[发明专利]用于运行压缩机的系统和方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种运行压缩机的系统和方法。在本发明的各特定实施例中，所述系统和方法可独立更改不同级定子轮叶的位置。

背景技术

燃气涡轮机广泛应用于工业生产和商业运作中。典型的燃气涡轮机包括位于前部的轴式压缩机、位于中间的一个或多个燃烧室和位于尾部的涡轮机。压缩机一般包括在圆周上安装的定子轮叶和旋转叶片的交替级。定子轮叶通常与围绕压缩机的壳体相连，旋转叶片通常与压缩机内的转子相连。周围空气进入压缩机后，每级定子轮叶会引导气流流向下一级旋转叶片，从而将动能逐级传递给工作流体(空气)，以使工作流体呈高能状态。随后，工作流体离开压缩机并流向燃烧室，在燃烧室中，工作流体与燃料混合并燃烧，从而产生高温、高压、高速的燃烧气体。之后，燃烧气体离开燃烧室并流向涡轮机，在涡轮机中，燃烧气体膨胀以做功。例如，燃烧气体在涡轮机中膨胀可使连接至发电机的轴旋转以使发电机发电。

在不同运行条件下，可能需要调整定子轮叶相对于压缩机轴向中心线的角度。例如，定子轮叶可经调整以远离压缩机轴向中心线，从而在压缩机以较低转速启动或停机时防止压缩机失速。反之，定子轮叶可经调整以更靠近压缩机轴向中心线，以便在发电机的电力需求大量或突然增加时，使更多工作流体流经压缩机并增加燃气涡轮机的功率输出。

已转让给本申请案同一受让人的第5,281,087、6,551,057和6,794,766号美国专利公开一种更改定子轮叶的位置的机电或液压系统。在这些专利中，单个致动器连接到多级定子轮叶以更改定子轮叶相对于压缩机轴向中心线的位置。但定子轮叶的长度和宽度通常会沿着压缩机的轴长而减小。由此，致动器和定子轮叶的行进长度均会随着级而变化。此外，致动器和定子轮叶的累积制造公差会随着定子轮叶大小的增加而相应增加。因此，使用单个致动器对不同级定子轮叶进行精确定位会非常困难，而用于独立更改不同级定子轮叶的位置的系统和方法则会十分有用。

发明内容

以下说明将阐明本发明的各方面内容和优点，或者，这些方面和优点在说明中可能是显而易见的，或者通过实践本发明能够推导出。

本发明的一个实施例是一台压缩机，所述压缩机包括处于第一位置的第一多个定子轮叶和处于第二位置的第二多个定子轮叶，其中所述第二多个定子轮叶位于第一多个定子轮叶的下游。所述压缩机进一步包括与第二多个定子轮叶的第二位置分开对第一多个定子轮叶的第一位置进行调整的第一装置，以及与第一多个定子轮叶的第一位置分开对第二多个定子轮叶的第二位置进行调整的第二装置。

所述第一装置包括液压、气动或电动式活塞中的至少一种，或者包括液压、气动或电动式电机中的至少一种。所述压缩机进一步包括一个与所述第一多个定子轮叶配合的第一构件，和一个与所述第一装置和所述第二装置均配合的连接器。所述第一装置与所述第一构件配合。所述第二装置包括液压、气动或电动式活塞中的至少一种。所述第一装置独立于所述第二多个定子轮叶的所述第二位置对所述第一多个定子轮叶的所述第一位置进行调整。

本发明的另一个实施例是一台压缩机，所述压缩机包括处于第一位置的第一级定子轮叶和处于第二位置并位于第一级定子轮叶下游的第二级定子轮叶。第一致动器与第一级定子轮叶配合，且第二致动器与第二级定子轮叶配合。

所述压缩机进一步包括一个与所述第一级定子轮叶配合的第一构件，一个与所述第一装置和所述第二装置均配合的连接器，和连接至所述第二级定子轮叶的多个叶臂。所述第一致动器与所述第一构件配合。所述第二致动器与所述多个叶臂配合。所述第一致动器与所述第二级定子轮叶的所述第二位置分开对所述第一级定子轮叶的所述第一位置进行调整。所述第一致动器独立于所述第二级定子轮叶的所述第二位置对所述第一级定子轮叶的所述第一位置进行调整。

本发明还可包括一种运行压缩机的方法。所述方法包括调整第一多个定子轮叶的第一位置，以及与第一多个定子轮叶的第一位置分开对第二多个定子轮叶的第二位置进行调整。

所述方法进一步包括独立于所述第一多个定子轮叶的所述第一位置对所述第二多个定子轮叶的所述第二位置进行调整，打开所述第一多个定子轮叶并关闭所述第二多个定子轮叶，及关闭所述第一多个定子轮叶并打开所述第二多个定子轮叶。

所属领域的一般技术人员可通过查看说明书的内容来更好地了解此类实施例的特征和方面，以及其他内容。

附图说明

本说明书的其余部分参考附图，针对所属领域一般技术人员，完整且可实现地详细披露了本发明，包括其最佳实施例，其中：