RU2774255C1 - Aerodynamic components of the stator with nozzles and methods for cleaning the turbomachine - Google Patents
Aerodynamic components of the stator with nozzles and methods for cleaning the turbomachine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774255C1 RU2774255C1 RU2021120439A RU2021120439A RU2774255C1 RU 2774255 C1 RU2774255 C1 RU 2774255C1 RU 2021120439 A RU2021120439 A RU 2021120439A RU 2021120439 A RU2021120439 A RU 2021120439A RU 2774255 C1 RU2774255 C1 RU 2774255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbomachine
- stator
- nozzles
- aerodynamic component
- component
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 33
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 33
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION
[0001] Описанный в настоящем документе объект изобретения относится к аэродинамическим компонентам статора с соплами и способам очистки турбомашины, а также к турбомашинам, содержащим один или более таких компонентов и/или очищаемым такими способами. [0001] The subject matter described herein relates to nozzle stator aerodynamic components and methods for cleaning a turbomachine, as well as turbomachines comprising and/or being cleaned by such methods.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] Турбомашины, например ротационные компрессоры и роторные турбины, представляют собой машины, выполненные с возможностью обработки рабочего флюида, протекающего внутри пути потока во время работы машины. Турбина передает энергию от рабочего флюида к ротору машины. Компрессор передает энергию от ротора машины к рабочему флюиду. Путь потока частично определяют поверхности ротора машины и частично поверхности статора машины. [0002] Turbomachines, such as rotary compressors and rotary turbines, are machines configured to process a working fluid flowing within the flow path during operation of the machine. The turbine transfers energy from the working fluid to the rotor of the machine. The compressor transfers energy from the machine rotor to the working fluid. The flow path is partly determined by the machine rotor surfaces and partly by the machine stator surfaces.
[0003] Во время работы турбомашина, в частности поверхности, ограничивающие ее путь потока, загрязняются; это особенно касается турбомашин, используемых в нефтегазовой промышленности. Из композиции рабочего флюида, и/или из веществ, или капель, или частиц, переносимых рабочим флюидом, могут образовываться загрязнения. Грязь даже способна прочно прилипать к поверхностям, ограничивая путь потока; типичными поверхностями, подверженными загрязнению, являются аэродинамические поверхности (вращающихся) лопаток и (неподвижных) лопастей турбомашины. [0003] During operation, the turbomachine, in particular the surfaces delimiting its flow path, become contaminated; this is especially true for turbomachines used in the oil and gas industry. Contaminants can form from the working fluid composition and/or from the substances or droplets or particles carried by the working fluid. Dirt is even capable of firmly adhering to surfaces, restricting the flow path; typical surfaces subject to contamination are the airfoils of (rotating) blades and (stationary) blades of a turbomachine.
[0004] Решение для очистки газотурбинного компрессора известно из заявки на патент США, опубликованной под номером US 2007/0028947 A1. В соответствии с данным решением узел промывки расположен у раструба компрессора перед его распорками и включает ряд сопел, выпускающих капли воды. [0004] A solution for cleaning a gas turbine compressor is known from US patent application US 2007/0028947 A1. In accordance with this solution, the flushing unit is located at the compressor bell in front of its struts and includes a number of nozzles that release water droplets.
[0005] Узел промывки, расположенный у раструба компрессора перед его распорками, прост в установке, поскольку раструб достаточно велик и легкодоступен благодаря расположению на впускном отверстии машины. [0005] The flushing assembly, located at the compressor bell in front of its struts, is easy to install because the bell is large enough and easily accessible due to its location on the inlet of the machine.
[0006] Однако узел промывки, расположенный у раструба компрессора перед его распорками, полностью эффективен только для очистки распорок. [0006] However, the flushing unit, located at the bell of the compressor in front of its struts, is only fully effective for cleaning the struts.
[0007] Соответственно, было бы желательно иметь систему очистки и способ, обеспечивающие эффективную очистку (неподвижных) лопастей и/или (вращающихся) лопаток турбомашины, предпочтительно также (неподвижных) лопастей и/или (вращающихся) лопаток вдали от впускного отверстия турбомашины. [0007] Accordingly, it would be desirable to have a cleaning system and method that effectively cleans the (stationary) blades and/or (rotating) blades of a turbomachine, preferably also the (stationary) blades and/or (rotating) blades away from the inlet of the turbomachine.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0008] В соответствии с одним аспектом описанный в настоящем документе объект изобретения относится к аэродинамическому компоненту статора для расположения внутри пути потока рабочей текучей среды турбомашины; причем компонент содержит: трубопровод, выполненный с возможностью приема жидкости из трубки, и одно или более сопел, находящихся в соединении по текучей среде с указанным трубопроводом и выполненных с возможностью впрыскивания жидкости в путь потока; при этом компонент дополнительно содержит съемную часть, а одно или более сопел расположены в съемной части. [0008] In accordance with one aspect, the subject matter described herein relates to an aerodynamic stator component for positioning within a turbomachine working fluid flow path; the component comprising: a conduit configured to receive fluid from the tube and one or more nozzles in fluid communication with said conduit and configured to inject fluid into the flow path; wherein the component further comprises a removable part, and one or more nozzles are located in the removable part.
[0009] В соответствии с другим аспектом описанный в настоящем документе объект изобретения относится к аэродинамическому компоненту статора для расположения внутри пути потока рабочей текучей среды турбомашины; причем компонент содержит: трубопровод, выполненный с возможностью приема жидкости из трубки, и одно или более сопел, находящихся в соединении по текучей среде с указанным трубопроводом и выполненных с возможностью впрыскивания жидкости в путь потока; при этом одно или более сопел расположены внутри относительно стоек, выступающих от аэродинамических поверхностей аэродинамического компонента статора. [0009] In accordance with another aspect, the subject matter described herein relates to an aerodynamic stator component for positioning within a turbomachine working fluid flow path; the component comprising: a conduit configured to receive fluid from the tube and one or more nozzles in fluid communication with said conduit and configured to inject fluid into the flow path; wherein one or more nozzles are located inside relative to the posts protruding from the aerodynamic surfaces of the aerodynamic component of the stator.
[0010] Аэродинамические компоненты статора, описанные в настоящем документе, могут быть использованы для впрыскивания промывочной жидкости, например воды, в частности деминерализованной воды, и, возможно, моющего средства; однако они могут быть использованы и для выброса других жидкостей, подходящих для конкретных применений в турбомашине. [0010] The stator aerodynamic components described herein can be used to inject a flushing fluid, such as water, in particular demineralized water, and possibly detergent; however, they can also be used to eject other fluids suitable for particular turbomachine applications.
[0011] В соответствии с другим аспектом описанный в настоящем документе объект изобретения относится к способу очистки турбомашины; причем способ включает этап промывки лопаток и/или лопастей турбомашины путем впрыскивания промывочной жидкости из по меньшей мере одного аэродинамического компонента статора, расположенного в пути потока рабочей текучей среды турбомашины. [0011] In accordance with another aspect, the subject matter described herein relates to a method for cleaning a turbomachine; and the method includes the step of washing the blades and/or blades of the turbomachine by injecting a washing liquid from at least one stator aerodynamic component located in the flow path of the working fluid of the turbomachine.
[0012] В соответствии с другим аспектом описанный в настоящем документе объект изобретения относится к турбомашине, содержащей по меньшей мере один аэродинамический компонент статора; причем аэродинамический компонент статора расположен внутри пути потока рабочей текучей среды турбомашины; при этом компонент содержит: трубопровод, выполненный с возможностью приема жидкости из трубки, и одно или более сопел, находящихся в соединении по текучей среде с указанным трубопроводом и выполненных с возможностью впрыскивания жидкости в путь потока. [0012] According to another aspect, the subject matter described herein relates to a turbomachine comprising at least one stator aerodynamic component; wherein the aerodynamic component of the stator is located within the working fluid flow path of the turbomachine; wherein the component comprises: a pipeline configured to receive liquid from the tube, and one or more nozzles in fluid communication with said pipeline and configured to inject liquid into the flow path.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ BRIEF DESCRIPTION OF GRAPHICS
[0013] Более полную оценку описанных вариантов осуществления изобретения и многих сопутствующих ему преимуществ можно легко получить и лучше понять изобретение в ходе изучения следующего подробного описания, рассматриваемого в связи с сопровождающими его чертежами, причем: [0013] A more complete appreciation of the described embodiments of the invention and many of its attendant advantages can be easily obtained and a better understanding of the invention in the course of studying the following detailed description, considered in connection with the accompanying drawings, and:
на Фиг. 1 представлен частичный схематический вид в продольном сечении одного варианта осуществления турбомашины, а именно компрессора;in Fig. 1 is a partial schematic longitudinal sectional view of one embodiment of a turbomachine, namely a compressor;
на Фиг. 2 представлен схематический вид в поперечном сечении первого варианта осуществления распорки турбомашины, показанной на Фиг. 1;in Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of the first embodiment of the turbomachine brace shown in FIG. one;
на Фиг. 3 представлен схематический вид в поперечном сечении второго варианта осуществления распорки турбомашины, показанной на Фиг. 1;in Fig. 3 is a schematic cross-sectional view of the second embodiment of the turbomachine brace shown in FIG. one;
на Фиг. 4 представлен схематический вид в поперечном сечении третьего варианта осуществления распорки турбомашины, показанной на Фиг. 1;in Fig. 4 is a schematic cross-sectional view of a third embodiment of the turbomachine brace shown in FIG. one;
на Фиг. 5 представлен схематический вид спереди в разрезе варианта осуществления распорок турбомашины, показанной на Фиг. 1;in Fig. 5 is a schematic front sectional view of an embodiment of the struts of the turbomachine shown in FIG. one;
на Фиг. 6 представлен схематический вид в поперечном сечении первого варианта осуществления (неподвижной) лопасти и варианта осуществления комплекта (вращающихся) лопаток турбомашины, показанной на Фиг. 1;in Fig. 6 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of a (fixed) blade and an embodiment of a set of (rotating) blades of the turbomachine shown in FIG. one;
на Фиг. 7 представлен схематический вид в поперечном сечении второго варианта осуществления (неподвижной) лопасти и варианта осуществления комплекта (вращающихся) лопаток турбомашины, показанной на Фиг. 1;in Fig. 7 is a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the (fixed) blade and an embodiment of the (rotating) blade assembly of the turbomachine shown in FIG. one;
на Фиг. 8 представлен схематический вид в поперечном сечении третьего варианта осуществления (неподвижной) лопасти и варианта осуществления комплекта (вращающихся) лопаток турбомашины, показанной на Фиг. 1;in Fig. 8 is a schematic cross-sectional view of a third embodiment of a (fixed) blade and an embodiment of a set of (rotating) blades of the turbomachine shown in FIG. one;
на Фиг. 9 представлен схематический вид в поперечном сечении четвертого варианта осуществления распорки турбомашины, показанной на Фиг. 1;in Fig. 9 is a schematic cross-sectional view of the fourth embodiment of the turbomachine brace shown in FIG. one;
на Фиг. 10 представлен схематический вид в поперечном сечении пятого варианта осуществления распорки турбомашины, показанной на Фиг. 1; иin Fig. 10 is a schematic cross-sectional view of the fifth embodiment of the turbomachine brace shown in FIG. one; and
на Фиг. 11 показана блок-схема варианта осуществления способа очистки.in Fig. 11 shows a block diagram of an embodiment of a purification method.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
[0014] Для очистки загрязненной поверхности можно распылять на поверхность промывочную жидкость, например воду, из одного или более сопел. Очистка является очень эффективной, если сопло находится очень близко к очищаемой поверхности. Отложения грязи на лопатках нарушают аэродинамический поток вокруг них, что приводит к снижению эффективности всей турбины; кроме того, неравномерные отложения грязи на лопатках могут стать причиной вибрации; таким образом, эффективная промывка лопаток является преимуществом. [0014] To clean a contaminated surface, a washing liquid, such as water, can be sprayed onto the surface from one or more nozzles. Cleaning is very effective if the nozzle is very close to the surface to be cleaned. Dirt deposits on the blades disrupt the aerodynamic flow around them, resulting in a reduction in the efficiency of the entire turbine; in addition, uneven deposits of dirt on the blades can cause vibration; thus, efficient cleaning of the blades is an advantage.
[0015] В турбомашине распорка или (неподвижная) лопасть расположена вблизи набора (вращающихся) лопаток, находящихся сразу за распоркой или лопастью. При вращении ротора расстояние между лопаткой набора лопаток и распоркой или лопастью сначала уменьшается, достигает минимального значения, а затем увеличивается. Точнее, во время вращения ротора расстояние между областью передней кромки лопатки набора лопаток и областью задней кромки распорки или лопасти сначала уменьшается, достигает минимального значения, а затем увеличивается. [0015] In a turbomachine, a strut or (fixed) vane is located proximate a set of (rotating) vanes immediately behind the strut or vane. As the rotor rotates, the distance between the blade of the blade set and the spacer or blade first decreases, reaches a minimum value, and then increases. More precisely, during the rotation of the rotor, the distance between the leading edge region of the blade of the set of blades and the region of the trailing edge of the spacer or blade first decreases, reaches a minimum value, and then increases.
[0016] Как описано в настоящем документе, было обнаружено, что специально спроектированный аэродинамический компонент статора, например распорку или (неподвижную) лопасть, оснащенную по меньшей мере одним соплом, можно для обеспечения преимущества использовать для впрыскивания промывочной жидкости из по меньшей мере одного сопла, которое омывает (вращающиеся) лопатки и/или (неподвижные) лопасти ниже по потоку, предпочтительно непосредственно ниже по потоку от распорки или лопасти. Сопла для впрыскивания промывочной жидкости могут быть расположены в области задней кромки аэродинамического компонента статора, что дает преимущество. [0016] As described herein, it has been found that a specially designed stator aerodynamic component, such as a strut or a (fixed) vane, equipped with at least one nozzle can advantageously be used to inject flush fluid from at least one nozzle, which bathes the (rotating) vanes and/or (stationary) vanes downstream, preferably immediately downstream of the brace or vane. The flush fluid injection nozzles can be located in the region of the trailing edge of the stator aerodynamic component, which is advantageous.
[0017] Поскольку распорка или лопасть неподвижны, промывочную жидкость можно легко подавать на распорку или лопасть непрерывно, например, через трубку системы подачи, которая может располагаться снаружи турбомашины. [0017] Since the strut or vane is stationary, the flushing liquid can be easily supplied to the strut or vane continuously, for example, through a supply pipe, which may be located outside the turbomachine.
[0018] Применение вариантов осуществления нового аэродинамического компонента статора отличается от традиционных способов промывки турбомашин, в которых промывка выполняют извне турбомашины. Преимуществом является то, что варианты осуществления нового аэродинамического компонента статора и способа «внутренней» промывки турбомашины могут быть использованы для любых (вращающихся) лопаток и/или (неподвижных) лопастей, даже если они расположены далеко от впускного отверстия и выпускного отверстия турбомашины, поскольку система очистки (например, по меньшей мере аэродинамический компонент статора, оснащенный по меньшей мере одним промывочным соплом) интегрирована в компоненты, считающиеся стандартными для турбомашины, и/или соответствует внутренним размерам / пространственному объему турбомашины для очистки изнутри (или внутренней части) турбомашины. [0018] The use of embodiments of the new stator aerodynamic component differs from traditional turbomachine washing methods in which washing is performed from outside the turbomachine. Advantageously, embodiments of the new stator aerodynamic component and turbomachine "internal" flushing method can be used for any (rotating) blades and/or (stationary) blades, even if they are located far from the inlet and outlet of the turbomachine, since the system cleaning (e.g., at least an aerodynamic stator component equipped with at least one flushing nozzle) is integrated into components considered standard for a turbomachine and/or matches the internal dimensions/space volume of the turbomachine to clean the inside (or interior) of the turbomachine.
[0019] Ниже будут даны подробные ссылки на варианты осуществления описания, один или более примеров которого проиллюстрированы на чертежах. Каждый из примеров приводится для пояснения описания, а не ограничения настоящего описания. В сущности, специалистам в данной области должно быть очевидно, что в рамках настоящего описания можно создавать различные модификации и вариации без отступления от объема или сущности данного описания. Ссылка в данном описании на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» или «некоторые варианты осуществления» означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанные в связи с вариантом осуществления, включены в по меньшей мере один вариант осуществления описанного объекта изобретения. Таким образом, появление фразы «в одном варианте осуществления», «в варианте осуществления» или «в некоторых вариантах осуществления» в различных местах во всем данном описании не обязательно относится к одному (-им) и тому (тем) же варианту (-ам) осуществления изобретения. Кроме того, конкретные признаки, структуры или характеристики можно комбинировать любым приемлемым способом в одном или более вариантах осуществления. [0019] Below will be given detailed reference to embodiments of the description, one or more examples of which are illustrated in the drawings. Each of the examples is provided to clarify the description and not to limit the present description. As such, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made within the scope of this disclosure without departing from the scope or spirit of this disclosure. Reference in this specification to "one embodiment" or "an embodiment" or "some embodiments" means that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with an embodiment is included in at least one embodiment of the described subject matter. Thus, the occurrence of the phrase "in one embodiment", "in an embodiment" or "in some embodiments" in various places throughout this specification does not necessarily refer to one(s) and the same(s) ) implementation of the invention. In addition, specific features, structures, or characteristics can be combined in any suitable manner in one or more embodiments.
[0020] При представлении элементов различных вариантов осуществления формы единственного и множественного числа и слово «указанный» предназначены для обозначения того, что существуют один или более элементов. Термины «содержащий», «включающий в себя» и «имеющий» предназначены для указания включения и означают, что помимо перечисленных элементов могут существовать дополнительные элементы. [0020] When representing elements of various embodiments, the singular and plural forms and the word "specified" are intended to indicate that one or more elements exist. The terms "comprising", "including" and "having" are intended to indicate inclusion and mean that additional elements may exist in addition to the listed elements.
[0021] Обратимся теперь к чертежам: на Фиг. 1 показан частичный схематический вид в продольном сечении варианта осуществления турбомашины, а именно компрессора 1000. [0021] Referring now to the drawings: FIG. 1 shows a partial schematic longitudinal sectional view of an embodiment of a turbomachine, namely a
[0022] Компрессор 1000 разделен на секцию 100 раструба и секцию 200 сжатия. Секция 100 заключена в корпус 110 секции раструба, который является частью статора компрессора. Секция 200 заключена в корпус 210 секции сжатия, который является частью статора компрессора. Корпуса 110 и 210 соединены друг с другом и могут представлять собой единое целое или состоять из множества частей, закрепленных между собой. Путь 500 потока проходит внутри компрессора 1000. Ось вращения компрессора 1000 обозначена символами XX. [0022] The
[0023] Секция 100 раструба включает в себя набор распорок 130, которые являются частями статора компрессора. [0023] The
[0024] Секция 200 сжатия включает в себя лопасти статора и лопатки ротора. В частности, в направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию, т. е. от стороны низкого давления компрессора (на Фиг. 1 слева) к стороне высокого давления компрессора (на Фиг. 1 справа), расположен первый набор лопастей 230, первый набор лопаток 240 (первой ступени сжатия компрессора), второй набор лопастей 250, второй набор лопаток 260 (второй ступени сжатия компрессора). Лопасти 230 и 250 являются частями статора, а лопатки 240 и 260 являются частями ротора. [0024] The
[0025] Путь 500 потока частично образован аэродинамическими поверхностями распорок 130, лопастями 230 и 250, лопатками 240 и 260; другими словами, данные аэродинамические компоненты расположены на пути 500 потока рабочей текучей среды турбомашины 1000. [0025] The
[0026] В соответствии с вариантом осуществления, показанным на Фиг. 1, компрессор 1000 включает в себя два узла очистки: один в секции 100 раструба и один в секции 200 сжатия. Следует отметить, что в соответствии с модификациями данного варианта осуществления предусмотрен только один узел очистки (например, только один узел в секции 100 раструба или только один узел в секции 200 сжатия), или три узла очистки (т. е. один узел в секции 100 раструба и два узла в секции 200 сжатия, по одному на каждую ступень сжатия компрессора), или даже больше узлов очистки. [0026] In accordance with the embodiment shown in FIG. 1,
[0027] Первый узел очистки, показанный на Фиг. 1, включает в себя трубопровод 134 и, например, три сопла 135, соединенные по текучей среде с трубопроводом 134 через, например, три канала 136. Промывочная жидкость поступает в трубопровод 134 из трубки 120; в частности, трубопровод 134 расположен полностью внутри относительно распорки 130, а трубка 120 подведена снаружи компрессора 1000, проходит через корпус 110 и достигает трубопровода 134. Впрыскивание промывочной жидкости в путь 500 потока осуществляют с помощью сопел. Следует отметить, что в соответствии с модификациями данного варианта осуществления количество сопел может различаться, но составляет более одного. [0027] The first cleaning unit shown in FIG. 1 includes
[0028] Как можно понять по Фиг. 5, компрессор 1000 имеет несколько распорок 130, а именно шесть распорок. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, по меньшей мере одна из распорок имеет трубопровод и одно или более сопел; однако предпочтительно, чтобы данная конфигурация была аналогична еще одной, или двум, или трем, или более или всем распоркам (как показано на Фиг. 5). [0028] As can be understood from FIG. 5, the
[0029] Промывочная жидкость, впрыскиваемая из сопел 135, очень эффективна для очистки лопастей 230 турбомашины 1000, расположенных непосредственно ниже по потоку от распорок 130 турбомашины 1000. Промывочная жидкость, впрыскиваемая из сопел 135, также эффективна для очистки лопаток 240 турбомашины 1000, которые, в свою очередь, расположены непосредственно ниже по потоку от лопастей 230 турбомашины 1000. [0029] The washing liquid injected from the
[0030] Второй узел очистки, показанный на Фиг. 1, включает в себя трубопровод 254 и, например, два сопла 255, соединенные по текучей среде с трубопроводом 254 через, например, два канала 256. Промывочная жидкость поступает в трубопровод 254 из трубки 220; в частности, трубопровод 254 расположен полностью внутри относительно лопасти 250, а трубка 220 подведена снаружи компрессора 1000, проходит через корпус 210 и достигает трубопровода 254. Впрыскивание промывочной жидкости в путь 500 потока осуществляют с помощью сопел. Следует отметить, что в соответствии с модификациями данного варианта осуществления количество сопел может различаться, но составляет более одного. [0030] The second cleaning unit shown in FIG. 1 includes
[0031] Как можно понять, компрессор 1000 имеет набор лопастей 250. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, по меньшей мере одна из лопастей 250 имеет трубопровод и одно или более сопел, однако предпочтительно, чтобы данная конфигурация была аналогична еще одной или более или всем лопастям. [0031] As can be understood,
[0032] Промывочная жидкость, впрыскиваемая из сопел 255, очень эффективна для очистки лопастей 260 турбомашины 1000, расположенных непосредственно ниже по потоку от лопастей 250 турбомашины 1000. [0032] The washing liquid injected from the
[0033] Из вышеизложенного очевидно, что аэродинамический компонент статора, содержащий узел очистки, может представлять собой распорку раструба (например, распорку 130), или входную направляющую лопасть (например, лопасть 230), или промежуточную направляющую лопасть (например, лопасть 250). [0033] From the foregoing, it is clear that the stator aerodynamic component containing the cleaning assembly can be a bell brace (for example, brace 130), or an input guide vane (for example, vane 230), or an intermediate guide vane (for example, vane 250).
[0034] Как показано на Фиг. 2 и Фиг. 3 и Фиг. 4, аэродинамический компонент статора, например распорка 130, может быть разделен на область 131 передней кромки, область 132 задней кромки и промежуточную область 133. В соответствии с этими вариантами осуществления сопла 135-2, 135-3, 135-4 компонента расположены в области 132 задней кромки таким образом, чтобы находиться в оптимальном положении для эффективного впрыскивания промывочной жидкости; однако сопла 135-2, 135-3, 135-4 расположены иначе, как объяснено ниже. В соответствии с этими вариантами осуществления трубопровод 134 компонента расположен в области 131 передней кромки, где достаточно места для расположения даже большой распорки; причем следует отметить, что положение трубопровода 134 на этих трех фигурах является одинаковым, но может различаться согласно другим вариантам осуществления. [0034] As shown in FIG. 2 and FIG. 3 and FIG. 4, the aerodynamic component of the stator, such as the
[0035] Как показано на Фиг. 2, имеется по меньшей мере одно сопло 135-2 (для приема промывочной жидкости из канала 136-2), выполненное с возможностью впрыскивания промывочной жидкости в направлении ED-2 впрыскивания, соответствующем направлению FD потока пути 500 потока; для угла предусмотрен допуск +/-5°. В этом случае сопло находится на конце области 132 задней кромки. [0035] As shown in FIG. 2, there is at least one nozzle 135-2 (for receiving the washing liquid from the channel 136-2) configured to inject the washing liquid in the injection direction ED-2 corresponding to the flow direction FD of the
[0036] Как показано на Фиг. 3, имеется по меньшей мере одно сопло 135-3 (для приема промывочной жидкости из канала 136-3), выполненное с возможностью впрыскивания промывочной жидкости в направлении ED-3 впрыскивания, расположенном под углом к направлению потока FD пути 500 потока, причем угол наклона находится в диапазоне от -5° до -90°; для угла предусмотрен допуск +/-5°. В этом случае сопло находится на первой боковой поверхности области 132 задней кромки. [0036] As shown in FIG. 3, there is at least one nozzle 135-3 (for receiving flushing liquid from channel 136-3) configured to inject flushing fluid in the injection direction ED-3 at an angle to the flow direction FD of the
[0037] Как показано на Фиг. 4, имеется по меньшей мере одно сопло 135-4 (для приема промывочной жидкости из канала 136-4), выполненное с возможностью впрыскивания промывочной жидкости в направлении ED-4 впрыскивания, расположенном под углом к направлению потока FD пути 500 потока, причем угол наклона находится в диапазоне от +5° до +90°; для угла предусмотрен допуск +/-5°. В этом случае сопло находится на второй боковой поверхности области 132 задней кромки. [0037] As shown in FIG. 4, there is at least one nozzle 135-4 (for receiving flushing fluid from channel 136-4) configured to inject flushing fluid in the injection direction ED-4 at an angle to the flow direction FD of the
[0038] Следует отметить, что сопло может быть выполнено с возможностью впрыскивания жидкости в разных направлениях, т. е. впрыскиваемая жидкость принимает вид широкого конуса; в альтернативном варианте форма широкого конуса впрыскиваемой жидкости может быть достигнута комбинацией работы комплекта сопел, установленных на компоненте. [0038] It should be noted that the nozzle can be configured to inject liquid in different directions, i.e., the injected liquid takes the form of a wide cone; alternatively, the shape of the wide cone of the injected liquid can be achieved by a combination of the operation of a set of nozzles mounted on the component.
[0039] Дополнительно следует отметить, что сопла одного и того же компонента могут быть выполнены с возможностью впрыскивания жидкости в разных направлениях. Например, как показано на Фиг. 1, верхнее (первое радиальное положение) сопло распорки 130 может впрыскивать жидкость в первом направлении, среднее сопло (второе радиальное положение) распорки 130 может впрыскивать жидкость во втором направлении, а нижнее сопло (третье радиальное положение) распорки 130 может впрыскивать жидкость в третьем направлении. [0039] Additionally, it should be noted that the nozzles of the same component can be configured to inject liquid in different directions. For example, as shown in FIG. 1, the upper (first radial position) nozzle of the
[0040] Как показано на Фиг. 2, Фиг. 3 и Фиг. 4 компонент имеет съемную часть 137-2, 137-3, 137-4, а сопла 135-2, 135-3, 135-4 расположены в съемной части 137-2, 137-3, 137-4. Как правило, в вариантах осуществления, отличных от показанных на этих фигурах, сопла узла очистки и/или трубопровод узла очистки могут быть расположены в съемной части. Съемная часть может быть использована для упрощения ремонта компрессора 1000. Съемная часть может быть использована для упрощения настройки компрессора 1000 в соответствии с требованиями, например, заказчика; фактически, например, корпус распорки 130 на этих фигурах остается неизменным, и можно легко установить на корпус деталь 137-2, или деталь 137-3, или деталь 137-4 на основании заявки или требования. [0040] As shown in FIG. 2, Fig. 3 and FIG. 4, the component has a removable part 137-2, 137-3, 137-4, and nozzles 135-2, 135-3, 135-4 are located in the removable part 137-2, 137-3, 137-4. As a rule, in embodiments other than those shown in these figures, the nozzles of the cleaning unit and/or the pipeline of the cleaning unit can be located in a removable part. The detachable part can be used to simplify the repair of the
[0041] На Фиг. 5 показано возможное расположение множества сопел на распорках 130 компрессора 1000, показанного на Фиг. 1. Сопла расположены на концах областей задней кромки распорок. Также сопла 137 расположены на внутренней стенке, ограничивающей путь 500 потока в секции 100 раструба. Кроме того, сопла 138 расположены на внешней стенке, ограничивающей проток 500 в секции раструба 100. Эти три варианта расположения можно комбинировать любым возможным способом независимо от расположения, показанного на Фиг. 5. [0041] In FIG. 5 shows a possible arrangement of a plurality of nozzles on
[0042] Следует отметить, что даже если это не показано на какой-либо фигуре, сопла могут быть расположены на внутренней и/или внешней стенке, ограничивающей путь 500 потока, в положениях, отличных от положения раструба. В этом случае они могут быть расположены между первой ступенью (например, лопатками 240) компрессора 1000 и последней ступенью (например, лопатками 260) компрессора 1000, например вблизи лопастей (например, лопастей 250). [0042] It should be noted that even if not shown in any figure, the nozzles may be located on the inner and/or outer wall delimiting the
[0043] На Фиг. 6, Фиг. 7 и Фиг. 8 показаны три варианта осуществления неподвижной лопасти 250, а именно 250-6, 250-7 и 250-8, и их влияние на вращающиеся лопатки 260 ступени сжатия компрессора 1000. Стрелкой R показано направление вращения лопаток 260. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 6, сопло 135-6 расположено на конце задней кромки; оно впрыскивает промывочную жидкость в направлении ED-6 впрыскивания, соответствующем направлению FD потока пути 500 потока. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 7, сопло 135-7 расположено на конце задней кромки и впрыскивает промывочную жидкость в направлении ED-7 впрыскивания, под наклоном к направлению потока FD пути 500 потока, причем угол наклона A-7 приблизительно составляет, например, -15°. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 8, сопло 135-8 расположено на конце задней кромки и впрыскивает промывочную жидкость в направлении ED-8 впрыскивания, под наклоном к направлению потока FD пути 500 потока, причем угол наклона A-8 приблизительно составляет, например, +15°. [0043] In FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8 shows three embodiments of fixed
[0044] Сопла 135-6, 135-7, 135-8 впрыскивают промывочную жидкость таким образом, чтобы она достигала лопаток 260; в частности, впрыскивание из одного сопла достигает только одной лопатки за раз (или ограниченного числа лопастей за раз, например двух или трех или четырех). В соответствии с этими вариантами осуществления сопла 135-6, 135-7, 135-8 впрыскивают промывочную жидкость так, чтобы она достигала как стороны нагнетания, так и стороны всасывания лопаток 260; на Фиг. 6 промывочная жидкость достигает участка от V до P1-6 стороны всасывания, а также участка от V до P2-6 стороны нагнетания; на Фиг. 7 промывочная жидкость достигает участка от V до P1-7 (то есть всей) стороны всасывания, и (небольшого) участка от V до P2-7 стороны нагнетания; на Фиг. 8 промывочная жидкость достигает (небольшого) участка от V до P1-8 стороны всасывания, а также участка от V до P2-8 (всей) стороны нагнетания. Как правило, количество промывочной жидкости, достигающее стороны нагнетания, может быть равно или отличаться от количества промывочной жидкости, достигающей стороны всасывания. [0044] The nozzles 135-6, 135-7, 135-8 inject the washing liquid so that it reaches the
[0045] Из приведенного выше описания очевидно, что способы очистки, описанные в настоящем документе, обеспечивают промывку лопаток и/или лопастей турбомашины путем впрыскивания промывочной жидкости из по меньшей мере одного аэродинамического компонента статора, расположенного в пути потока рабочей текучей среды турбомашины; в частности, впрыскивание промывочной жидкости производят из одного или более сопел по меньшей мере одного аэродинамического компонента статора. Лопатки могут представлять собой лопатки первой ступени турбомашины и/или лопатки промежуточной ступени турбомашины и/или лопатки последней ступени турбомашины. Лопасти могут представлять собой лопасти первого набора лопастей турбомашины и/или лопасти промежуточного набора лопастей турбомашины и/или лопасти последнего набора лопастей турбомашины. [0045] It is apparent from the above description that the cleaning methods described herein provide for washing the blades and/or vanes of a turbomachine by injecting a washing liquid from at least one stator aerodynamic component located in the turbomachine working fluid flow path; in particular, the flushing liquid is injected from one or more nozzles of at least one stator aerodynamic component. The blades may be first stage turbomachine blades and/or intermediate turbomachine stage blades and/or last turbomachine stage blades. The blades may be the blades of the first set of turbomachine blades and/or the blades of the intermediate set of turbomachine blades and/or the blades of the last set of turbomachine blades.
[0046] Аэродинамические компоненты статора, описанные в настоящем документе, могут быть использованы для впрыскивания промывочной жидкости, например воды, в частности деминерализованной воды, и, возможно, моющего средства. Композиция промывочной жидкости может зависеть от периода (например, рабочий или нерабочий режим) и/или места проведения очистки. Однако аэродинамические компоненты статора, описанные в настоящем документе, могут быть использованы для впрыскивания других жидкостей, используемых для конкретных применений в турбомашине. [0046] The stator aerodynamic components described herein can be used to inject a flushing fluid, such as water, in particular demineralized water, and possibly detergent. The composition of the washing liquid may depend on the period (eg, operating or non-operating mode) and/or the location of the cleaning. However, the stator aerodynamic components described herein can be used to inject other fluids used for specific turbomachine applications.
[0047] Описанный в настоящем документе способ очистки может быть выполнен во время работы и/или в автономном режиме. Другими словами, сопла в аэродинамических компонентах статора могут быть приведены в действие, когда турбомашина работает или не работает (но вращается), а также и в рабочем, и в нерабочем режиме. [0047] The cleaning method described herein can be performed on-line and/or offline. In other words, the nozzles in the aerodynamic components of the stator can be activated when the turbomachine is running or not running (but rotating), as well as in operation and in idle mode.
[0048] Промывочная жидкость может впрыскиваться, например, непрерывно или периодически. [0048] The washing liquid may be injected, for example, continuously or intermittently.
[0049] Во время очистки, описанной в настоящем документе, при промывке лопаток и/или лопастей можно задавать или регулировать по меньшей мере, один параметр. Такой параметр может представлять собой, например, температуру промывочной жидкости, давление промывочной жидкости, композицию промывочной жидкости, скорость впрыскивания промывочной жидкости, направление впрыскивания промывочной жидкости. [0049] During the cleaning described herein, when washing the blades and/or blades, at least one parameter can be set or adjusted. Such a parameter may be, for example, washing liquid temperature, washing liquid pressure, washing liquid composition, washing liquid injection rate, washing liquid injection direction.
[0050] На Фиг. 9 и Фиг. 10 показаны варианты осуществления аэродинамического компонента статора, в частности распорки, турбомашины, показанной на Фиг. 1, причем соединение по текучей среде между соплом и трубопроводом соответствует исключительным случаям. [0050]In Fig. 9 and Fig. ten shows embodiments of the aerodynamic component of the stator, in particular the strut, of the turbomachine shown in FIG. 1, with the fluid connection between the nozzle and the pipeline corresponding to exceptional cases.
[0051] На Фиг. 9 трубопровод 134-9 непосредственно соединен по текучей среде с соплом 135-9, впрыскивающим промывочную жидкость в направлении ED-9; другими словами, соединительный канал имеет длину, равную нулю (т. е. соединительный канал отсутствует); причем трубопровод имеет приблизительно такую же площадь поперечного сечения, что и аэродинамический компонент статора. [0051] In FIG. 9, conduit 134-9 is in direct fluid communication with nozzle 135-9 injecting flushing fluid in direction ED-9; in other words, the connection channel has a length equal to zero (i.e., there is no connection channel); moreover, the pipeline has approximately the same cross-sectional area as the aerodynamic component of the stator.
[0052] На Фиг. 10 трубопровод 134 соединен по текучей среде с по меньшей мере двумя соплами 135-10, впрыскивающими промывочную жидкость в направлении ED-10 через длинный канал 136-10, который, в частности, разветвлен (первое ответвление подведено к первому соплу 135-10, а второе ответвление подведено ко второму соплу 135-10); сопла 135-10 расположены соответственно на стойках 139, которые могут выступать от аэродинамической поверхности аэродинамического компонента статора (первое ответвление расположено внутри относительно первой стойки, а второе ответвление расположено внутри относительно второй стойки) и которые могут иметь аэродинамическое поперечное сечение, например, меньше поперечного сечения компонента (как показано, например, на Фиг. 10). Стойки 139 могут быть выполнены с возможностью перемещения (например, они могут вращаться и/или смещаться) так, чтобы они могли располагаться внутри относительно аэродинамического компонента статора, если они не используются для впрыскивания жидкости. Преимуществом является то, что такое перемещение может быть вызвано действием давления впрыскиваемой жидкости, например, при повышении давления стойка под давлением выдвигается из компонента и происходит впрыскивание жидкости, а при снижении давления стойка втягивается обратно в компонент и впрыска жидкости прекращается. [0052] In FIG. 10,
[0053] На Фиг. 11 показана блок-схема 1100 варианта осуществления способа очистки. Данный способ очистки включает следующие этапы: этап 1102: промывка лопаток и/или лопастей турбомашины посредством впрыскивания промывочной жидкости из по меньшей мере одного аэродинамического компонента статора, расположенного в пути потока рабочей текучей среды турбомашины, и [0053]In Fig. eleven shows a block diagram 1100 of an embodiment of the cleaning method. This cleaning method includes the following steps: step 1102: washing the blades and/or blades of the turbomachine by injecting a washing liquid from at least one aerodynamic component of the stator located in the flow path of the working fluid of the turbomachine, and
- этап 1104: установка или регулирование по меньшей мере одного параметра при промывке лопаток и/или лопастей.- step 1104: setting or adjusting at least one parameter when washing the blades and/or blades.
По меньшей мере один параметр выбирают из группы, состоящей из температуры промывочной жидкости, давления промывочной жидкости, композиции промывочной жидкости, скорости впрыскивания промывочной жидкости, направления впрыскивания промывочной жидкости. Следует отметить, что два этих этапа могут быть выполнены в любом подходящем порядке и/или повторены один или более раз, хотя на Фиг. 11 показан только один этап 1102 и только один этап 1104, причем этап 1102 предшествует этапу 1104.At least one parameter is selected from the group consisting of flushing fluid temperature, flushing fluid pressure, flushing fluid composition, flushing fluid injection rate, flushing fluid injection direction. It should be noted that these two steps may be performed in any suitable order and/or repeated one or more times, although FIG. 11 shows only one
[0054] Следует отметить, что в соответствии с только что описанными и показанными вариантами осуществления аэродинамический компонент статора представляет собой компонент, который уже является частью существующей турбомашины. Однако в соответствии с другими вариантами осуществления турбомашина может содержать аэродинамические компоненты статора, специально спроектированные и установленные внутри пути потока для промывки. В этом случае (продольный и/или поперечный) размер одного или более компонентов может быть небольшим и/или форма одного или более компонентов может быть такой, чтобы обеспечивать низкий перепад давления, и/или расположение и/или ориентация одного или более компонентов могут быть такими, чтобы обеспечивать надлежащую промывку. [0054] It should be noted that, in accordance with the embodiments just described and shown, the stator aerodynamic component is a component that is already part of an existing turbomachine. However, in accordance with other embodiments, the turbomachine may include stator aerodynamic components specially designed and installed within the flushing flow path. In this case, the (longitudinal and/or transverse) size of one or more components may be small and/or the shape of one or more components may be such as to provide a low pressure drop, and/or the location and/or orientation of one or more components may be such as to ensure proper rinsing.
Claims (21)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102018000021067 | 2018-12-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2774255C1 true RU2774255C1 (en) | 2022-06-16 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3030427B2 (en) * | 1993-04-06 | 2000-04-10 | 新日本製鐵株式会社 | Gas turbine with high temperature and high pressure fluid |
RU2369762C2 (en) * | 2006-09-11 | 2009-10-10 | Гэз Тербайн Иффишенси Свиден Аб | System (versions) and method (versions) to increase turbine output, and gas turbine intake protection (versions) against corrosion |
JP2014084745A (en) * | 2012-10-20 | 2014-05-12 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Dust adhesion prevention device for stator blade of furnace top pressure recovery turbine |
US20140144151A1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-05-29 | United Technologies Corporation | Engine Compressor Wash System |
US20170204739A1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-07-20 | General Electric Company | System and Method for Cleaning a Gas Turbine Engine and Related Wash Stand |
US9777584B2 (en) * | 2013-03-07 | 2017-10-03 | Rolls-Royce Plc | Outboard insertion system of variable guide vanes or stationary vanes |
US20180291931A1 (en) * | 2015-05-09 | 2018-10-11 | Man Diesel & Turbo Se | Compressor Comprising A Guide Vane Having A Washing System |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3030427B2 (en) * | 1993-04-06 | 2000-04-10 | 新日本製鐵株式会社 | Gas turbine with high temperature and high pressure fluid |
RU2369762C2 (en) * | 2006-09-11 | 2009-10-10 | Гэз Тербайн Иффишенси Свиден Аб | System (versions) and method (versions) to increase turbine output, and gas turbine intake protection (versions) against corrosion |
JP2014084745A (en) * | 2012-10-20 | 2014-05-12 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Dust adhesion prevention device for stator blade of furnace top pressure recovery turbine |
US20140144151A1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-05-29 | United Technologies Corporation | Engine Compressor Wash System |
US9777584B2 (en) * | 2013-03-07 | 2017-10-03 | Rolls-Royce Plc | Outboard insertion system of variable guide vanes or stationary vanes |
US20180291931A1 (en) * | 2015-05-09 | 2018-10-11 | Man Diesel & Turbo Se | Compressor Comprising A Guide Vane Having A Washing System |
US20170204739A1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-07-20 | General Electric Company | System and Method for Cleaning a Gas Turbine Engine and Related Wash Stand |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI695116B (en) | Gas turbine engine and system and method for in situ cleaning of internal components of the gas turbine engine | |
JP4138320B2 (en) | Method and apparatus for cleaning a gas turbine engine | |
US8337630B2 (en) | Method for cleaning the compressor of a gas turbine engine | |
US6394108B1 (en) | Inside out gas turbine cleaning method | |
US10669885B2 (en) | Methods of washing gas turbine engines and gas turbine engines | |
US10005111B2 (en) | Turbine engine cleaning systems and methods | |
JP5698197B2 (en) | Exhaust gas turbine cleaning equipment | |
JP2011153568A (en) | Centrifugal compressor and cleaning method | |
KR20080050451A (en) | Turbine cleaning | |
CN103314186A (en) | Turbine cleaning | |
RU2774255C1 (en) | Aerodynamic components of the stator with nozzles and methods for cleaning the turbomachine | |
RU2659641C2 (en) | Built-in system for the gas turbine engine washing | |
US10669884B2 (en) | Washing nozzles and gas turbine engines | |
CN113272523B (en) | Stator aerodynamic component with nozzle and method for cleaning a turbomachine | |
JP2019035400A (en) | Fluid distribution system in circumferential direction of compressor | |
RU186513U1 (en) | DEVICE FOR RINSING THE FLOWING PART OF A CENTRIFUGAL COMPRESSOR | |
CN109996934B (en) | Collection system for gas turbine engine wash assembly | |
BR112021012611B1 (en) | AERODYNAMIC COMPONENT OF STATOR AND TURBOMACHINE | |
JP7108515B2 (en) | compressor | |
CN118148965A (en) | Gas turbine compressor blade washs structure | |
JP2002130197A (en) | Turbomachinery washer |