[發明專利]用于燃氣渦輪機的過濾系統

有效

• 申請號: 200910172098.8
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101660449A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: S·D·海納;R·J·基拉;B·A·基佩爾;L·K·安曼;J·T·克萊門茨;M·C·沃爾特斯;S·克洛阿雷克;M·馬利韋奈;L·甘迪亞
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/04
• 分類號: F02C7/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 嚴志軍;劉華聯

技術領域

本發明涉及一種用于燃氣渦輪機的過濾系統，具體而言，涉及一 種用于燃氣渦輪機的進氣過濾系統。

背景技術

進氣過濾系統通常用于與燃氣渦輪機一起使用，并通過從進氣中 除去鹽、灰塵、腐蝕物和水(下文稱為“雜質”)來運行，以阻止它們 進入燃氣渦輪機中。雜質可以以例如固體(即干鹽)或水性溶液(即濕鹽) 的不同形式進入燃氣渦輪機，并腐蝕燃氣渦輪機元件。該腐蝕可導致 運行低效或故障和經濟損失。這樣，典型地需要通過進氣過濾系統為 燃氣渦輪發動機提供腐蝕減輕，進氣過濾系統減少進入燃氣渦輪機的 腐蝕物的量。

腐蝕物可以以能進入燃氣渦輪機的幾種狀態存在。第一狀態包括 固體顆粒腐蝕物成分。這些包括可通過高效過濾器去除的鹽和氧化物 顆粒。第二狀態包括液體，確切地說水性腐蝕物成分。這些包括水性 氯化物或酸，它們一般不能通過微粒過濾器有效地去除。

在兩種情況中，典型地，腐蝕物可通過兩個主傳送機構沿氣流移 動。這些包括沉淀在微粒過濾器上的固體鹽，當環境空氣的濕度上升 到超過大約60％的相對濕度(RH)時或當過濾器元件變濕且鹽(其通過 雨、霧、薄霧和其它水源溶解)進入進氣流時，該固體鹽可溶解。一旦 鹽溶液經過終濾器，液體可能會干燥，并且鹽可能會從溶液中沉淀出 來。此時這種鹽沉淀物或結晶鹽可以進入燃氣渦輪機。

當前市場上可獲得的專門用于除鹽和除水的過濾系統通常分為3 級系統和障礙型系統。3級系統包括作為第一級的第一葉片/濕氣分離 器、作為第二級的凝聚過濾器和作為第三級的第二葉片分離器或防水 高效過濾器。凝聚過濾器捕獲小的鹽懸浮液滴并促使它們結合成較大 的液滴，然后這些液滴可作為鹽水排出。凝聚過濾器也從進氣中去除 直徑可小于1微米且為吸水性的灰塵和干燥鹽顆粒。第三級從氣流中 去除任何剩余的液滴，例如從凝聚過濾器所過濾的干燥鹽顆粒形成的 液滴，這些液滴從潮濕的進氣中吸取水并被重新釋放到氣流中。

在使用3級系統的相對干燥的環境中，葉片分離器可用作末級， 并且干燥的鹽顆粒可堆積在凝聚過濾器的后部。然后這些干燥的鹽顆 粒可從潮濕的進氣中吸取水分，并作為液滴重新釋放到氣流中，這些 液滴并沒有大到足以通過第二葉片分離器去除，但它會導致鹽堆積在 燃氣渦輪機元件上。

在障礙型系統中，典型地有兩級過濾。第一級是凝聚預過濾器， 該預過濾器捕獲并凝聚來自氣流的液滴。大部分的水被排出，但是一 些水重新釋放到氣流中。第二、末級包括防水高效過濾器，該過濾器 是防水的并允許空氣但不允許水通過。這捕獲了干鹽和濕鹽以及細顆 粒物。此系統內沒有第三級葉片分離器。

在實踐中，障礙型系統依賴過濾器框架和介質密封的100％的有 效性以防止鹽水進入燃氣渦輪機。這在具有很少過濾器的小型燃氣渦 輪機上的新而干凈的過濾器系統中是可達成的，但是需要維護以保持 其正常地工作，并在較大機器上由于大小而變得不切實際。因此，盡 管障礙型系統在停止鹽向燃氣渦輪機元件移動方面是有效的，但如果 安裝和維護不能正確地執行，會見到主要故障模式為密封機構。

發明內容

根據本發明的一方面，提供了一種用于和燃氣渦輪機的進口一起 使用的系統，氣流通過該系統流向燃氣渦輪機，該系統包括：第一級， 其通過將初始懸浮液滴凝聚成比初始懸浮液滴大的二次懸浮液滴而 從氣流中去除初始懸浮液滴，并從氣流中去除固體顆粒；置于第一級 下游的第二防水級，其防止未由第一級去除并重新釋放到來自第一級 的氣流中的二次懸浮液滴和溶解顆粒的水性溶液沿氣流前進，并從氣 流中去除未由第一級去除的固體顆粒；以及置于第二級下游的第三脫 水級，其從氣流中去除從第一級和第二級泄漏的剩余的二次懸浮液 滴。

根據本發明的另一方面，提供一種在燃氣渦輪機的入口外殼中過 濾進氣氣流的方法，該方法包括：在第一級，通過將初始懸浮液滴凝 聚成比初始懸浮液滴大的二次懸浮液滴而從氣流中去除初始懸浮液 滴，并從氣流中去除固體顆粒；在位于第一級下游的第二防水級，防 止未由第一級去除并重新釋放到來自第一級的氣流中的二次懸浮液 滴和溶解顆粒的水性溶液沿氣流前進，并從氣流中去除未由第一級去 除的固體顆粒；以及，在位于第二級下游的第三脫水級，從氣流中去 除從第一級和第二級泄漏的剩余的二次懸浮液滴。