[发明专利]燃气轮机进气冷却和过滤系统和方法

说明书

技术领域

本申请总体涉及燃气轮机，且更特别地涉及用于燃气轮机的进气冷却和过滤系统和方法。

背景技术

进入涡轮压缩机和类似装置的空气，应当在压缩或者其他使用前进行处理。空气处理包括从空气中去除固体或者液体颗粒，冷却或者加热空气到最优温度，并且使得在该过程中的空气压力损失减至最低。

携带灰尘颗粒，盐，和其他污染物的不纯空气，通过腐蚀和侵蚀可以损坏压缩机叶片和其他类型的发电厂装置。这种损害会降低装置的预期寿命和性能。为了避免这个问题，涡轮机进气通常经过多个空气过滤器来去除污染物。通常公知的空气过滤器设置在提高的高度以此来减小地面污染物的进入。然而这些公知的过滤系统通常是复杂且昂贵的。

涡轮机的性能对于进气温度是敏感的。在较高的温度下，由于较低的空气密度和质量流量，涡轮机的功率输出是相当低的。高的环境温度对于效率来说也是有害的，而太低的温度会导致结冰和压缩机的损坏。

进气的压力损失使燃气轮机的功率输出和效率降低。然而，将进气的压力损失减至最低是非常困难和昂贵的。常规的进气过滤器通常限制了最大的空气速度，以此来维持过滤并限制进气的压力损失。公知的空气过滤器也会受到环境条件例如雨和雪的阻塞。这种阻塞会降低过滤和冷却的效率而提高了总压降。

因此，存在提供改进的涡轮机进气系统的这种期望。这种改进的系统优选地将提供充分的过滤，同时在限制了或者没有压力损失的情况下冷却空气的进气温度。特别地，这种系统总体上将提高涡轮机系统的输出且提高了总效率。

发明内容

因此本申请描述了涡轮机的进气冷却和过滤系统。进气冷却和过滤系统可以包括具有第一多个喷雾嘴对的第一级喷雾阵列，具有第二多个喷雾嘴对的第二级喷雾阵列，和漂浮物清除器。可以采用多级。

本申请进一步描述了冷却和过滤涡轮机进气的方法。该方法可以包括使进气流过具有第一温度的第一级水喷雾，使进气流过具有第二温度的第二级水喷雾，而第二温度低于第一温度。

本申请进一步提供了涡轮机的进气冷却和过滤系统。进气冷却和过滤系统可以包括具有第一多个喷雾嘴对的第一级喷雾阵列，具有第二多个喷雾嘴对的第二级喷雾阵列，和水再循环系统。喷雾嘴对可以包括倒转双锥式喷雾模式。水再循环系统可以包括水冷却器。

对于一个本领域技术人员来说，通过结合多个附图和附加的权利要求阅读接下来详细的描述，本申请的这些和其他的特性将会易于明白。

附图说明

图1是这里所述的进气冷却和过滤系统的示意图。

图2是进气冷却和过滤系统的一个可选实施例。

具体实施方式

现在参照附图，在多个图中相同的标记表示相同的部件，图1示出了这里所述的进气冷却和过滤系统100的示意图。如上所述，进气冷却和过滤系统100可以设置在压缩机或者其他类型涡轮机部件的上游。可以采用多个进气冷却和过滤系统100。

系统100包括第一级喷雾阵列110。第一级喷雾阵列110包括多个喷雾嘴对120。喷雾嘴对120可以为常规设计。这里可以采用任何数量的喷雾嘴对120。每个喷雾嘴对120产生倒转双锥式的喷雾模式125。喷雾模式125可以包括定向为与气流方向一致的第一喷雾锥126，和定向为与气流方向相反的第二喷雾锥127。喷雾模式125可以在形状上大体相同。这里可以采用其他类型的喷雾模式125。总体上，喷雾模式125产生水帘效应。

进气冷却和过滤系统100也可以包括第二级喷雾阵列130。第二级喷雾阵列130也可以包括如上所述的多个喷雾嘴对120。这里可以采用任何数量的喷雾嘴对120。喷雾嘴对120可以提供倒转双锥的喷雾模式125或者任何期望的喷雾模式。其他喷雾阵列也可以作为附加级或以其他方式使用。

多个漂浮物清除器140可以设置在喷雾阵列110，130的下游。漂浮物清除器140防止水残留物到压缩机和/或其他类型的涡轮机装置中。漂浮物清除器140可以是常规的设计。可以采用任何数量的漂浮物清除器140。进一步地，通过采用挡板和曲管(未示出)，气流路径也可以是旋绕的路径，以此来阻止水残留物到压缩机和/或其他类型的装置中。