使燃气涡轮发动机防腐蚀的燃气涡轮发动机系统及方法
【技术领域】
[0001]本文公开的主题大体上涉及涡轮，如，用于发电的那些，并且更具体的涉及用于向燃气涡轮给予防腐蚀的方法及系统。
【背景技术】
[0002]用于发电的涡轮使用多种不同类型的燃料，如，天然气体或合成气体，以及各种重量和粘性的雾化液体燃料。此类涡轮的实例为燃气涡轮发动机。
[0003]涡轮和其中的构件(例如，涡轮叶片)在一定时间内经历环境条件，其最终导致由于燃烧的副产物形成的灰尘和碎屑和/或各种残余物的沉积物的累积引起的冲击破坏。结果，维持了对空气压缩机区段和/或涡轮区段的叶片和静叶的不同程度的破坏。所得的破坏范围从点蚀到较大的物理破坏，例如，外来物体破坏、腐蚀、末梢侵蚀、后缘变薄和/或定子静叶根部侵蚀。此类破坏导致涡轮效率的损失和/或涡轮构件的退化。
[0004]尽管各种清洗方法用于移除导致破坏如腐蚀的累积沉积物，但这些方法在清洁燃气涡轮的压缩机区段和下游的涡轮区段的随后的级中低效。维持对燃气涡轮发动机构件的破坏通常通过混合、抛光和/或磨削技术在燃气涡轮发动机的脱机维护和/或修复期间来修复。然而，点蚀、裂纹和凹坑不可通过混合来充分的修复。其它技术涉及显著的结构改变，以修复破坏区域，且可不利地影响燃气涡轮构件的操作。如果不处理，点蚀和凹坑促进相对较快的裂纹传播且加速受影响的涡轮构件的腐蚀。此外，此类修复方法在不显著拆卸和再组装的情况下，不能直接接近燃气涡轮的难以接近的区域。此类修复方法还存在使用大量附加设备的局限性，增加了资本和劳动成本。
[0005]因此，需要一种向燃气涡轮给予防腐蚀以便解决一个或多个前述挑战的系统及其相关的方法。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一个方面，一种燃气涡轮发动机系统包括燃气涡轮发动机，燃气涡轮具有压缩机区段、燃烧系统、涡轮区段、压缩区段空气抽出管路和涡轮区段冷却空气管路；水供应管路，水供应管路与水供应源流体连通，水作为蒸汽供应；防腐剂供应管路，防腐剂供应管路与防腐剂供应源流体连通，防腐剂为基于胺(多胺)的腐蚀抑制剂；混合室，混合室与水供应管路和防腐剂供应管路流体连通，混合室构造成从水供应管路接收水且从防腐剂供应管路接收防腐剂，以产生防腐混合物，防腐混合物为防腐剂和水的混合物；以及防腐混合物供应管路，防腐混合物供应管路与混合室和压缩机区段空气抽出管路和涡轮区段冷却空气管路流体连通来有选择的将防腐混合物供应至燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段，其中防腐混合物引入燃气涡轮发动机的压缩机区段或涡轮区段中来作为溶液液体蒸汽混合物。
[0007]根据本发明的另一个方面，一种用于向燃气涡轮发动机给予防腐蚀的方法，包括从水供应源经由水供应管路供应水至混合室,水作为蒸汽供应；将防腐剂从防腐剂供应源经由防腐剂供应管路供应至混合室，防腐剂为多胺腐蚀抑制剂；在混合室中混合水和防腐剂来形成防腐混合物；将防腐混合物经由防腐混合物供应管路和压缩机区段空气抽出管路和/或涡轮区段冷却空气管路输送至燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或燃气涡轮发动机的涡轮区段；将防腐混合物喷射到燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或燃气涡轮发动机的涡轮区段；以及以防腐混合物涂布燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段的至少一部分。
[0008]方案1:一种燃气涡轮发动机系统,包括:
燃气涡轮发动机，燃气涡轮发动机具有压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段、压缩机区段空气抽出管路和涡轮区段冷却空气管路；
水供应管路，水供应管路与水供应源流体连通，水作为蒸汽供应；
防腐剂供应管路，防腐剂供应管路与防腐剂供应源流体连通，防腐剂为多胺腐蚀抑制剂；
混合室，混合室与水供应管路和防腐剂供应管路流体连通，混合室构造成从水供应管路接收水和从防腐剂供应管路接收防腐剂，以产生防腐混合物，防腐混合物为防腐剂和水的混合物；以及
防腐混合物供应管路，防腐混合物供应管路与混合室和压缩机区段空气抽出管路和涡轮区段冷却空气管路流体连通，以有选择地将防腐混合物供应至燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段，其中防腐混合物作为液体蒸汽混合物引入燃气涡轮发动机的压缩机区段或涡轮区段。
[0009]方案2:根据方案I的燃气涡轮发动机系统，其中，还包括:
至少一个泵，至少一个泵与水供应管路、防腐剂供应管路和/或防腐混合物供应管路流体连通；以及
控制系统，控制系统与至少一个泵和水供应管路、防腐剂供应管路和/或防腐混合物供应管路操作连通，
其中控制系统构造成调节水、防腐剂和/或防腐混合物穿过水供应管路、防腐剂供应管路和/或防腐混合物供应管路的流动。
[0010]方案3:根据方案2的燃气涡轮发动机系统，其中，控制系统还包括:
控制处理器；
与控制处理器相关联的控制显示器；以及
设置在水供应管路、防腐剂供应管路和/或防腐混合物供应管路中的至少一个压力传感器，至少一个压力传感器与控制处理器数据通信，以用于感测水供应管路、防腐剂供应管路和/或防腐混合物供应管路中的水、防腐剂和/或防腐混合物的压力。
[0011]方案4:根据方案3的燃气涡轮发动机系统，其中，控制系统还包括:
至少一个流动控制阀，其定位在水供应管路、防腐剂供应管路和/或防腐混合物供应管路中，至少一个流动控制阀与控制处理器通信，以允许至少一个流动控制阀在至少开启位置与闭合位置之间的促动，促动由控制处理器引起；以及
至少一个流动传感器，其设置在水供应管路、防腐剂供应管路和/或防腐混合物供应管路中，至少一个流动传感器与控制处理器通信，以用于感测水、防腐剂和/或防腐混合物在水供应管路、防腐剂供应管路和/或防腐混合物供应管路中的流动。
[0012]方案5:根据方案I的燃气涡轮发动机系统，其中，防腐混合物同时地供应至燃气涡轮发动机的压缩机区段和涡轮区段。
[0013]方案6:根据方案I的燃气涡轮发动机系统，其中，防腐混合物供应管路还包括: 防腐混合物供应歧管，其与混合室流体连通地连接；
压缩机区段分支管路，其与防腐混合物供应歧管流体连通地连接，以将防腐混合物从防腐混合物供应歧管经由压缩机区段空气抽出管路供应至燃气涡轮发动机的压缩机区段；以及
涡轮区段分支管路，其与防腐混合物供应歧管流体连通地连接，以将防腐混合物从防腐混合物供应歧管经由涡轮区段冷却空气管路供应至燃气涡轮发动机的涡轮区段。
[0014]方案7:根据方案6的燃气涡轮发动机系统，其中，防腐混合物供应管路还包括: 涡轮承口供应管路，其与防腐混合物供应歧管流体连通地连接，以将防腐混合物从防腐混合物供应歧管供应至燃气涡轮发动机的承口。
[0015]方案8:根据方案6的燃气涡轮发动机系统，其中，压缩机区段分支管路与防腐混合物供应歧管流体连通，以将防腐混合物从防腐混合物供应歧管经由压缩机区段空气抽出管路供应至燃气涡轮发动机的压缩机区段的后区，燃气涡轮发动机的压缩机区段的后区为燃气涡轮发动机的压缩机区段的第9级和/或第13级。
[0016]方案9:根据方案6的燃气涡轮发动机系统，其中，涡轮区段分支管路与防腐混合物供应歧管流体连通，以将防腐混合物从防腐混合物供应歧管供应至燃气涡轮发动机的涡轮区段的第2级和/或第3级。
[0017]方案10:根据方案I的燃气涡轮发动机系统，其中，防腐剂供应源为外部槽，其经由一个或多个快速断开件连接到防腐剂供应管路上且与其流体连通。
[0018]方案11:根据方案I的燃气涡轮发动机系统，其中，还包括:
清洁剂供应管路，清洁剂供应管路与清洁剂供应源和混合室流体连通，混合室构造成从水供应管路接收水且从清洁剂供应管路接收清洁剂来产生清洁混合物；以及
清洁混合物供应管路，清洁混合物供应管路与混合室和压缩机区段空气抽出管路和涡轮区段冷却空气管路流体连通，以有选择地将清洁混合物供应至燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段。
[0019]方案12:根据方案11的燃气涡轮发动机系统，其中，清洁混合物和冲洗水在防腐混合物供应至燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段之前供应至燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段。
[0020]方案13:根据方案I的燃气涡轮发动机系统，其中，防腐混合物为第一防腐混合物，其有选择地供应至压缩机区段，且具有一定防腐剂与蒸汽的比率，比率不同于有选择地供应至燃气涡轮发动机的涡轮区段的第二防腐混合物的防腐剂与蒸汽的比率。
[0021]方案14:根据方案I的燃气涡轮发动机系统，其中，防腐混合物为第一防腐混合物，其具有从5.0ppm到1000.0Oppm的防腐剂量，其有选择地供应至燃气涡轮发动机的压缩机区段，以及第二防腐混合物，其具有从5.0ppm到1000.0ppm的防腐剂量，其有选择地供应至燃气涡轮发动机的涡轮区段。
[0022]方案15:—种用于向燃气涡轮发动机给予防腐蚀的方法，包括:
将水从水供应源经由水供应管路供应至混合室，水作为蒸汽供应； 将防腐剂从防腐剂供应源经由防腐剂供应管路供应至混合室，防腐剂为多胺腐蚀抑制剂；
将水和防腐剂在混合室中混合来形成防腐混合物；
将防腐混合物经由防腐混合物供应管路和压缩机区段空气抽出管路和/或涡轮区段冷却空气管路输送至燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或燃气涡轮发动机的涡轮区段；将防腐混合物喷射到燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或燃气涡轮发动机的涡轮区段中；以及
利用防腐混合物涂布燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段的至少一部分。
[0023]方案16:根据方案15的向燃气涡轮发动机给予防腐蚀的方法，其中，方法还包括:
将清洁剂供应至混合室；
在混合室中混合水和清洁剂来形成清洁混合物；
将清洁混合物输送至燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段；以及将清洁混合物喷射到燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段中，
其中清洁混合物在防腐混合物供应至燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段之前供应至燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段。
[0024]方案17:根据方案15的用于向燃气涡轮发动机给予防腐蚀的方法，其中，还包括:
使至少一个泵与水供应管路、防腐剂供应管路、混合室、防腐混合物供应管路、压缩机区段空气抽出管路和/或涡轮区段冷却空气管路流体连通；
将控制系统连接到与水供应管路、防腐剂供应管路、混合室、防腐混合物供应管路、压缩机空气抽出管路和/或涡轮区段冷却空气管路流体连通的至少一个泵上；以及
通过至少一个泵和控制系统调节水、防腐剂和防腐混合物经由水供应管路、防腐剂供应管路和/或防腐混合物管路的流动。
[0025]方案18:根据方案15的用于向燃气涡轮发动机给予防腐蚀的方法，其中，防腐混合物具有从5.0ppm到1000.0Oppm的防腐剂量。
[0026]方案19:根据方案15的用于向燃气涡轮发动机给予防腐蚀的方法，其中，将防腐混合物供应至燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段还包括:
使防腐混合物供应歧管与混合室流体连通地连接；
使压缩机区段供应分支管路与