[發明專利]利用燃料氣體來吹掃閑置的燃料氣體線路

有效

• 申請號: 201310210204.3
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103590906B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: D.M.埃里克森;R.L.布魯克斯;D.S.拜爾德;J.R.勞
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/22
• 分類號: F02C7/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松,譚祐祥

技術領域

本發明大體上涉及燃燒渦輪(combustion turbine)發動機，且更特定地涉及在發動機轉變通過不同燃燒模式時使用燃料氣體來吹掃燃燒渦輪發動機內閑置(dormant)的燃料氣體線路。

背景技術

燃燒渦輪發動機，例如釋放低水平氮氧化物(NO_x)排放的燃氣渦輪發動機，通常通過在負荷上升時分級進行(stage)向發動機的燃燒器段內的不同燃料氣體線路(例如，燃料管線、燃料通路歧管和燃料噴嘴等)輸送燃料氣體來操作。各燃料氣體線路利用氣體控制閥來控制該線路在穩態和瞬態操作期間可發生的各種燃燒模式期間需要接收的燃料氣體的輸送。在某些燃燒模式期間，其中一些燃料氣體線路將不輸送燃料。當燃料氣體線路不輸送燃料時，它們在該特定燃燒模式期間變為閑置的。在燃料氣體線路閑置時，需要吹掃這些停滯的通路以便防止冷凝物聚集，并且最大限度地減少可引起對燃料噴嘴的損壞的燃燒氣體回流的可能性。典型地，用從燃氣渦輪發動機的壓縮機段提取的高溫、高壓吹掃空氣來吹掃閑置的燃料氣體線路。在用從壓縮機段提取的空氣吹掃之后，燃料氣體線路在閑置狀態下等待，直到燃燒模式轉變為導致它們變為活動并輸送燃料氣體的另一模式。當用吹掃空氣吹掃閑置的燃料氣體線路時，在燃料氣體跨過與線路流連通的閉合的氣體控制閥泄漏并與吹掃空氣混合時，存在形成可燃混合物的可能性。

發明內容

在本發明的一方面，提供了一種系統。該系統包括燃料氣體供應和多個燃料氣體線路。各聯接到多個燃料氣體線路之一的多個氣體控制閥控制從燃料氣體供應到多個燃料氣體線路的燃料流。燃料吹掃系統用來自燃料氣體供應的燃料氣體來選擇性地吹掃多個燃料氣體線路之中閑置的燃料氣體線路。

在本發明的第二方面，公開了一種用于燃燒渦輪發動機的燃料吹掃系統。該系統包括燃料氣體供應和多個燃料氣體線路。各聯接到多個燃料氣體線路之一的多個氣體控制閥控制從燃料氣體供應到多個燃料氣體線路的燃料氣體流。吹掃系統用來自燃料氣體供應的預定量的燃料氣體來選擇性地吹掃多個燃料氣體線路之中閑置的至少一個燃料氣體線路，以維持其中的正壓。

在本發明的第三方面，公開了一種用于吹掃燃氣渦輪發動機的方法，該燃氣渦輪發動機具有壓縮機和燃燒器，燃燒器接收來自壓縮機的壓縮空氣和來自燃料氣體供應的燃料氣體，以在生成熱氣體以驅動渦輪的多個燃料氣體線路中燃燒。該方法包括：當燃燒器轉變通過燃燒模式變化時，選擇性地將多個燃料氣體線路之中的燃料氣體線路除去燃料(defuel)，其中燃料氣體線路響應于被除去燃料而從活動變成閑置；以及用來自燃料氣體供應的預定量的燃料氣體來選擇性地吹掃多個燃料氣體線路之中閑置的燃料氣體線路，以維持通過燃料氣體線路的正壓。

根據一方面，一種系統包括：燃料氣體供應；多個燃料氣體線路；各聯接到多個燃料氣體線路之一的多個氣體控制閥，其控制從燃料氣體供應到多個燃料氣體線路的燃料氣體流；以及燃料吹掃系統，其用來自燃料氣體供應的燃料氣體來選擇性地吹掃多個燃料氣體線路之中閑置的燃料氣體線路。

優選地，吹掃系統包括聯接在多個氣體控制閥中的至少一個周圍的旁通閥，其中，在多個氣體控制閥中的至少一個位于閉合位置時打開旁通閥使得預定量的燃料氣體能夠流入閑置的燃料氣體線路中。

優選地，進入閑置的燃料氣體線路中的預定量的燃料氣體流維持了其中的正流體流。

優選地，燃料吹掃系統還包括燃料氣體孔口，其限制從燃料氣體供應進入閑置的燃料氣體線路中的燃料氣體流。

優選地，燃料吹掃系統還構造成用吹掃空氣選擇性地吹掃多個燃料氣體線路之中閑置的燃料氣體線路。

優選地，燃料吹掃系統包括位于多個氣體控制閥中的至少一個的下游的隔離閥、以及聯接在隔離閥與多個氣體控制閥中的至少一個之間的通風閥，其中，隔離閥和通風閥防止燃料氣體與供應到閑置的燃料氣體線路中的吹掃空氣混合。

優選地，隔離閥、多個氣體控制閥中的至少一個以及排氣閥共同形成雙阻塞和泄放閥構型。

根據另一方面，一種用于燃燒渦輪發動機的燃料吹掃系統包括：燃料氣體供應；多個燃料氣體線路；各聯接到多個燃料氣體線路之一的多個氣體控制閥，其控制從燃料氣體供應到多個燃料氣體線路的燃料氣體流；以及吹掃系統，其用來自燃料氣體供應的預定量的燃料氣體來選擇性地吹掃多個燃料氣體線路之中閑置的至少一個燃料氣體線路，以維持其中的正壓。

優選地，吹掃系統包括聯接在多個氣體控制閥中的至少一個周圍的旁通閥，其中，在多個氣體控制閥中的至少一個位于閉合位置時打開旁通閥使得預定量的燃料氣體能夠流入閑置的燃料氣體線路中。