RU2659641C2 - Встроенная система промывки для газотурбинного двигателя - Google Patents
Встроенная система промывки для газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659641C2 RU2659641C2 RU2016115931A RU2016115931A RU2659641C2 RU 2659641 C2 RU2659641 C2 RU 2659641C2 RU 2016115931 A RU2016115931 A RU 2016115931A RU 2016115931 A RU2016115931 A RU 2016115931A RU 2659641 C2 RU2659641 C2 RU 2659641C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inlet
- flushing
- axial compressor
- nozzles
- gas turbine
- Prior art date
Links
- 238000005406 washing Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims abstract description 68
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 claims 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 38
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 206010070245 Foreign body Diseases 0.000 description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/002—Cleaning of turbomachines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
- F02C7/05—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles
- F02C7/052—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles with dust-separation devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
- F02C7/05—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles
- F02C7/055—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles with intake grids, screens or guards
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/70—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning
- F04D29/701—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/705—Adding liquids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/72—Maintenance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Предложена система промывки для газотурбинного двигателя с осевым компрессором (3), содержащая входной фильтр (30) на входе для воздушного потока осевого компрессора (3) для защиты от повреждения инородными объектами, устройство из форсунок и трубопроводов для впрыска промывочной жидкости и систему подачи промывочной жидкости, соединенную с указанным устройством. Входной фильтр (30) содержит опорную конструкцию (10, 11, 12) и фильтровальную сетку (19), зафиксированную на опорной конструкции (10, 11, 12), а указанное устройство из форсунок и трубопроводов встроено в указанную опорную конструкцию входного фильтра. Технический результат: система снижает время простоя газотурбинного двигателя и увеличивает процент восстановления эффективности (после промывки) с экономической выгодой. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Варианты выполнения предложенного в настоящем документе изобретения относятся к системам промывки, газотурбинным двигателям и к способам промывки осевых компрессоров.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Газовые турбины широко используются для генераторов энергии, для сжатия газа и, в целом, для всех применений, где требуется вращающийся механический привод. Основным элементом газотурбинного двигателя является компрессор, через который во время эксплуатации протекает и сжимается огромное количество воздуха. Горелки сообщают тепло сжатому воздуху, и расширяющиеся газообразные продукты сгорания приводят в движение турбину, от которой может быть отобрана полезная мощность. При этом качество воздуха, поступающего в компрессор, является очень важным фактором для срока эксплуатации и эффективности газовой турбины. Так, подобный воздух содержит вещества различных типов в виде аэрозолей, например, грязи и коррозийных частиц. Даже если большинство частиц выходит из газовой турбины с выхлопными газами, некоторая часть данных частиц все равно может оседать на рабочих и направляющих лопатках компрессора, особенно на переднем конце, где в конце концов они накапливаются, ухудшая, в результате, аэродинамику и снижая, таким образом, эффективность и эксплуатационные характеристики машины, что приводит к большим экономическим потерям для пользователя. Приток вредных частиц также приводит к другим проблемам, например, к FOD (Foreign Object Damage, повреждение инородными объектами) и коррозии. В связи со всеми указанными причинами необходимо принимать меры для контроля качества воздуха, поступающего в газовую турбину. Как правило, вход газовой турбины выполнен с воздушными фильтрами, которые блокируют, по меньшей мере, частицы, имеющие размеры, превышающие определенный минимум. При этом достаточное количество частиц с меньшими размерами по-прежнему может проходить через фильтровальную систему, прилепляясь и накапливаясь на рабочих и направляющих лопатках компрессора. Описываемое явление, называемое "обрастанием", вызывает необходимость выполнения регулярной периодической промывки газотурбинного компрессора для устранения отложений из указанных частиц на рабочих и направляющих лопатках, и попытки, таким образом, восстановить, по большей части, первоначальные эксплуатационные характеристики компрессора. Промывку газового тракта компрессора обычно выполняют распылением промывочных текучих сред через группу форсунок, распыляющих подобные текучие среды во входное отверстие компрессора, при вращении ротора для обеспечения протекания промывочных текучих сред через компрессор до их выхода в конце машины. Как правило, операции промывки выполняют в одном из двух режимов, в так называемом "неавтономном" режиме, когда очищение выполняют при работающей машине, в то время как другой способ промывки требует выключения машины и, соответственно, называется "автономным". Промывка в "неавтономном" режиме считается менее эффективной, чем "автономная" промывка, поскольку машину эксплуатируют при полной нагрузке, и имеются ограничения на положения форсунок. Действительно, вследствие очень высокой скорости воздуха обычно форсунки размещают в положениях, где воздушный поток имеет низкую скорость, и промывочная жидкость может проникать в центр воздушного потока. В противном случае, вследствие турбулентности воздушного потока и центробежной силы будет происходить перемещение промывочной жидкости к периферии от лопаток. Кроме этого, высокая температура стремится испарить промывочные жидкости. С другой стороны, преимущество "неавтономного" способа состоит в том, что можно продолжать эксплуатировать машину. В свою очередь, в "автономных" способах требуется временная остановка производственного процесса, поскольку в данном случае машина работает только с пускателем и всего на несколько процентов от нормальной скорости полной нагрузки. При "автономной" промывке форсунки, выполненные для распыления промывочных текучих сред, обычно установлены перед лопатками первой ступени низкого давления компрессора. В случае "автономной" промывки во время операции промывки двигатель вращается только для того, чтобы придать промывочным текучим средам достаточно энергии для смывания наростов без вызывания турбулентности и сообщения текучей среде значительных центробежных сил, которые могут выталкивать текучую среду по направлению к корпусу компрессора от промываемых лопаток. Выбор конкретного позиционирования и сборки системы промывки является важным для эффективности промывки, а также для целостности газовой турбины.
Согласно решению, известному из существующего уровня техники, распыляющие форсунки устанавливают внутри раструба газовой турбины в положении таким образом, что распыление направлено прямо на вход компрессора в направлении, почти параллельном воздушному потоку. Недостаток данного решения состоит в том, что в случае поломки форсунки могут вызвать повреждение газовой турбины.
В другом решении, известном из уровня техники, для машин с радиальным входом форсунки фиксируют на внутренней радиальной улитке.
Недостаток указанных обоих решений состоит в том, что форсунки, расположенные внутри проточного тракта в пределах машины, могут создавать искажения потока, влияющие на эксплуатационные характеристики машины.
Таким образом, существует необходимость в усовершенствованной системе промывки, в которой могут быть устранены указанные недостатки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Встраивание устройства из форсунок и трубопроводов для распыления промывочной жидкости в опорную конструкцию входного фильтра на входе для воздушного потока осевого компрессора обеспечивает создание очень эффективного решения.
В первом аспекте изобретение относится к системе промывки.
Система промывки предназначена для газотурбинного двигателя с осевым компрессором и содержит:
входной фильтр, расположенный на входе для воздушного потока осевого компрессора и предназначенный для защиты компрессора от повреждения инородными объектами, причем входной фильтр содержит опорную конструкцию и фильтровальную сетку, зафиксированную на опорной конструкции,
устройство из форсунок и трубопроводов,
систему подачи промывочной жидкости, соединенную с указанным устройством,
при этом указанное устройство встроено в указанную опорную конструкцию.
Во втором аспекте предложенное изобретение относится к газотурбинному двигателю.
Газотурбинный двигатель содержит:
осевой компрессор,
сборную камеру, размещенную на входе для воздушного потока осевого компрессора,
входной фильтр, расположенный в сборной камере и предназначенный для защиты компрессора от повреждения инородными объектами, причем входной фильтр содержит опорную конструкцию и фильтровальную сетку, зафиксированную на опорной конструкции,
устройство из форсунок и трубопроводов, и
систему подачи промывочной жидкости, соединенную с указанным устройством и встроенную в указанную опорную конструкцию.
В третьем аспекте предложенное изобретение относится к способу промывки осевого компрессора газотурбинного двигателя.
В соответствии с упомянутым способом входной фильтр размещают на входе для воздушного потока осевого компрессора, и систему подачи промывочной жидкости встраивают в упомянутый входной фильтр.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, которые включены в настоящее описание и составляют его часть, предназначены для иллюстрации примеров вариантов выполнения предложенного изобретения и совместно с подробным описанием поясняют упомянутые варианты выполнения.
На чертежах:
фиг. 1 изображает продольный разрез газотурбинного двигателя;
фиг. 2 изображает продольный разрез раструба газотурбинного двигателя, выполненного в соответствии с существующим уровнем техники;
фиг. 3 изображает продольный разрез входной зоны газотурбинного двигателя, выполненного в соответствии с существующим уровнем техники;
фиг. 4 изображает аксонометрическую проекцию входной зоны одного варианта выполнения газотурбинного двигателя (в частности, показан FOD фильтр в сборной камере);
фиг. 5 изображает, в покомпонентном виде, некоторые компоненты газотурбинного двигателя, показанного на фиг. 4;
фиг. 6 изображает аксонометрическую проекцию варианта выполнения FOD фильтра, соответствующего фильтру, показанному на фиг. 4 и 5;
фиг. 7 изображает участок ребра, формирующего опорную конструкцию FOD фильтра, показанного на фиг. 6;
фиг. 8 изображает поперечный разрез ребра, показанного на фиг. 7.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В следующем описании примеров вариантов выполнения предложенного изобретения ссылка сделана на прилагаемые чертежи.
Следующее описание не ограничивает предложенное изобретение. Напротив, объем правовой защиты предложенного изобретения определяется независимыми пунктами формулы изобретения.
Во всем описании ссылка на «один вариант выполнения» или «вариант выполнения» означает, что отдельный признак, конструкция или характеристика, описанная в связи с вариантом выполнения, содержится в по меньшей мере одном варианте выполнения предложенного изобретения. Таким образом, по всему описанию фраза "в одном варианте выполнения" или "в варианте выполнения", встречающаяся в различных местах описания, необязательно относится к одному и тому же варианту выполнения. Кроме этого, отдельные признаки, конструкции или характеристики могут быть скомбинированы любым подходящим образом в одном или более варианте выполнения.
На фиг. 1 изображен газотурбинный двигатель на базе авиационного газотурбинного двигателя, обозначенный в целом номером 100 позиции. Стрелка 1 показывает воздушный поток, поступающий в раструб двигателя 100. Основными элементами газотурбинного двигателя являются компрессор 3, камеры 4 сгорания и турбина 5. Газотурбинный двигатель 100 также содержит вал 2, который приводит лопатки компрессора 3 в движение. Сжатый воздух нагревают в камерах 4 сгорания, и получаемые в результате горячие газы расширяются, приводя лопатки турбины 5 в движение, вращая, таким образом, вал 2. В состав двигателя 100 также входит пусковой двигатель (не показан), предназначенный для работы газотурбинного двигателя при пуске и, как указано выше, во время процедур автономной промывки.
Через газотурбинные двигатели протекает огромное количество воздуха, содержащего частицы, которые могут загрязнять рабочие и направляющие лопатки компрессора. До поступления в газотурбинный двигатель воздух должен быть профильтрован для удаления максимальной части содержащихся в воздухе частиц, которые могут вносить свой вклад в обрастание. На входе в газотурбинный двигатель в сборной камере 8 расположен FOD фильтр для остановки указанных частиц, которые могут повреждать, в первую очередь, рабочие и направляющие лопатки компрессора 3.
Несмотря на использование фильтров, затруднительно полностью избежать осаждения и накопления частиц на рабочих и направляющих лопатках компрессора, что вызывает необходимость выполнения периодических операций промывки для восстановления первоначальных уровней эффективности.
Операции промывки выполняют посредством группы форсунок, выполненных с возможностью впрыска распыленной промывочной текучей среды, обычно воды, внутри газотурбинного двигателя.
На фиг. 2 и 3 изображены узлы систем промывки, выполненных в соответствии с существующим уровнем техники.
На фиг. 2 форсунки 7 установлены в раструбе 6 газотурбинного двигателя, в частности, в зоне, обозначенной цифровой позицией.
На фиг. 3 изображена входная часть газотурбинного двигателя, где воздух поступает радиально (исходя из верхнего отверстия), и форсунки 7 установлены на внутренней радиальной улитке (радиально напротив раструба 6). При этом форсунки расположены таким образом, что промывочная текучая среда может поступать и проникать в компрессор, перемещаясь через него к выходу из машины и смывая нарастания вследствие того факта, что во время операции промывки происходит вращение ротора: 1) на низкой скорости при приводе от пускового двигателя в случае автономной промывки или 2) при полной нагрузке в случае неавтономной промывки.
Недостатки описанных известных решений возникают вследствие того, что форсунки, установленные на входных боковых поверхностях, не только создают значительное искажение входного воздушного потока, но также могут вызывать серьезное повреждение рабочих и направляющих лопаток компрессора в случае открепления форсунок от установочных поверхностей.
Альтернативное решение заключается в закреплении форсунок на входной стенке сборной камеры. В этом случае промывочную текучую среду впрыскивают в осевой компрессор с обеспечением ее прохождения через входной фильтр. Такое решение имеет свой недостаток, состоящий в низкой эффективности промывки, поскольку отсутствует поток промывочной текучей среды, непосредственно входящий в компрессор.
На фиг. 4 и 5 изображен входной FOD фильтр 30, расположенный на входе в двигатель 100, причем фильтр 30 расположен в сборной камере 8.
На фиг. 5 изображен входной фильтр 30, раструб 6, а также пулевидный нос, размещаемый перед компрессором 3 газотурбинного двигателя.
На фиг. 6 более подробно изображена аксонометрическая проекция фильтра 30.
Фильтр 30 имеет основание, расположенное на входе для воздушного потока осевого компрессора 3. Фильтр 30 также имеет боковую поверхность, проходящую от основания.
Фильтр 30 имеет осесимметричную форму. В рамках настоящего описания словосочетание "осесимметричная форма" подразумевает любую форму, имеющую плоскую симметрию относительно любого количества осевых плоскостей. В соответствии с настоящим описанием любая плоскость, содержащая центральную ось компрессора, определена как "осевая плоскость".
Фильтр 30 предпочтительно имеет трехмерную форму, имеющую основание и боковую поверхность, для повышения фильтровальной способности относительно площади основания. Боковая поверхность и основание содержат фильтровальную сетку 19, соединенную с опорной конструкцией.
В соответствии с первым вариантом выполнения изобретения фильтровальная сетка 19 зафиксирована только на основании входного фильтра 30 на удалении от входа для воздушного потока осевого компрессора 3. В соответствии со вторым вариантом выполнения сетка 19 может быть также зафиксирована на боковой поверхности входного фильтра 30.
Более предпочтительно, фильтр 30 имеет форму цилиндрической чаши, как показано на фиг. 6, и образован фильтровальной сеткой и ее опорной конструкцией. При этом опорная конструкция содержит первое опорное кольцо 10, расположенное по периферии основания цилиндрической чаши рядом со входом для воздушного потока осевого компрессора 3, и второй опорное кольцо 11, расположенное по периферии другого основания цилиндрической чаши на удалении от входа для воздушного потока осевого компрессора 3. Опорная конструкция завершена группой L-образных ребер 12. Ребра 12 сформированы набором первых реберных сегментов 14, соединяющих два кольца 10 и 11, перпендикулярных данным сегментам, и набором вторых реберных сегментов 15, расположенных в плоскости, заданной основанием 11 цилиндрической чаши. Преимущество конструкции описанного типа состоит в том, что она имеет очень ограниченное влияние на воздушный поток, который может проходить через нее без искажения.
Указанная конструкция удерживает фильтровальную сетку (19 на фиг. 8), зафиксированную на ней посредством смолы. При этом фильтровальная сетка выполнена с возможностью остановки опасных объектов, которые могут поступать в компрессор вместе с воздушным потоком.
В некоторых вариантах выполнения изобретения форсунки и трубопроводы для промывочной текучей среды установлены на кольцах и ребрах, образующих опорную конструкцию входного FOD фильтра 30.
В соответствии с фиг.6 кольцо 10 несет трубопровод 13 для промывочной текучей среды, который проходит вдоль кольца 10, помещенный в смолу, которая также фиксирует фильтровальную сетку 19. Кроме этого, от указанного трубопровода 13 вдоль обода реберной конструкции отходит набор труб 17 для промывочной текучей среды, которые доставляют промывочную текучую среду к форсункам. При этом трубы 17 достигают только серединной точки сходящихся вторых реберных сегментов 15, где они оканчиваются форсункой 18 или парой форсунок 18 (как изображено на фиг. 7).
На фиг. 8 изображена часть (в разрезе) первого реберного сегмента 14, несущего трубу 17 для промывочной текучей среды. При этом первые реберные сегменты 14 (так же как и вторые реберные сегменты 15) имеют U-образный профиль и заполнены смолой 20, причем сетка 19 зафиксирована в смоле 20 концами сетки, как показано на фиг. 8, при этом труба 17 для промывочной текучей среды полностью размещена в смоле 20.
Встраивание системы промывки, то есть форсунок и трубопроводов, в опорную конструкцию входного фильтра имеет преимущество по сравнению с существующим уровнем техники, состоящее в том, что такая система промывки не добавляет дополнительных преград для входного потока текучей среды и не искажает его. Система промывки расположена перед компрессором 3, в частности перед его входом.
Форсунки выполнены с возможностью впрыска промывочной текучей среды непосредственно в компрессор и, при необходимости, в том же осевом направлении воздушного потока и параллельно оси осевого компрессора.
Кроме этого, некоторые из указанных форсунок могут быть выполнены в виде распылительных форсунок. При этом распылительные форсунки могут быть выполнены с возможностью впрыскивания промывочной жидкости в распыленном виде. Другие форсунки могут представлять собой струйные форсунки, выполненные с возможностью создания непрерывного потока промывочной жидкости. В соответствии с описанными вариантами выполнения изобретения распылительные форсунки используют для неавтономной промывки, а струйные форсунки используют для автономной промывки.
Размещение форсунок и трубопроводов в смоле обеспечивает очень малую вероятность открепления форсунки или трубопровода.
Как правило, трубопроводы соединены с системой подачи воды, которая может содержать отфильтрованную воду, в конечном итоге дистиллированную, обработанную и смешанную с очищающими химическими реагентами.
Часть промывочной воды, выходящей из газотурбинного двигателя, может быть собрана и переработана для повторного использования, после очищения от собранных наростов и обработки, совместно со свежей водой в качестве чистой промывочной воды.
Входной фильтр и встроенная система промывки повышают эффективность процесса промывки, не оказывают влияние на воздушный поток и устраняют риск попадания инородных тел в осевой компрессор и его повреждения.
Такая система снижает время простоя газотурбинного двигателя и увеличивает процент восстановления эффективности (после промывки) с очевидной экономической выгодой.
Claims (29)
1. Система промывки для газотурбинного двигателя (100) с осевым компрессором (3), содержащая:
входной фильтр (30), расположенный на входе для воздушного потока осевого компрессора (3), предназначенный для защиты компрессора (3) от повреждения инородными объектами и содержащий опорную конструкцию (10, 11, 12) и фильтровальную сетку (19), зафиксированную на опорной конструкции (10, 11, 12),
устройство из форсунок (18) и трубопроводов (13, 17), встроенное в указанную опорную конструкцию (10, 11, 12),
систему (16) подачи промывочной жидкости, соединенную с указанным устройством (13, 17, 18),
при этом входной фильтр (30) содержит основание, расположенное на входе для воздушного потока осевого компрессора (3), и боковую поверхность, проходящую от первого основания и имеющую осесимметричную форму.
2. Система по п. 1, в которой указанная боковая поверхность имеет осесимметричную форму относительно центральной оси компрессора.
3. Система по п. 1, в которой фильтровальная сетка (19) зафиксирована только на основании входного фильтра (30) на удалении от входа для воздушного потока осевого компрессора (3).
4. Система по п. 1, в которой фильтровальная сетка (19) зафиксирована на основании входного фильтра (30) на удалении от входа для воздушного потока осевого компрессора (3), а также зафиксирована на указанной боковой поверхности указанного входного фильтра (30).
5. Система по п. 1, в которой фильтровальная сетка (19) зафиксирована смолой на опорной конструкции (10, 11, 12).
6. Система по п. 5, в которой форсунки (18) и трубопроводы (13, 17) размещены в упомянутой смоле (20).
7. Система по п. 1, в которой входной фильтр (30) имеет форму цилиндрической чаши, при этом опорная конструкция (10, 11, 12) содержит:
первое опорное кольцо (10), расположенное по периферии основания цилиндрической чаши рядом с входом для воздушного потока осевого компрессора (3),
второе опорное кольцо (11), расположенное по периферии основания цилиндрической чаши на удалении от входа для воздушного потока осевого компрессора (3),
набор L-образных ребер (12), причем короткие сегменты (14) указанных ребер (12) выполнены параллельными и на расстоянии друг от друга и соединяют указанные кольца (10, 11), а длинные сегменты (15) указанных ребер (12) расположены радиально в указанном втором опорном кольце (11) и соединены в центре упомянутого второго кольца.
8. Система по п. 1, в которой форсунки (18) расположены с возможностью впрыска промывочной жидкости в направлении, по существу, параллельном воздушному потоку к входу для воздушного потока осевого компрессора (3) и оси осевого компрессора (3).
9. Система по п. 1, в которой некоторые форсунки представляют собой распылительные форсунки, выполненные с возможностью впрыска промывочной жидкости в распыленном виде, при этом некоторые форсунки представляют собой струйные форсунки, выполненные с возможностью создания непрерывного потока промывочной жидкости.
10. Система по п. 9, в которой указанные распылительные форсунки расположены и выполнены только для неавтономной промывки, а указанные струйные форсунки расположены и выполнены только для автономной промывки.
11. Система по п. 1, в которой система (16) подачи промывочной жидкости содержит блок для фильтрования и/или обработки воды и/или блок для смешивания воды с очищающим веществом.
12. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой система (16) подачи промывочной жидкости содержит систему рециркуляции для рециркуляции по меньшей мере части воды, выходящей из газотурбинного двигателя.
13. Система по п. 12, в которой система (16) подачи воды содержит блок для очищения рециркулированной воды.
14. Газотурбинный двигатель, содержащий:
осевой компрессор (3),
сборную камеру (8), расположенную на входе для воздушного потока осевого компрессора (3),
входной фильтр (30), расположенный в сборной камере (8), предназначенный для защиты компрессора (8) от повреждения инородными объектами и содержащий опорную конструкцию (10, 11, 12) и фильтровальную сетку (19), зафиксированную на опорной конструкции (10, 11, 12),
устройство из форсунок (18) и трубопроводов (13, 17),
систему (16) подачи промывочной жидкости, соединенную с указанным устройством (13, 17, 18) и встроенную в указанную опорную конструкцию (10, 11, 12).
15. Газотурбинный двигатель по п. 14, содержащий систему промывки по любому из пп. 1-13.
16. Способ промывки осевого компрессора (3) газотурбинного двигателя (100), в котором входной фильтр (30) располагают на входе для воздушного потока осевого компрессора (3), при этом в указанный входной фильтр (30) встраивают систему (16) подачи промывочной жидкости.
17. Способ по п. 16, в котором систему (16) подачи промывочной жидкости используют для неавтономной промывки и/или для автономной промывки.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITCO2013A000056 | 2013-11-04 | ||
| IT000056A ITCO20130056A1 (it) | 2013-11-04 | 2013-11-04 | Sistema di lavaggio integrato per motore con turbina a gas. |
| PCT/EP2014/073320 WO2015063206A1 (en) | 2013-11-04 | 2014-10-30 | Integrated washing system for gas turbine engine |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016115931A RU2016115931A (ru) | 2017-12-11 |
| RU2016115931A3 RU2016115931A3 (ru) | 2018-05-14 |
| RU2659641C2 true RU2659641C2 (ru) | 2018-07-03 |
Family
ID=49841715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016115931A RU2659641C2 (ru) | 2013-11-04 | 2014-10-30 | Встроенная система промывки для газотурбинного двигателя |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10697319B2 (ru) |
| EP (1) | EP3066319B1 (ru) |
| JP (1) | JP6634013B2 (ru) |
| KR (1) | KR102256884B1 (ru) |
| CN (1) | CN105658933B (ru) |
| BR (1) | BR112016009046B8 (ru) |
| CA (1) | CA2929070C (ru) |
| IT (1) | ITCO20130056A1 (ru) |
| RU (1) | RU2659641C2 (ru) |
| WO (1) | WO2015063206A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101993744B1 (ko) * | 2017-09-01 | 2019-06-27 | 김용식 | 양수기 물 흡입 호수또는 스프링 쿨러 유압 펌프의 물 흡입 호수의 필터장치 |
| CN108104953A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-01 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种低压压气机叶片清洗装置 |
| KR102139266B1 (ko) * | 2018-11-20 | 2020-07-29 | 두산중공업 주식회사 | 가스터빈 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2178532C2 (ru) * | 1996-05-14 | 2002-01-20 | Дзе Дау Кемикал Компани | Способ и устройство для увеличения мощности в газовых турбинах посредством мокрого сжатия |
| RU2260701C2 (ru) * | 2003-12-08 | 2005-09-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Газотурбинная установка |
| RU2343299C2 (ru) * | 2003-09-25 | 2009-01-10 | Газ Турбин Эффишенси Аб | Форсунка и способ промывки компрессоров газотурбинных установок |
| RU2369762C2 (ru) * | 2006-09-11 | 2009-10-10 | Гэз Тербайн Иффишенси Свиден Аб | Система (варианты) и способ (варианты) для повышения выходной мощности турбины, а также система защиты входного канала газовой турбины от коррозии |
| RU2611104C2 (ru) * | 2012-03-08 | 2017-02-21 | Дженерал Электрик Компани | Способ и система для измерения входного воздушного потока с использованием инертного газа |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1116789A (fr) * | 1953-11-10 | 1956-05-11 | Napier & Son Ltd | Perfectionnements aux compresseurs d'air |
| US4158449A (en) * | 1976-12-07 | 1979-06-19 | Pall Corporation | Inlet air cleaner assembly for turbine engines |
| US4622050A (en) * | 1985-07-22 | 1986-11-11 | Avco Corporation | Air inlet filter for gas turbine engine |
| CN2132009Y (zh) * | 1992-07-13 | 1993-05-05 | 周王淑娟 | 一体成型的电扇罩 |
| US5494006A (en) * | 1995-03-10 | 1996-02-27 | Davis, Jr.; Robert D. | Rotating debris screen for internal combustion engines |
| JP2001200767A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-07-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 過給機空気吸込フィルタの洗浄装置 |
| GB2382847A (en) * | 2001-12-06 | 2003-06-11 | Alstom | Gas turbine wet compression |
| US6659715B2 (en) * | 2002-01-17 | 2003-12-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Axial compressor and method of cleaning an axial compressor |
| CN2661968Y (zh) * | 2003-12-05 | 2004-12-08 | 刘慧彬 | 一种风扇防尘罩 |
| DE602004026362D1 (de) * | 2004-06-14 | 2010-05-12 | Gas Turbine Efficiency Ab | System und vorrichtungen zum sammeln und behandeln von abwässern von motorreinigung |
| US7454913B1 (en) * | 2005-04-29 | 2008-11-25 | Tassone Bruce A | Method and system for introducing fluid into an airstream |
| US20070028947A1 (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-08 | General Electric Company | Gas turbine on-line compressor water wash system |
| JP4929491B2 (ja) * | 2005-08-08 | 2012-05-09 | 進和テック株式会社 | ガスタービン用吸気装置 |
| CN2929284Y (zh) * | 2006-07-31 | 2007-08-01 | 杨国汀 | 风扇过滤网罩 |
| US7571735B2 (en) * | 2006-09-29 | 2009-08-11 | Gas Turbine Efficiency Sweden Ab | Nozzle for online and offline washing of gas turbine compressors |
| CN201347903Y (zh) * | 2009-01-16 | 2009-11-18 | 长春轨道客车股份有限公司 | 直线电机的冷却风机防堵风罩 |
| ES2911692T3 (es) * | 2013-08-23 | 2022-05-20 | American Air Filter Company Inc | Filtro de bote con prefiltración |
| SG11201602221RA (en) * | 2013-10-10 | 2016-04-28 | Ecoservices Llc | Radial passage engine wash manifold |
-
2013
- 2013-11-04 IT IT000056A patent/ITCO20130056A1/it unknown
-
2014
- 2014-10-30 JP JP2016527451A patent/JP6634013B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2014-10-30 CN CN201480060415.6A patent/CN105658933B/zh active Active
- 2014-10-30 KR KR1020167014541A patent/KR102256884B1/ko active IP Right Grant
- 2014-10-30 BR BR112016009046A patent/BR112016009046B8/pt active IP Right Grant
- 2014-10-30 US US15/034,403 patent/US10697319B2/en active Active
- 2014-10-30 CA CA2929070A patent/CA2929070C/en active Active
- 2014-10-30 RU RU2016115931A patent/RU2659641C2/ru active
- 2014-10-30 EP EP14798728.3A patent/EP3066319B1/en active Active
- 2014-10-30 WO PCT/EP2014/073320 patent/WO2015063206A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2178532C2 (ru) * | 1996-05-14 | 2002-01-20 | Дзе Дау Кемикал Компани | Способ и устройство для увеличения мощности в газовых турбинах посредством мокрого сжатия |
| RU2343299C2 (ru) * | 2003-09-25 | 2009-01-10 | Газ Турбин Эффишенси Аб | Форсунка и способ промывки компрессоров газотурбинных установок |
| RU2260701C2 (ru) * | 2003-12-08 | 2005-09-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Газотурбинная установка |
| RU2369762C2 (ru) * | 2006-09-11 | 2009-10-10 | Гэз Тербайн Иффишенси Свиден Аб | Система (варианты) и способ (варианты) для повышения выходной мощности турбины, а также система защиты входного канала газовой турбины от коррозии |
| RU2611104C2 (ru) * | 2012-03-08 | 2017-02-21 | Дженерал Электрик Компани | Способ и система для измерения входного воздушного потока с использованием инертного газа |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016115931A (ru) | 2017-12-11 |
| KR20160082690A (ko) | 2016-07-08 |
| JP6634013B2 (ja) | 2020-01-22 |
| KR102256884B1 (ko) | 2021-05-31 |
| JP2017500469A (ja) | 2017-01-05 |
| EP3066319A1 (en) | 2016-09-14 |
| US20160273381A1 (en) | 2016-09-22 |
| US10697319B2 (en) | 2020-06-30 |
| CA2929070A1 (en) | 2015-05-07 |
| BR112016009046B8 (pt) | 2022-10-18 |
| CN105658933A (zh) | 2016-06-08 |
| BR112016009046B1 (pt) | 2022-03-15 |
| WO2015063206A1 (en) | 2015-05-07 |
| CN105658933B (zh) | 2018-05-15 |
| BR112016009046A2 (ru) | 2017-08-01 |
| EP3066319B1 (en) | 2019-02-20 |
| ITCO20130056A1 (it) | 2015-05-05 |
| RU2016115931A3 (ru) | 2018-05-14 |
| CA2929070C (en) | 2022-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107143388B (zh) | 用于清洁燃气涡轮发动机构件的系统和方法 | |
| US9951647B2 (en) | System and method for in situ cleaning of internal components of a gas turbine engine and a related plug assembly | |
| US6478033B1 (en) | Methods for foam cleaning combustion turbines | |
| CN107143389B (zh) | 用于清洁燃气涡轮发动机构件的干式去垢剂 | |
| WO2002072287A1 (en) | Forced mist cleaning of combustion turbines | |
| RU2659641C2 (ru) | Встроенная система промывки для газотурбинного двигателя | |
| JP2011033022A (ja) | 羽根車カバーとその方法 | |
| KR20080050451A (ko) | 터빈 세척 | |
| KR101321635B1 (ko) | 분사 장치 | |
| KR102120499B1 (ko) | 배기가스 터빈의 세척 장치 | |
| JP2019035400A (ja) | 圧縮機円周方向流体分配システム | |
| JP2007533899A (ja) | 清掃装置 | |
| CN114251177A (zh) | 用于从组装的翼上燃气涡轮发动机的部件清洁沉积物的系统和方法 | |
| RU2774255C1 (ru) | Аэродинамические компоненты статора с соплами и способы очистки турбомашины | |
| US20160169117A1 (en) | Systems and methods for compressor anticorrosion treatment using cooling water system | |
| US10975774B2 (en) | Systems and methods for compressor anticorrosion treatment |