TW561218B - Safety device for a washing system for liquid fuel burners in gas turbines - Google Patents

Description

(i) (i)561218 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 本發明係有關於一種汽渦輪機液態燃料注入器清洗系 統之安全裝置，如所知道的，汽渦輪機包括一壓縮機，其 中來自外界之空氣被壓縮在壓縮機中。壓縮空氣通過一系 列之燃燒室，其包含一個以上之燃燒器，進入到每個具有 注入器之燃燒器中，注入器將燃料輸送到燃燒器中使其與 空氣構成要燃燒的空氣與燃料之混合物，其後，該燃燒過 的氣體就被輸送到渦輪機中，其將燃燒室之燃燒氣之焓轉 變成供使用者使用之機械能。 特別是，現存的汽渦輪機具有π二元燃料’’之功能，意即 具有兩種形式之燃料，換句話說就是液體的或氣體的燃料。 在此案例中之渦輪機裝備有各別之注入器，用來分別地 燃燒氣體或液體燃料。 當渦輪機使用氣體燃料來運轉時，就不使用液體燃料之 注入器來輸入燃料，因此就需要清洗那些沒有使用具有惰 性氣體或空氣的注入器。這是為了要防止萬一在注入器上 游沒有完全密封時而使空氣或燃料之混合氣或燃燒氣被 吸入的緣故。 此外，連續清洗具有一種冷卻注入器的有利效果，且可 以消除任何會導致問題之液體燃料之殘留痕跡。如果液體 燃料實際上殘留在燃燒器裡面時，就會由於高溫而變成碳 化，進而堵塞了注入器中的注入孔。 有利的是，燃燒器之連續清洗可以利用燃燒器之軸流壓 縮機之出口空氣，藉由壓縮機出口與燃燒室内部間之壓 -6 - 561218 (2) I發明說明續頁 差，來進行，由於這個原因，清洗就被稱為”被動的”，這 因為其使用是燃燒室_之壓力損失所造成。 此外，此清洗系統必需裝備一保護裝置，俾便當燃燒器 用液體燃料供給時，後者不能經由清洗空氣輸送管流因壓 縮機排放箱中，以免引起自燃之危險而造成滑輪機結構損 壞之嚴重後果。 現今之系統是使用一停止閥在空氣輸送管線上製造出 來，經由該管線，一歧管將空氣分配到各不同之燃燒器中。 各連接空氣歧管到不同之燃燒器之管路之後另外裝備 一停止閥，至於歧管之最下方點則裝備一排放閥，其連接 到一收集排洩物之外部系統上。 當渦輪機用氣體燃料來運轉時，輸送空氣到歧管之管線 上之停止閥，及燃燒器上之停止閥都是開啟的，因此就可 以清洗燃燒器、要注意的是在此情況下排放閥要保持關閉 的。 在另一方面，當燃燒器是用液體燃料來運轉時，在空氣 進給線路上之停止闊，其為簡化之故亦稱為進給闊，及其 他之停止閥是關閉的，如此，就可確保從軸向壓縮機所得 來之清心空氣，能夠實質的與傳送到注入器之液體燃料分 開。 在此情況下，排洩闊是打開的，利用這種方法，則任何 由於閥的損壞或不完全密封所造成之液體燃料之滲漏會 被收集在歧管中，並且從排洩物之收集系統中排洩出來， 這個系統亦可裝備一目視燈或其他型式之信號以顯示其 561218 (3) 發明說明續頁 汽漏。 因此，本發明之目的在於消除上文所述之缺點，特別是 ，提供一汽渦輪機液態燃料注入器之清洗系統之安全裝 置，其能夠在汽渦輪機之控制盤上直接地，有效地顯示洩 漏之發生。 本發明之另一目的在提供一汽渦輪機液態燃料注入器 清洗系統之安全裝置，其特點為非常可靠，簡單而且實用 ，且具有相對地低廉的成本。 這目的及其他之根據本發明之目的之獲得，在於提供一 汽渦輪機液態燃料注入器清洗系統之安全裝置，如申請專 利範圍第1項所說明的。 另外之特徵說明在隨後之申請專利範圍中。 有利的是，此汽渦輪機液態燃料注入器清洗系統之安全 裝置保證在汽渦輪機中洩漏及凝結之收集，且與系統下游 之特性無關。 本發明之汽渦輪機液態燃料注入器清洗系統之安全裝 置之特徵與優點。顯而易見地，可從下列之說明，在不限 定實例之條件下，參照附加之略圖而更加瞭解，其中： 圖1係一根據本發明所作之汽渦輪機液態燃料注入器清 洗系統之安全裝置之操作略圖，及 圖2係一包含在圖1中之安全裝置之一剖面視圖。 上述圖形係表示一汽渦輪機液態燃料注入器清洗系統 之安全裝置，其整體以10來表示。 此裝置包括一桶2 0，其以不限定實例地以圖解說明在圖 561218 (4) 發明說明續頁 2中，具有一圓筒之形狀，且與其軸線一起做成垂直之配 置，且藉一較下方之彎曲表面22及一較上方之彎曲表面24 將兩端密封起來。 較下方表面22裝備有一排洩管26之孔穴。 在桶20之側面裝備有一空氣進口管28，而在較上方表面 24上或在桶20上之側面，裝備有一空氣出口管30。 再一次地，在桶2 0之側面上之不同高度處裝備有一較下 方液面感測器3 2及一較上方液面感測器34之兩個孔穴，用 來將該等感測器分別地連接到一渦輪機之控制盤1 8上。 在桶2 0内側較上方彎曲表面2 4處裝備有一平坦之分割 器擋板3 6，其將桶2 0之較上方部份分割成兩個部份。 進口管2 8接合在擋板3 6之相對立部位，而出口管3 0則接 合在桶2 0之較上方部位中，其相對於分割器擋板3 6係位在 與管28入口之反方向之位置。 有利的是，較上方感測器3 4位在分割器擋板3 6之稍為下 方之位置。 如圖1中所示，在桶2 0外側之進口管2 8上面，裝備有一 停止閥2 9，用來清洗來自汽渦輪機之一軸流壓縮機1 2之空 氣，而在桶2 0外側之出口管3 0上面，也裝備有一連接汽渦 輪液態燃料注入器之歧管1 4所用之第二停止闊3 1。 最後，在桶2 0外側之排洩管2 6上裝備有一排水系統1 6 用之第三閥2 7。 根據本發明之汽渦輪機液態燃料注入器清洗系統之安 全裝置之運行，顯而易見地，可從所提供之前述說明及有 561218 (5) I發明說明續頁 關之圖案而更加地明瞭，且加以簡短地說明如下。 在清洗空氣之進給管上配置有兩個停止閥2 9及3 1，其將 清洗空氣進給到歧管1 4以清洗液態燃料注入器。 在這兩個停止閥2 9及3 1之間裝備有一桶2 0用來收集任 何之排洩物，並且利用排洩閥2 7將這些排洩物排放到收集 系統1 6中。 液體在兩種情況下可以從桶2 0之裡面收集起來，其中之 一種情況是在液態燃料有漏氣時，以及另一種情況是由於 由空氣中之濕氣而造成逐漸累積凝結現象的時候。 位在兩個不同液面之兩個個液面感測器3 2及3 4，決定液 體何時聚集，然後將這種事實傳送到渦輪機之控制盤1 8。 在燃燒器之清洗期間，如果較下方之感測器3 2顯示出有 液體存在時，不管此液體為燃料或凝結水，則閥2 7會受到 控制閥1 8之指令而打開到一個適當之時間，如此如桶2 0 變成空桶。 假如這個過程在一預定期間内重覆地發生，這就表示液 態燃料發生嚴重的洩漏，俾使渦輪機藉由控制盤1 8之指令 使其停止運轉。 在另一方面，假如是在較上方感測器3 4顯示有液體出現 時，這就表示桶2 0中幾乎充滿著液體，於是就使控制盤1 8 發出緊急停止渦輪機之指令。 在另一方面，如果沒有清洗動作時，意即，如果停止閥 2 9及3 1關閉而排洩闊2 7開啟時，則桶2 0就一直地連接到排 洩（水）收集系統1 6。在這種狀況下，除非燃料有重大之洩 561218 (6) 發明說明續頁 漏，就不可能收集到凝結水與液態燃料。 假如發生後者之情況時，為了保護渦輪機，假如在清洗 時兩個感測器3 2及3 4當中有一個沒有動作時，在桶2 0中就 會顯示出水位之增加，滿輪機就會受到控制盤1 8之指令而 立刻停止運轉。

最後，適當之設計因素，例如在桶20中裝上分割器擋板 3 6，及在相對於該分割器擋板3 6之相反方向裝設進口管2 8 及出口管3 0之孔穴，可藉毛細管作用來防止液態燃料會在 進口管28中增加起來。 本文中所提供之說明，使本發明主題之安全裝置，其用 於汽渦輪機液態燃料注入器之清洗系統上，之特徵及相對 之優點，變得更加明白。

關於這點，請注意本具體實施例推薦提供防止液態燃料 之洩漏，可從一小程度之流到排水收集系統之洩漏，到一 大程度之由控制盤來迅速識別其嚴重的錯誤而使渦輪機 停止運轉之兩種狀況。 此外，桶之設計特性保證可使洩漏或凝結水被收集到桶 中，而無關於下游之清洗系統之特徵，該清洗系統則必需 簡單地裝備具有一連續性的傾斜度來朝向桶本身。 本裝置之另一項優點在於其容量能夠自動地顯示出洩 漏的存在，而直接地傳達到汽輪機之控制盤，其能進行絕 大部份之適當的改正或防止動作。 最後，在不同液面水之兩個感測器之配置，亦可允許實 施感測器功能之控制邏輯。例如，假如只有較上方感測器 -11 - 561218 (7) 發明說明續頁 顯 示 出 有 液 體 存 在 ，表示兩感測器 當 中 至少有一 個 感 測 器 之 功 能 不 正 常 0 最 後 顯 而 易 見 地，所有在本發 -明 之 範圍内， 可 對 所 有 δ又 計 來 用 於 汽 輪 機液態燃料注 入 器清洗系統 之 安 全 裝 置 ，做 許 多 之 修 改 與變更；此外， 所 有 細部可被 技 術 上 的 同 等 元 件 取 代 實 際上，根據本發明 之 技術上的 需 要 可 使 用 任 何 形 狀 與 尺 寸之材料。 本 發 明 之 範 圍 於 是被限定在附加之申 請專利範圍户 ]。 圖 式 代 表 符 號 說 明 10 汽 /1¾ 輪 機 液態燃料油注入器 :清 洗糸統 12 軸 流 壓 縮 機 14 歧 管 16 收 集 系 統 1 8 控 制 盤 20 桶 22 較 下 方 表 面 24 較 上 方 表 面 26 排 洩 管 27 排 洩 闊 28 進 給 管 29 停 止 閥 30 進 給 管 3 1 停 止 閥 32 液 面 感 測 器

-12- 561218 (8) 發明說明續頁 3 4 液面感測器 36 分割器擋板 28 進口管 30 出口管

•13-

Claims (1)

1. 561218 拾、申請專利範簡 1 . 一種汽渦輪機液態燃料燃燒器清洗系統之安全裝置， 其中汽輪機裝備有各別之注入器，用來燃燒液態燃料 或氣態燃料，其中該清洗系統使用在採用氣態燃料的 時候，且包括一清洗氣體之進給管（2 8，3 0 )，一分配液 態燃料到燃燒器之歧管（1 4)，及一排放液態沈積之排洩 管（2 6);在進給管（28，30)上，套進一密封之桶（20)，其 中裝備有供清洗氣體用之一進口管（28)及一出口管（30) ，供排洩管（26)及供至少兩液面感測器（32，34)等所用 之孔穴。 2 .根據申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在該等液面感 測器（32，34)之孔穴係位在排洩管（2 6)之孔穴上方之不 同高度之位置。 3.根據申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在該筒（20)具 有二圓柱之形狀，其與筒軸線成垂直地配置，其利用 一較下方表面（22)，其中接合有排洩管（26)，及利用一 較上方表面（24)將該筒之兩端密封起來，進口管（28)及 出口管（30)之孔穴裝備在該較上方之表面（24)之中，或 在筒（2 0)之圓柱形之表面中，該等液面感測器（32，24) 之孔穴係裝備在筒（20)之圓柱形表面中。 4 .根據申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在筒（20)外側 之進口管（28)上面裝備有一第一停止閥（29)，在筒（20) 外側之出口管（3 0)上面裝備有一第二停止閥（3 1 )，及在 筒（2 0 )外側之排洩管（2 6)上面裝備有一停止閥（2 7 )，其 561218 申請專利範圍續頁 中該等閥係根據汽渦輪機之控制盤（1 8 )所給之指令而 作動，其中亦處理來自該等液面感測器（3 2，3 4)之資訊。 5. 根據申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在該筒（2 0)較 上方表面（24)之内側，裝備有一平坦之分割器擋板（36) ，其將筒（2 0)之一較上方部份分割成兩部份。 6. 根據申請專利範圍第5項之裝置，其特徵在該進口管 (28)之孔穴是在擋板（36)之對面，而出口管（30)之孔穴 則在相對立於其中裝備在管（2 8)之孔穴之筒（20)較上 方面積之那部份中。 7. 根據申請專利範圍第6項之裝置，其特徵在液面感測器 (3 4)係位在稍為低於分割器擋板（3 6 )之一較下方之端 部，該感測器（34)係在第二感測器（3 2)之上方。 8 .根據申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在該清洗氣體 為惰性氣體。 9 .根據申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在該清洗氣體 係來自一汽渦輪機之軸流壓縮機（1 2)之空氣。 10. 根據申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在任何之該過 剩液體係由冷凝及/或液態之燃料所組成。 11. 一種汽渦輪機液態燃料注入器清洗系統之安全裝置， 如實質之說明與做圖解的，是為了限定之目的。