專利名稱：渦輪熱氣通路沉積物通過壓力脈動的在線清除的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的主題涉及一種容許使用由脈沖爆震所產(chǎn)生的高壓脈沖從處于燃燒 運行的系統(tǒng)熱流體通路中在線除去渦輪熱氣通路沉積物的設(shè)備。
背景技術(shù)：
用以從燃燒煤和產(chǎn)生灰燼的其它燃料的大規(guī)模蒸汽鍋爐中移除煙炱和灰燼累積 物的基于爆震波的吹灰設(shè)備已經(jīng)取得了一些進展。燃燒重質(zhì)液體的燃氣渦輪機也會經(jīng)歷 熱氣通路受到煙炱和灰燼沉積物的污染，這些煙炱和灰燼沉積物必須通過離線水洗定期除 去。渦輪在注入水和溶劑之前冷卻下來并執(zhí)行離線洗滌所需的時間限制了燃燒重質(zhì)燃料油 (HFO)的這些燃氣渦輪機的可用性。燃燒原油、重質(zhì)燃料油或產(chǎn)生灰燼的其它燃料的工業(yè)燃氣渦輪機必須在燃料中混 合氧化鎂(MgO)或別的化合物作為釩吸氣劑來避免對熱氣通路的熱腐蝕。這些燃料中的 MgO和其它化合物，以及惰性物質(zhì)(二氧化硅)會在熱氣通路上產(chǎn)生渣料和灰燼沉積物。如 果不經(jīng)常除去這些沉積物，則渦輪的空氣動力性能變化得足以使系統(tǒng)不能運行；其幾乎變 得由沉積物堵塞。當(dāng)前的實施辦法是采用離線水洗，以每天一次或至少每周一次的頻度除 去沉積物。渦輪必須離線、顯著地冷卻下來直至接近環(huán)境溫度用以避免水對金屬零件的熱 沖擊，而之后再用水和溶劑進行水洗。小體積物體(nutshell)和其它相對易碎的物件可采 用氣動方式注入系統(tǒng)中，同時轉(zhuǎn)子快速轉(zhuǎn)動曲柄以進一步吹走熱氣零件(HGP)的沉積物。因此，期望的是在系統(tǒng)處于燃燒運行的同時從系統(tǒng)的流體通路中除去灰燼沉積 物。還期望的是能夠在系統(tǒng)以大于大氣壓力的壓力運行的同時從系統(tǒng)的流體通路中除去灰 燼沉積物而無需水或溶劑。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種通過壓力脈沖從系統(tǒng)中除去熱氣沉積物的方 法。該方法包括調(diào)節(jié)爆震流體和氧化劑的混合物進入膨脹室中的流動；以及通過點燃膨脹 室中的爆震流體和氧化劑的混合物而在膨脹室內(nèi)引發(fā)爆震，從而產(chǎn)生高壓波，該高壓波以 超音速沿系統(tǒng)的流體通路傳播，從而在系統(tǒng)處于燃燒運行的同時除去流體通路中的熱氣沉 積物，該膨脹室朝向系統(tǒng)的流體通路弓I導(dǎo)高壓波。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于通過壓力脈沖從系統(tǒng)中除去熱氣沉積 物的設(shè)備。該設(shè)備包括膨脹室，其構(gòu)造成用以收容爆震流體和氧化劑的混合物；以及引發(fā) 器，其構(gòu)造成用以點燃膨脹室中的爆震流體和氧化劑的混合物，在膨脹室內(nèi)引發(fā)爆震，從而 產(chǎn)生高壓波，該高壓波以超音速沿系統(tǒng)的流體通路傳播，從而在系統(tǒng)處于燃燒運行的同時 除去流體通路中的熱氣沉積物，該膨脹室朝向系統(tǒng)的流體通路引導(dǎo)高壓波。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了 一種用于通過壓力脈沖從燃氣渦輪機流體通路 中除去渦輪熱氣通路沉積物的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括設(shè)置在燃氣渦輪機的燃燒室內(nèi)的膨脹室， 該膨脹室構(gòu)造成用以收容爆震流體和氧化劑的混合物；以及引發(fā)器，其構(gòu)造成用以點燃膨脹室中的爆震流體和氧化劑的混合物，在膨脹室內(nèi)引發(fā)爆震，從而形成高壓波，該高壓波傳 播到燃燒室中并以超音速沿燃氣渦輪機的流體通路傳播，從而在燃氣渦輪機處在大于大氣 壓力的壓力下運行的同時除去流體通路中的渦輪熱氣通路沉積物，該高壓波引入燃燒室中 并通過膨脹室穿過燃氣渦輪機的流體通路。通過結(jié)合附圖的如下描述，這些及其它優(yōu)點和特征將變得更為明顯。


在權(quán)利要求中具體地示出且明確地主張了認作是本發(fā)明的主題。通過結(jié)合附圖的 如下詳細描述，本發(fā)明的前述及其它特征和優(yōu)點將變得明顯，在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的具有用于從燃氣渦輪機的熱氣通路中 除去渦輪熱氣通路沉積物的設(shè)備的燃氣渦輪機的截面視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的用于從燃氣渦輪機的熱氣通路中除去 渦輪熱氣通路沉積物的設(shè)備的簡圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的設(shè)置在燃氣渦輪機的燃燒器室內(nèi)的設(shè) 備的截面透視圖；以及圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的在一個燃燒器室內(nèi)結(jié)合該設(shè)備的燃氣 渦輪機的燃燒器組件的截面視圖。本詳細說明通過舉例的方式參照附圖闡述了本發(fā)明的實施例以及優(yōu)點和特征。
零件清單
10系統(tǒng)
12脈沖發(fā)生器
14燃燒器組件
16燃氣渦輪機
18熱氣通路
20噴嘴
22燃燒器室
30膨脹室
32第一輸入端口
34第二輸入端口
37第一源
38第二源
40第二閥
42第二閥
44噴嘴端
46反應(yīng)區(qū)
48節(jié)流點
50燃料噴射器接口(interface)
60控制器
具體實施例方式示例性實施例涉及一種設(shè)備，其容許通過由脈沖爆震所產(chǎn)生的高壓波或脈沖從系 統(tǒng)(例如，燃氣渦輪機)的熱流體通路中在線除去熱氣沉積物，或更具體而言是渦輪熱氣通 路沉積物(煙炱、渣塊、灰燼、渣料以及燃料和空氣所產(chǎn)生的其它燃料副產(chǎn)物，下文稱為" 灰燼沉積物")。本文所描述的系統(tǒng)可為燃燒重質(zhì)燃料油、粉煤或產(chǎn)生灰燼的其它燃料的 任何類型的系統(tǒng)。示例性實施例還涉及一種設(shè)備，該設(shè)備可在周期模式或清除模式下運行， 以便通過由爆震液體(例如，乙烯)和氧化劑(例如，壓縮空氣)的混合物的周期性爆震所 產(chǎn)生的高壓脈沖從系統(tǒng)的熱流體通路中移除或除去灰燼沉積物，或可通過在連續(xù)模式下運 行而作為點火系統(tǒng)或擴散引燃器(Pilot)進行工作。示例性實施例還涉及一種系統(tǒng)，該系 統(tǒng)結(jié)合了用于通過由脈沖爆震引起的高壓脈沖在線除去灰燼沉積物的這些示例性設(shè)備。此 外，在這些實施例中，該系統(tǒng)包括處理器，該處理器用于使設(shè)備能夠作為清除器和用于啟動 的火炬點火系統(tǒng)來運行，或作為用于改善處于部分負載下的可操作性的擴散焰引燃器進行 工作。根據(jù)一個示例性實施例，該設(shè)備容許使用由周期性壓力增益燃燒或脈沖爆震所產(chǎn) 生的高壓波或壓力脈沖從燃燒重質(zhì)燃料油、粉煤或產(chǎn)生灰燼的其它燃料的系統(tǒng)的熱氣通路 中在線除去灰燼。在一個非限制的示例性實施例中，設(shè)備設(shè)置在燃料燃燒系統(tǒng)的燃燒組件 中。例如，該設(shè)備可設(shè)置在燃氣渦輪機的燃燒器室內(nèi)。在該實例中，該設(shè)備包括與燃料/空 氣計量裝置相關(guān)聯(lián)且定位在燃燒器室外側(cè)的電磁閥或回轉(zhuǎn)閥，用于調(diào)節(jié)燃料/空氣進入爆 震管或膨脹室中的流動，該爆震管或膨脹室引導(dǎo)或?qū)б邏翰ㄟM入燃燒室中并有效地沿著 燃氣渦輪機的熱氣通路。使用該相同的實例，設(shè)備可由處理系統(tǒng)控制，該處理系統(tǒng)使設(shè)備能 夠在第一運行模式(例如，周期性供送燃料和空氣)或第二運行模式(例如，連續(xù)供送燃料 和/或空氣)下運行?，F(xiàn)參看附圖，圖1為根據(jù)一個示例性實施例的用于從燃氣渦輪機的流體通路或熱 氣通路中除去灰燼沉積物的系統(tǒng)10的簡圖。系統(tǒng)10大體上包括設(shè)備12，該設(shè)備12結(jié)合到 燃氣渦輪機16的燃燒器組件14中，且構(gòu)造成用以從燃氣渦輪機16的熱氣通路(大體上由 虛線箭頭18所示)中除去灰燼沉積物。根據(jù)一個示例性實施例，熱氣通路18限定在燃燒器 組件14與燃氣渦輪機16的輸出端之間。根據(jù)一個示例性實施例，設(shè)備12為脈沖發(fā)生器， 該脈沖發(fā)生器可作為多功能裝置(火炬點火器、火焰引燃器和脈沖噴射式清除器)運行。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的脈沖發(fā)生器12可結(jié)合到具有可變構(gòu)造的燃燒器組 件14中，且不應(yīng)當(dāng)限于圖1中所示的構(gòu)造。通常，高壓氣體供送給燃燒器組件14，且在噴 嘴20中與燃料(例如過程氣體和/或合成氣體)相混合。燃料/空氣或可燃混合物傳遞 到燃燒器室22中且由火花塞22點燃，以形成高溫高壓的燃燒氣流。然而，根據(jù)本發(fā)明的一 個示例性實施例，脈沖發(fā)生器12可用于點燃燃燒器室22中的燃料/空氣混合物，或在燃燒 器室22中引燃燃燒過程，這將在下文中更為詳細地描述。該實施例消除了對用于點燃或再 點燃燃燒器組件中的燃燒室的常規(guī)火花塞和通常用于點燃燃燒組件的其它燃燒室的連焰 管的需要?，F(xiàn)參看圖2，脈沖發(fā)生器12的基本元件大體上包括膨脹室30、第一輸入端口 32、第 二輸入端口 34，以及引發(fā)器36。根據(jù)一個實施例，室30分別經(jīng)由第一輸入端口 32和第二 輸入端口 34而供有爆震流體和氧化劑(例如，空氣)的混合物。根據(jù)一個實施例，爆震流體從第一源36 (例如，計量燃料供送源)供送，而氧化劑從第二源38 (例如，壓縮空氣供送 源)供送。在一個備選實施例中，爆震流體從將燃料供送給燃燒器組件的相同源供送。在 一個實施例中，供送給膨脹室30的爆震流體的量小于供送給燃燒器組件的燃料量，舉例來 說，例如為主要渦輪燃燒流的大約百分之一。換言之，維持膨脹室內(nèi)的爆震所需的爆震流體 小于維持燃氣渦輪機的主要燃燒所需燃料的量。根據(jù)一個實施例，設(shè)備12還包括分別調(diào)節(jié)進入室22中的爆震流體和氧化劑的流 動用以改變壓力波的頻率和振幅的第一閥40和第二閥42。盡管如圖2中所示只有一個閥 與各供送源相關(guān)聯(lián)，但應(yīng)當(dāng)理解的是，位于不同位置上的閥的組合也可用于調(diào)節(jié)或改變爆 震流體和氧化劑進入室22的流動。在一個實施例中，第一閥40和第二閥42定位在室22 的外側(cè)。第一閥40和第二閥42可分別為構(gòu)造成用以調(diào)節(jié)爆震流體和氧化劑進入膨脹室30 中的流動的任何類型的閥或控制裝置。例如，第一閥40和第二閥42為具有例如由可變電 動馬達驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)鼓的常規(guī)回轉(zhuǎn)閥。第一閥40可取決于運行模式能使爆震流體進入室22 的流動為周期性的或連續(xù)的。類似的是，第二閥42可取決于運行模式能使氧化劑進入室22 的流動為周期性的或連續(xù)的。第二閥42還可取決于運行模式而有選擇地防止氧化劑流入 室22中，這將在下文中更為詳細地描述。根據(jù)一個示例性實施例，引發(fā)器36構(gòu)造成用以點燃膨脹室30中的爆震流體和氧 化劑的混合物，從而在膨脹室30內(nèi)產(chǎn)生爆震事件。膨脹室30內(nèi)的爆震快速地升高膨脹室 30內(nèi)的壓力并形成高壓波。由膨脹室30內(nèi)的壓力增益燃燒事件(爆震)所產(chǎn)生的高壓波 以超音速傳播經(jīng)過限定在膨脹室30 —端處的噴嘴44，進入燃燒器室22中，且沿著燃氣渦 輪機16的熱氣通路18移除灰燼沉積物并離開燃氣渦輪機16的排放輸出端?；覡a沉積物 然后通過總體流動傳送出渦輪。高壓波從熱氣通路18中且有效地從燃氣渦輪機的靜止構(gòu) 件(例如，第一級噴嘴)中移除或除去灰燼沉積物或不需要的煙炱。根據(jù)一個非限制的示 例性實施例，引發(fā)器36為火花塞。在另一個非限制的示例性實施例中，引發(fā)器36為等離子 噴燈。當(dāng)然，根據(jù)其它示例性實施例，引發(fā)器36可以是構(gòu)造成用以使膨脹室30中的爆震流 體和氧化劑的混合物爆炸的任何裝置。根據(jù)一個示例性實施例，膨脹室30為圓柱管，該圓柱管將高壓波引入燃燒室22 中，且構(gòu)造成用以在限定于根據(jù)一個示例性實施例的膨脹室30內(nèi)的內(nèi)部中空空間或反應(yīng) 區(qū)46中引發(fā)爆震。在一個示例性實施例中，如圖3和圖4中所示，脈沖發(fā)生器12的膨脹室 30沿軸向設(shè)置在燃燒器室22內(nèi)。在一個非限制的示例性實施例中，膨脹室30設(shè)置在燃燒 器室22的中心線處，且由燃燒器室22的許多燃料噴射器接口 50所包繞。當(dāng)然，膨脹室30 可采用可變構(gòu)造插入燃燒器室22內(nèi)而不應(yīng)當(dāng)限于所示的布置。收容膨脹室30的燃燒器室 22可為管型、環(huán)形燃燒室等。根據(jù)一個非限制的示例性實施例，膨脹室30的直徑尺寸為一英寸。當(dāng)然，膨脹室 30的直徑尺寸可取決于應(yīng)用而大于或小于一英寸。根據(jù)其它示例性實施例，膨脹室30可為 任何尺寸或構(gòu)造，且不應(yīng)當(dāng)限于本文所述的構(gòu)造。在一個實施例中，膨脹室30包括限定在 膨脹室30的一端(鄰近引發(fā)器的封閉端)與膨脹室30另一端或膨脹室30的噴嘴端44之 間的節(jié)流點48。根據(jù)一個實施例，節(jié)流點48有助于限制流體流動和增大膨脹室30內(nèi)的壓 力，這使得高壓波能夠達到超音速。膨脹室30的構(gòu)造使得一旦將爆震流體和氧化劑的混合 物注入膨脹室30中且引發(fā)器點燃混合物，則在膨脹室30內(nèi)發(fā)生爆震或爆震事件，從而形成高壓波，該高壓波由于膨脹室30反應(yīng)區(qū)中的能量釋放而通過膨脹室30中的流體進行傳播。 高壓波以超音速傳播到燃燒器室22中且沿著燃氣渦輪機16的熱氣通路18，從而將灰燼沉 積物從熱氣通路18中移除。回來參看圖2，控制器60與脈沖發(fā)生器12連通，用于使脈沖發(fā)生器12能夠在脈 沖發(fā)生器12用作清除裝置的第一運行模式(周期模式)或在脈沖發(fā)生器12可用作火炬點 火系統(tǒng)或火焰引燃器的第二運行模式(連續(xù)模式)下運行。在一個實施例中，控制器60在 膨脹室30外，且根據(jù)一個示例性實施例，通過線纜聯(lián)接到第一閥40、第二閥42和引發(fā)器36 上?？蓸?gòu)思出的是，在其它示例性實施例中，控制器60構(gòu)造成用以與閥和引發(fā)器或其它裝 置進行無線通信，以便使脈沖發(fā)生器12能在或清除模式或在其中脈沖發(fā)生器12用作整體 式點火器或擴散引燃器的連續(xù)模式下運行。在第一運行模式期間，脈沖發(fā)生器12通過由周期爆震所產(chǎn)生的周期性高壓脈沖 或高壓波從燃氣渦輪機16的熱氣通路18中移除或除去灰燼沉積物。通過向脈沖發(fā)生器12 的膨脹室30間斷地供送爆震流體和空氣并周期性地點燃供送到室30中的燃料/空氣，產(chǎn) 生了周期性的爆震。第一閥40和第二閥42分別使爆震流體和氧化劑能夠在第一運行模式 期間周期性地流入室30中，這能夠形成由脈沖爆震所產(chǎn)生的壓力波。這種振蕩供送燃料/ 空氣和出現(xiàn)這些周期性爆震或脈沖爆震事件形成了高壓波，這些高壓波用于從燃氣渦輪機 16的熱氣通路18中移除灰燼沉積物。根據(jù)一個示例性實施例，燃氣渦輪機16在第一運行 模式、第二運行模式或兩者期間處于燃燒運行中。在一個非限制的示例性實施例中，燃氣渦 輪機16在清除模式或連續(xù)模式期間在大于大氣壓力的壓力下運行。因此，爆震清除可在燃 氣渦輪機在負載下運行的情況下發(fā)生，這可有效地顯著減少系統(tǒng)停機時間。根據(jù)一個示例性實施例，控制器60可形成可變頻率脈動用于在燃燒室22及燃氣 渦輪發(fā)動機的其它燃燒室(未示出)中除去灰燼，其它燃燒室也使用根據(jù)一個實施例的其 自身的脈沖發(fā)生器。換言之，根據(jù)一個示例性實施例，控制器60構(gòu)造成用以獨立地控制燃 氣渦輪發(fā)動機各室中的脈沖頻率，以避免相干脈動?？刂破?0通過控制閥40、42和引發(fā)器 36的運行來控制室22中的脈沖頻率。在一個實施例中，控制器60改變壓力振蕩或壓力波 用以有助益地干擾燃燒室22中的動壓振蕩，從而增大振幅用以更為有效地清除，或調(diào)整壓 力振蕩的頻率和相位來破壞性地干擾動壓振蕩用以減小振幅。壓力振蕩的可變頻率可用于 優(yōu)化熱氣通路的清潔，同時避免可破壞沿?zé)釟馔返南掠瘟慵念l率。例如，控制器60可 調(diào)整壓力振蕩的頻率，以便與熱氣通路中的構(gòu)件(例如，第一級噴嘴)的共振頻率匹配，以 便于除去構(gòu)件上的灰燼/煙炱。在第二運行模式期間，脈沖發(fā)生器12在連續(xù)模式下運行。在第二運行模式中，脈 沖發(fā)生器12可用作火炬點火器來啟動燃氣渦輪機，或再點燃吹出式燃燒室或用作火焰引 燃器來穩(wěn)定燃燒室。當(dāng)脈沖發(fā)生器12用作火炬點火器時，第一閥40和第二閥42鎖定在容 許爆震流體和氧化劑連續(xù)地流入室30中的連續(xù)流動位置。當(dāng)脈沖發(fā)生器用作啟動噴燈時， 引發(fā)器36點燃室30中的爆震流體和氧化劑的混合物。根據(jù)一個實施例，這引發(fā)了燃燒室 22中的燃燒過程，且無需常規(guī)火花塞而啟動了燃氣渦輪機。當(dāng)脈沖發(fā)生器12在恒定的爆 燃(穩(wěn)定火焰)模式中用作火焰引燃器時，第一閥40使爆震流體能夠連續(xù)地流入室30中， 而第二閥42也使氧化劑能夠連續(xù)地流入室30中用于更稀薄的混合物，或如圖2中的虛線 所示那樣有選擇地防止氧化劑流入室30中?；鹧嬉计魇辜俣檎谶\行的燃燒室22穩(wěn)定。因此，這消除了對引發(fā)器的需要。換言之，引發(fā)器在第二運行模式期間首先點燃爆震流 體和氧化劑的混合物，且一旦引發(fā)器點燃該混合物，便不再需要引發(fā)器，因為可通過爆震流 體的連續(xù)流動來穩(wěn)定火焰。根據(jù)一個示例性實施例，根據(jù)應(yīng)用情形，控制器60可與燃氣渦輪發(fā)動機的運行系 統(tǒng)(未示出)或運行系統(tǒng)的組成部分進行信號通信。在一個示例性實施例中，控制器60基 于有關(guān)燃氣渦輪機燃燒器組件的良好狀況、狀態(tài)和/或條件的輸入數(shù)據(jù)，有選擇地將脈沖 發(fā)生器12設(shè)定在周期清除模式。例如，如果燃氣渦輪機的輸出很低，則脈沖發(fā)生器12可設(shè) 置為第一運行模式。類似的是，如果燃氣渦輪機需要啟動，或燃燒器室需要再點燃，則脈沖 發(fā)生器12可設(shè)置為第二運行模式。根據(jù)一個實施例，控制器可從各種源(例如，傳感器)接收各種輸入數(shù)據(jù)，以便控 制閥40、42的速度(頻率)以及引發(fā)器36的運行/功能(例如，定時、電流、電壓等)。由 控制器所接收的輸入數(shù)據(jù)例如可包括負載、燃燒溫度、壓縮機排放壓力和溫度、燃燒器靜 壓、動壓振幅和頻率、膨脹室壁溫、主火焰檢測器狀態(tài)、膨脹室火焰檢測器狀態(tài)、膨脹室狀態(tài) 壓力、燃燒器運行模式、自上次清除循環(huán)的燃燒小時數(shù)，或它們的組合。當(dāng)然，控制器可接收 有關(guān)燃燒器組件或燃氣渦輪機的良好狀況、狀態(tài)和/或條件的其它類型的輸入數(shù)據(jù)，且不 應(yīng)當(dāng)限于上述實例。根據(jù)一個示例性實施例，脈沖發(fā)生器12中使用的爆震流體包括揮發(fā)性液體燃料 的一種或其組合。更具體而言，膨脹室30可供有單一的或組合的揮發(fā)性液體燃料或氣體燃 料，如氫氣、天然氣、丙烷、丁烷和汽油以及瓶裝氣體。當(dāng)然，根據(jù)其它示例性實施例，其它揮 發(fā)性燃料(例如，乙烯、甲醇或丙烷)可用于與爆震流體一起供送給膨脹室30，且不應(yīng)當(dāng)限 于本文所述的實例?？蓸?gòu)思出的是，根據(jù)其它示例性實施例，可容易地以液態(tài)保存的其它烴 氣可用作脈沖發(fā)生器的爆震流體。脈沖發(fā)生器12的示例性實施例容許更為頻繁的清潔，這會改善凈性能且能實現(xiàn) 更高的燃燒溫度、輸出和效率。脈沖發(fā)生器12的示例性實施例可用作如所述的點火噴燈和 高溫引燃器，這在嘗試以既不像常規(guī)柴油那樣容易揮發(fā)也不容易霧化成可點燃噴霧的殘油 運行時可作為有用的器件。本文所述的脈沖發(fā)生器12的示例性實施例消除或減小了對通 常用來清除燃氣渦輪機中的灰燼沉積物的水或溶劑的需要。本文所述的脈沖發(fā)生器的示例 性實施例還使渦輪能夠在燃氣渦輪機處于燃燒運行的同時通過壓力脈沖進行清潔。由設(shè)備 所耗用的爆震燃料的量很少(例如，渦輪燃料流的1/50)，且釋放的清潔能量可在燃氣渦輪 機中部分地回收。應(yīng)當(dāng)理解的是，連續(xù)模式下的清潔過程容許由爆震流體所釋放的能量在燃氣渦輪 機和相關(guān)的聯(lián)合循環(huán)中部分地回收。盡管本發(fā)明僅結(jié)合有限數(shù)量的實施例進行了詳細描述，但應(yīng)當(dāng)容易理解，本發(fā)明 并不限于這些公開的實施例。確切而言，本發(fā)明可進行修改，以結(jié)合任意數(shù)目的此前并未描 述但與本發(fā)明的精神和范圍相匹配的變型、備選方案、替換方案或等效布置。此外，盡管已 經(jīng)描述了本發(fā)明的多種實施例，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的方面可僅包括所述實施例中的一些。 因此，本發(fā)明不應(yīng)看作是由以上說明限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍來限制。
權(quán)利要求
一種用于通過壓力脈沖從系統(tǒng)(10)除去熱氣沉積物(18)的方法，包括調(diào)節(jié)爆震流體(36)和氧化劑(38)的混合物進入膨脹室(30)中的流動；以及通過在所述膨脹室(30)中點燃所述爆震流體(36)和氧化劑(38)的混合物而在所述膨脹室(30)內(nèi)引發(fā)爆震，產(chǎn)生高壓波，所述高壓波以超音速沿所述系統(tǒng)的流體通路傳播，從而在所述系統(tǒng)(10)處于燃燒運行的同時除去所述流體通路中的熱氣沉積物(18)，所述膨脹室(30)將所述高壓波朝向所述系統(tǒng)(10)的流體通路引導(dǎo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一控制裝置(40)和第二控制裝置(42) 分別調(diào)節(jié)所述爆震流體(36)和氧化劑(38)的混合物進入所述膨脹室(30)的流動，所述第 一控制裝置(40)和所述第二控制裝置(42)有選擇地以第一運行模式和第二運行模式運 行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述第一運行模式期 間，利用所述第一控制裝置(40)使爆震流體(36)能夠周期性地流入所述室(30)中，利用 所述第二控制裝置(42)使氧化劑(38)能夠周期性地流入所述室(30)中，使得能夠形成通 過脈沖爆震事件所產(chǎn)生的高壓波。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述第二運行模式期 間，利用所述第一控制裝置使爆震流體(36)能夠連續(xù)地流入所述室(30)中，以及或者使氧 化劑(38)能夠連續(xù)地流入所述室(30)中或者有選擇地阻止氧化劑(38)流入所述室(30) 中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述系統(tǒng)(10)為在處于燃燒運行的同時 以大于大氣壓力的壓力進行工作的燃氣渦輪機(16)。
6.一種用于通過壓力脈沖從系統(tǒng)(10)除去熱氣沉積物(18)的設(shè)備，包括膨脹室(30)，其構(gòu)造成用以收容爆震流體(36)和氧化劑(38)的混合物；以及引發(fā)器，其構(gòu)造成用以在所述膨脹室(30)中點燃所述爆震流體(36)和氧化劑(38) 的混合物而在所述膨脹室(30)內(nèi)引發(fā)爆震，產(chǎn)生高壓波，所述高壓波以超音速沿所述系統(tǒng) (10)的流體通路傳播，從而在所述系統(tǒng)(10)處于燃燒運行的同時除去所述流體通路中的 熱氣沉積物(18)，所述膨脹室(30)將所述高壓波朝向所述系統(tǒng)(10)的流體通路引導(dǎo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括構(gòu)造成用以分別調(diào)節(jié)所 述爆震流體(36)和氧化劑(38)的混合物進入所述膨脹室(30)的流動的第一控制裝置 (40)和第二控制裝置(42)，所述第一控制裝置(40)和所述第二控制裝置(42)有選擇地以 第一運行模式(40)和第二運行模式(42)運行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，在所述第一運行模式(40)期間，所述第一 控制裝置(40)使爆震流體(36)能夠周期性地流入所述室(30)中，同時所述第二控制裝置 (42)使氧化劑(38)能夠周期性地流入所述室(30)中，使得能夠形成通過脈沖爆震事件所 產(chǎn)生的高壓波。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一控制裝置(40)和所述第二控制 裝置(42)可操作地改變所述高壓波的頻率和振幅。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，在所述第二運行模式(42)期間，所述第 一控制裝置(40)使爆震流體(36)能夠連續(xù)地流入所述室(30)中，以及所述第二控制裝置 (42)或者使氧化劑(38)能夠連續(xù)地流入所述室(30)中或者有選擇地阻止氧化劑(38)流入所述室(30)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及渦輪熱氣通路沉積物通過壓力脈動的在線清除。具體而言，提供了一種用于通過壓力脈沖從系統(tǒng)(10)中除去熱氣沉積物(18)的方法。該方法包括調(diào)節(jié)爆震流體(36)和氧化劑(38)的混合物進入膨脹室(30)中的流動；以及通過點燃膨脹室(30)中的爆震流體(36)和氧化劑(38)的混合物在膨脹室(30)內(nèi)引發(fā)爆震，從而產(chǎn)生高壓波，該高壓波以超音速沿系統(tǒng)(10)的流體通路傳播，從而在系統(tǒng)(10)處于燃燒運行的同時除去流體通路中的熱氣沉積物(18)，膨脹室(30)將高壓波朝向系統(tǒng)(10)的流體通路引導(dǎo)。
文檔編號B08B5/00GK101881218SQ201010178128
公開日2010年11月10日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月4日
發(fā)明者A·K·維, G·D·邁爾斯, M·J·休斯 申請人:通用電氣公司