[发明专利]使燃气涡轮发动机防腐蚀的燃气涡轮发动机系统及方法

说明书

技术领域

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

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

方案2：根据方案1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。

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：