサ翼の洗浄が必要となってくる。第１図は、ガ
スタービンの一般的な系統を示した図である。大気中の
空気１は、フィルター２を介して清浄な空気３となって
コンプレッサ４内に流入する６そして、ここで圧縮空気
５となって燃焼器６へ導かれる。この圧縮空気は燃焼器
６内で噴射された燃料７と混合拡散し燃焼ガス８となっ
てタービン部９に流入し、ここで仕事を行なった後、排
ガス１０となって大気へ放出される。これが一般的なガ
スタービンのサイクルである。ここで、コンプレッサ４
内に流入する清浄な空気３には、フィルター２により完
全に除去されない１０μ前後の微細な粒子が多く含まれ
ている。この微細な粒子は、フィルター２の目の細かさ
を小さくすることによりほぼ完全に除去することが可能
であるが、その反面、フィルター２を通過するための圧
力損失が大となり、コンプレッサ４内への空気流量が低
下することになり、所定の性能が得られなくなることと
なる。そのため、通常、１０μ以下の粒子は、コンプレ
ッサ４内へ流入しても良いとされている。しかし、１０
μ以下の粒子も長時間の運転では、かなりの量に上り、
空気中の水分の流入により第２図に示すコンプレッサ翼
１１の表面に付着する。コンプレッサ翼１１の表面の汚
れは、翼表面を流れる空気の抵抗となったり、あるいは
、流路面積が狭くなることにより流量の低下をもたらし
、コンプレッサ４の・性能低下を招き、最終的には、ガ
スタービンの出力低下に至っている。そこで、現在は、
ユニット停止時には、コンプレッサケーシング１２の外
周部に数ケ所設けられている検査孔１３よりプラグを外
して内視鏡により翼の汚れを検査するか、あるいは、運
転中はガスタービンの出力低下を常時監視している。そ
して、コンプレッサ翼１１の汚れが確認されたら、フィ
ルター２ａを介した清浄な空気３ａの流路内に別置のホ
ッパー１４に入れられている燃焼器内で焼滅しうる、か
つ、比較的柔らかい粒状の洗浄物質１５（通常は、米ま
たは、椰子の殻などが用いられる）を少しずつ時間をか
けて回転しているコンプレッサ部１６内に流入させ、洗
浄物質１５がコンプレッサ翼１１に激しく衝突すること
により表面の汚れを除去する。尚。

コンプレッサ内に流入した洗浄物質は後流部の燃焼器内
に流入し、焼滅して灰となり排ガスと共に大気へ放出さ
れる。しかし、現在の技術では、二つの大きな欠点があ
る。一つは、ユニットを止めないコンプレッサ属の汚れ
が検査できないことであり、国内のコンバインドプラン
トのように連続運転を行なうユニットでは、非常に大き
な問題となる。他の一つは、ユニットの出力低下により
コンプレッサ翼の汚れを知る方法である。間接的であり
ユニットの出力低下が生じた時は、コンプレッサ翼の汚
」ｔは過度に進んでおり、単なる洗浄物質の投入のみで
は、翼の汚れを完全に除去できず、ユニットを分解して
、人間が手で汚れを落とす方法をとらざるを得なくなる
。

〔発明の目的〕

本発明ま目的は、コンプレッサ翼の汚れを定期的に検知
し、自動的、かつ、効果的なコンプレッサ翼の洗浄を行
なえる汚れ検知装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、コンプレッサにおいて汚れの生じ易い空気入
口側に位置するコンプレッサ翼に空気が噴出させられる
小さな複数個の孔を設け、その位置より後流段より抽出
した圧縮空気をオリフィスを介して導入させ定期的に流
れる空気量、すなわち、オリフィス前後の圧力差を測定
してコンプレッサ翼の汚れを検知しある基準値を超えた
ら洗浄物質の入っているホッパーのバルブを開いてコン
プレッサ翼の汚れを定期的に、かつ、効果的に行なえる
ようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕第３図は、本発明の一実施例を示す図である。

本図において、大気の汚れた空気２０は、フィルター２
１を介して１０μ以下の微細な粒子しか含まない清浄な
空気２２となってコンプレッサ２３内へ流入する。この
清浄に空気２２は、コンプレッサ２３内のコンプレッサ
動翼２４及び静翼２５を交互に通過することにより昇圧
され圧縮空気２２ａとなって燃焼器へ導びかれる。コン
プレッサ２３内の空気入口部２３ａに位置している翼部
は、空気の圧力が低く又、清浄な空気２２が最初に衝突
する部分でありさらに、清浄な空気２２中に含まれでい
る水分が多く衝突する部分でありコンプレッサ翼に汚れ
が付着しやすくなっている。

一方、空気入口部２３ａに位置する翼は、コンプレッサ
２３内に空気を導入させるべき重要な翼であり、この翼
の汚九を効果的に検知し清浄することが、コンプレッサ
の性能維持に最も重要なこととなっている。コンプレッ
サ静翼２５は、コンプレッサケーシング２３ｂ内に周方
向に数十枚、溝２５ｂにより固定されているが、これら
の内、空気入口部２３ａに位置するコンプレッサ静翼２
５ａは、周方向に数十枚設置さ」もている翼に第４図に
示すように翼内部を通って翼表面２６まで空気２７を導
くための小径の孔２８が複数設けられている。この小径
の孔２８は、小さければ小さいほど良く、翼表面２６に
付く付着物によりこの小径の孔２８が簡単にふさがれて
しまい０．５ｍｍ程度となっている。また、この翼の底
面２９には、空胴部３０が設けられており、空気室を形
成させることにより各小径の孔２８にほぼ均等に空気が
流れるようになっている。この翼は、第３図に示すよう
に、先に述べた空胴部３０が、コンプレッサケーシング
２３ｂに設けられた空気導入孔３１と連通ずるようにな
っている。この小径の孔をもつ翼の後流部で圧縮された
空気２７を抽出するための抽出孔３２が設けられており
、配管３３により空気導入孔３１と連結されている。こ
の配管３３の間には、空気２７を流したり止めたりする
電動弁３４及び空気２７の流量を設定及び、差圧をチェ
ックするためにオリフィス３５が設けられている。

電動弁３４は、タイマー３６により制御され、ユニット
のある運転時間毎に定期的に開閉の信号３７を送ること
により、空気２７を流したり止めたりするようになって
いる。その下流にありオリフィス３５の径は、小径の孔
をもつ翼に、小径の孔部をふさいでいる付着物が吹飛ば
されない程度の低い圧力の空気を供給しうるような大き
さとなっており、そのオリフィス３５の前後の圧力信号
３８を差圧伝送器３９により差圧信号４０とし判別器４
１へと導いている。一方、フィルター２１を介した清浄
な空気２２の流路には、ホッパー゛　４２内に納められ
ている洗浄物質４３をコンプレッサ２３内へと流入させ
るための導入管４４が取付けられており、その配管の途
中に設けられた電動弁４５により洗浄物質４３の流入を
制御している。定期的にタイマー３６により電動弁３４
に信号を流入してこの弁を開き（通常は弁は閉じいてい
る）、空気２７を流してオリフィス３５により差圧をチ
ェックし、Ｑその差圧信号４０を判別器４１により運転
初期の時の値と比較しこれがある基準値を超えたら信号
を電動弁４５に流入して洗浄物質４３をコンプレッサ２
３内に流入させ、コンプレッサ翼の汚れを除去する。第
５図は、本発明の効果を１図に示したものである。本図
において、実４Ａ４６は、本発明による場合１点線４７
は、従来例である。従来例では、運転当初の点４８から
運転時間の経過とともにコンプレッサ翼に付着物が付き
小径の孔をふさぐことにより徐々に空気が流れなくなり
オリフィス前後の差圧ＡＰが低下し点４９に致達する。

この低下の度合が連続運転のユニットでは、出力の低下
となって現われるまでには、極度にコンプレッサ翼が汚
れている状態となっており、ここで洗浄を行なうと付着
物が除去されるが完全とはならず図中の点５０まで回復
する。以後、回復の点が、順次大きな比率で落ちて行く
ことになる。また、逆に短い期間で洗浄物質を投入すれ
ば回復の点を高く維持できるが、洗浄物質を大量に必要
とし、経済性及び洗浄効果がないことになる。一方、本
発明では、ある差圧の基準値５１を設定し、この値に致
達したら洗浄物質を投入するようにとして、コンプレッ
サ翼の付着物が１回の洗浄物質の投入により完全に除去
できる景汚れた程度で洗浄物質の投入が可能となるため
、洗浄による回復がほぼ完全であり、以後、継続しても
回復の点５２がほとんど落ちることなく運転当初の翼の
清浄さを維持できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、コンプレッサ翼の汚れを定期的に検知
し、−回の洗浄物質の投入により、その時点で付着して
いた付着物を完全に除去することが可能となったため、
連続運転が要求されるユニットのコンプレッサ翼の洗浄
が効果的に行なえるので、長期間運転での出力の低下を
防止することができ、ガスタービンプラントの性能維持
及び信頼性の確保が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はガスタービンの系統図、第２図はコンプレッサ
部の系統図、第３図、第４図は本発明の一実施例の系統
図およびコンプレッサ静翼の図、第５図は本発明の効果
を示す図である。２４・・・コンプレッサ動翼、２５・・・コンプレッサ
静翼、３０・・・空胴部、３１・・・空気導入孔、３２
・・・抽出孔、３３・・・配管、３４・・・電動弁、３
５・・・オリフィス、３６・・・タイマー、３９・・・
差圧伝送器、４１・・・判別器、４２・・・ホッパー、
４４・・・導入管、４５・・・電動弁。代理人　弁理士　高橋明夫摺１図

Claims

【特許請求の範囲】１、ガスタービンコンプレッサ翼の汚れを検知装置にお
いて、空気流入側に位置する静翼の後流の圧力の高い空気を尋
人する手段と、オリフィスを介して前記静翼の前後の圧
力差を定期的に検知し翼の汚れを検知する手段とからな
ることを特徴とするガスタービンコンプレッサ翼の汚れ
検知装置。２、特許請求の範囲第１項において、前記静翼に設けた
小径の複数の孔と、汚れとなる付着物により孔がふさが
れることによる差圧の変化を検知する手段とからなるこ
とを特徴とするカスタービンコンプレッサ翼の汚れ検知
装置。３、特許請求の範囲第１項において、汚れ検知をタイマ
ーの信号により定期的に行ない、通常の運転中は、空気
を流さず、検知の時のみ流す手段と、判別器により差圧
の判定を行ない、これがある基準値に致達したら洗浄物
質を自動的に投入する制御回路とからなることを特徴と
するガスタービンコンプレッサ翼の汚れ検知装置。