[发明专利]净化进入燃气涡轮机的空气的方法和设备以及该燃气涡轮机

说明书

本发明涉及净化进入燃气涡轮机的空气的方法和设备以及使用该方法和设备的燃气涡轮机，更具体讲，本发明涉及减少进入燃气涡轮机入口的空气中存在的杂质的方法和设备。

燃气涡轮机的操作已众所周知，在燃气涡轮机的一个操作过程的开始阶段中，空气压缩机装置大约消耗动力涡轮机所作功的60％。因此在压缩阶段的效率将对整个操作过程的效率产生巨大影响。为了保持最高效率，压缩机必须保持极端清洁，而且其叶片必须保持其原来的设计外形和表面光滑性。然而，当这些压缩机在充满粒状物的大气中和周围有些腐蚀性挥发物的情况下运行时，便不能保持最高效率。压缩机叶片受到较大粒状物的冲蚀。较小的粒状物附着在叶片上改变了叶片的形状和光滑性。这种现象称为“结污”。小粒状物和腐蚀性的挥发物都起着腐蚀叶片表面的作用。因此燃气涡轮机要求“清洁”的空气，以防止燃气涡轮机内部的构件，例如压缩机叶片的结污、腐蚀和冲蚀。

净化进入燃气涡轮机空气的现代方法是使用组合过滤器除去空气中的粒状物质。但是，仅仅使用空气过滤器还不能成功地消除对压缩机的结污、冲蚀和腐蚀损害。由此产生的结果是损失效率和损害昂贵的压缩机叶片装置。空气中的杂质不管是粒状形式还是气态形式甚至都能穿过市场上最好的过滤器，进入燃气涡轮机的压缩机部分。进入压缩机的粒状物将冲蚀压缩机的叶片，或附着在叶片上，引起结污，产生通常的腐蚀和锈痕。腐蚀会使叶片变弱至失效点，或者最低限度会降低叶翼面的操作性能。另外，随空气进入压缩机的固态和气态杂质都会进入涡轮机部分，导致杂质物的结垢，这将降低机器的操作性能和引起热端部件的热腐蚀。对于燃气涡轮机操作者来说，因为进入的空气不纯致使操作性能降低和替换受损耗或受腐蚀的部件而损失的费用每年每台涡轮机可能超过上百万美元。

因此，希望在燃气涡轮机的粒状物过滤器的正下游侧安装一种净化进入空气的设备。更具体讲，是希望提供一种空气洗涤器，这种洗涤器能够除去进入燃气涡轮机的空气中的引起燃气涡轮机部件腐蚀的气态和固态杂质。还希望提供一种能在涡轮机中减少固体物结垢的洗涤空气的设备。

还希望提供一种空气净化设备，这种净化设备具有在燃气涡轮机进气系统的任何蒸发冷却器中还没有强力空气洗涤作用。另外，还希望提供一种空气净化设备，这种设备能够除去可以通过现在市场出售的干燥过滤系统的粒状和气态杂质。还希望提供一种运行费用

相当低的空气净化设备。

本发明的一个方面的目的在于提出一种净化进入燃气涡轮机的空气的方法，该方法包括使通入燃气涡轮机入口的空气与具有足以减少空气中杂质的速率和喷雾形状的水流接触。

本发明的另一个方面提出一种净化进入燃气涡轮机的空气的方法，该方法包括使通入燃气涡轮机入口的空气与具有足以减少空气中杂质的速率和喷雾形状的水流接触，使空气中的细水滴形成较大的水滴并使空气与较大的水滴分离。

本发明的再一个方面是提出一种净化进入燃气涡轮机空气的设备，该设备包括接触空气的装置，用以减小空气中的杂质。

本发明的又一个方面是提出一种净化净化进入燃气涡轮机空气的设备，该设备包括使空气与具有足以减少空气中杂质的速率和喷雾形状的水流进行接触的装置，使空气中的细水滴变成较大水滴的装置和使空气与上述较大水滴分离的装置。

本发明还有一个目的是提出一种使用上述方法和设备的燃气涡轮机。

本发明最广的目标在于净化进入燃气涡轮机进口的空气的方法和设备。本发明的一个目的是采用使空气同水流或其它流体接触进行“洗涤”作用，即除去杂质的方法来除去或减少进入燃气涡轮机入口的空气中的杂质量。这里所指的“杂质”是指粒状物和挥发性物。挥发性物例如可以是腐蚀性气体。

本发明的方法在于使入口空气以是以除去该气流中存在的粒状物和挥发性杂质的速率和喷雾形状同一般水流相接触，该水流是一由至少一对正好相对的喷射流流横切气流流动方向延伸构成的大体平坦的精细雾化水流。本发明用于净化进入燃气涡轮机的空气的设备包括用于使气流与一种溶剂流相接触的装置，由该装置形成一个通过一对正好相对的喷射液流横切气流流动方向延伸而成的大体平坦的精细雾化溶剂壁。

按照本发明的方法和设备以及使用该方法和设备的燃气涡轮机不仅消除了上述的“结污”现象，还有效地实现了前述的诸多希望。

本发明的方法和设备可以采用附图加以说明，附图是一个端视示意图，示出了本发明的空气洗涤器设备。