用于燃气涡轮发动机组合件中的过滤系统及其组装方法技术方案

提供过滤系统和组装及操作方法。过滤系统包括与进气空气流流动连通的穿孔管阵列。每个穿孔管包括固体入口和固体出口。该系统还包括固体进料系统，该固体进料系统包括进料管线，所述进料管线与所述固体入口流动连通地联接并且配置成引导吸附剂材料通过所述阵列中的每个穿孔管。过滤系统还包括监测装置，用于监测与进气空气相关联的参数并基于所述参数改变系统的操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于燃气涡轮发动机组合件中的过滤系统及其组装方法
本专利技术总体上涉及燃气涡轮发动机，以及更具体地涉及用于燃气涡轮发动机的过滤系统中的吸附剂再生和再循环系统。
技术介绍
旋转机器(诸如燃气涡轮)通常用于为发电机产生动力。例如，燃气涡轮具有工作流体路径，该工作流体路径通常包括串联流动关系的进气口、压缩机、燃烧器、涡轮和出气口。压缩机和涡轮部分包括定位在壳体内的至少一排周向间隔开的旋转叶片或桨叶。至少一些已知的燃气涡轮发动机用于热电联产设施和发电厂中。通常情况下，燃气涡轮在正常操作期间使用进气空气用于燃烧目的。进气空气通过过滤器室并朝向压缩机抽吸，其中压缩机排出的空气与燃料混合并在燃烧器中点燃。由于进气空气通常包含各种固体和气态污染物，至少一些过滤器室包括便于去除夹带在进气空气中的污染物的过滤系统。这种已知的过滤系统通常包括由位于压缩机上游的多孔过滤介质形成的过滤元件阵列。至少一些已知的过滤介质具有浸渍在其中的吸附剂材料，以便于从进气空气中去除气态污染物。然而，由于吸附剂材料具有有限的能力，一旦被污染物饱和，需要更换吸附剂材料以使得能够继续从进气空气中去除气态污染物。更换吸附剂材料通常包括更换饱和的过滤介质。因此，如果在燃气涡轮发动机的操作期间更换饱和的过滤介质，需要关闭燃气涡轮发动机以更换过滤介质，或将出现由燃气涡轮发动机所摄取的污染物的峰值。因此，本领域需要一种用于上述过滤过程的更有效的系统和方法。本专利技术提供这样的系统和方法。从本文提供的对本专利技术的描述中，本专利技术的这些和其它优点以及其它的创造性特征将是明晰的。
技术实现思路
在一个方面，提供一种用于燃气涡轮发动机组合件中的过滤系统。根据该方面的这种系统的实施例包括与进气空气流处于流动连通的穿孔管阵列。每个穿孔管包括固体入口和固体出口。该系统还包括固体进料系统，其包括进料管线，所述进料管线与所述固体入口以流动连通的方式联接并且配置成引导吸附剂材料通过所述阵列中的每个穿孔管。吸附剂材料配置成去除夹带在进气空气流中的气态污染物。固体进料系统还可包括再循环管线，其与所述固体出口以流动连通的方式联接并且配置成从所述穿孔管阵列接收用过的吸附剂材料。固体进料系统还可包括与所述再循环管线流动连通地联接的加热器。加热器配置成再生用过的吸附剂材料。在一些实施例中，加热器包括出口，其配置成当再生用过的吸附剂材料时引导富含污染物的废气流离开进气空气流。在一些实施例中，固体进料系统配置成以至少部分地基于用过的吸附剂材料的再生速率的流率将吸附剂材料引导通过所述穿孔管阵列。固体进料系统还可配置成以至少部分地基于吸附剂材料的吸附能力的流率将吸附剂材料引导通过所述穿孔管阵列。固体进料系统还可配置成引导基本上连续的吸附剂材料流通过所述穿孔管阵列。固体进料系统可配置成引导根据进气空气的特性选择的吸附剂材料。在一些实施例中，吸附剂材料可包括碳基材料、钙基材料和干燥剂材料中的至少一种。该系统还可包括监测装置，用于监测穿孔管阵列上游和下游的进气空气的参数。监测装置可包括第一监测器和第二监测器以及控制器。第一监测器和第二监测器可操作地连接到控制器。第一监测器可相对于进气空气流定位在穿孔管阵列的上游。第二监测器可相对于进气空气流定位在穿孔管阵列的下游。在一些实施例中，第一监测器和第二监测器中的至少一个可包括石英晶体微天平。在另一方面，提供一种燃气涡轮发动机组合件。这种燃气涡轮发动机组合件的一个实施例包括过滤器室。过滤器室包括与进气空气流处于流动连通的穿孔管阵列。每个穿孔管包括固体入口和固体出口。过滤器室还包括固体进料系统，该固体进料系统包括进料管线，所述进料管线与固体入口流动连通地联接并且配置成引导吸附剂材料通过阵列中的每个穿孔管。吸附剂材料配置成去除夹带在与所述过滤器室的出口联接的管道中的进气空气流中的气态污染物。该管道配置成向下游引导进气空气流。过滤器室还可包括监测装置，用于监测穿孔管阵列上游和下游的进气空气的参数。所述监测装置可操作以基于所述监测的参数来改变所述吸附剂材料的再循环、再生和更换频率中的至少一个。过滤器室还可包括过滤器组合件，该过滤器组合件配置成去除夹带在进气空气流中的固体污染物。过滤器组合件可位于穿孔管阵列的下游。在一些实施例中，过滤器组合件可包括根据EN1822和EN779中的至少一个来度量的至少一个高效过滤器元件。在一些实施例中，固体进料系统还包括再循环管线，其与固体出口流动连通地联接，并且配置成从穿孔管阵列接收用过的吸附剂材料。固体进料系统还可包括与循环管线流动连通地联接的加热器。加热器配置成再生用过的吸附剂材料。在一些实施例中，加热器定位成与过滤器室间隔开，使得当再生用过的吸附剂材料时引导富含污染物的废气流离开进气空气流。固体进料系统可配置成以至少部分地基于用过的吸附剂材料的再生速率的流率将吸附剂材料引导通过穿孔管阵列。固体进料系统还可配置成以至少部分地基于吸附剂材料的吸附能力的流率将吸附剂材料引导通过穿孔管阵列。还在另一方面，提供一种组装用于燃气涡轮组合件中的过滤系统的方法。这种方法的一个实施例包括提供穿孔管阵列，其中每个穿孔管包括固体入口和固体出口。穿孔管阵列配置成与进气空气流流动连通。该方法还包括将固体进料系统的进料管线与固体入口流动连通地联接。固体进料系统配置成将吸附剂材料引导通过阵列中的每个穿孔管。吸附剂材料配置成去除夹带在进气空气流中的气态污染物。在一些实施例中，该方法还可包括将过滤器组合件定位在穿孔管阵列的下游。过滤器组合件配置成去除夹带在进气空气流中的固体污染物。该方法还可包括联接与固体出口流动连通地联接的再循环管线。再循环管线配置成从穿孔管阵列接收用过的吸附剂材料。该方法还可包括联接与再循环管线流动连通的加热器。加热器配置成再生用过的吸附剂材料。该方法还可包括将在加热器中限定的出口定向成使得引导富含污染物的废气流通过其中，并且当再生用过的吸附剂材料时从进气空气流中排出。在一些实施例中，该方法还可包括将监测装置定位在穿孔管阵列的附近。从下面结合附图的详细描述中，本专利技术的其它方面、目的和优点将变得更加明晰。附图说明结合在说明书中并且形成说明书一部分的附图示出本专利技术的几个方面，并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。在附图中：图1是示例性燃气涡轮发电系统的示意图；图2是可与图1所示的发电系统一起使用的示例性过滤系统的示意图；图3是可在图2所示的过滤系统中使用的示例性过滤器组合件的示意图；以及图4是图3中所示并沿着区域4所取的示例性穿孔管的放大剖视图。虽然将结合一些优选实施例描述本专利技术，但是并不意图将本专利技术限制于那些实施例。相反，意图覆盖包括在由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围内的所有替代、修改和等同物。具体实施方式本文所述的实施例涉及用于燃气涡轮发动机组合件中的过滤系统。在示例性实施例中，过滤系统包括与用于燃气涡轮发动机组合件的进气空气流流动连通的穿孔管阵列，以及与该阵列流动连通地联接的固体进料系统。更具体地，固体进料系统引导吸附剂材料通过每个穿孔管，使得夹带在进气流中的气态污染物被吸附剂材料吸附。随着吸附剂材料被气态污染物饱和，固体进料系统将不饱和的吸附剂材料朝向阵列引导，并将饱和的吸附剂材料朝向吸附剂再生组合件再循环。吸附剂再生组合件定位成与进气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机组合件中的过滤系统，所述过滤系统包括：与进气空气流处于流动连通的穿孔管阵列，其中每个穿孔管包括固体入口和固体出口；以及固体进料系统，其包括进料管线，所述进料管线与所述固体入口以流动连通的方式联接并且配置成引导吸附剂材料通过所述阵列中的每个穿孔管，其中吸附剂材料配置成去除夹带在进气空气流中的气态污染物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.06 US 14/507,6161.一种用于燃气涡轮发动机组合件中的过滤系统，所述过滤系统包括：与进气空气流处于流动连通的穿孔管阵列，其中每个穿孔管包括固体入口和固体出口；以及固体进料系统，其包括进料管线，所述进料管线与所述固体入口以流动连通的方式联接并且配置成引导吸附剂材料通过所述阵列中的每个穿孔管，其中吸附剂材料配置成去除夹带在进气空气流中的气态污染物。2.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述固体进料系统还包括：再循环管线，其与所述固体出口以流动连通的方式联接并且配置成从所述穿孔管阵列接收用过的吸附剂材料；以及加热器，其与所述再循环管线流动连通地联接，其中所述加热器配置成再生用过的吸附剂材料。3.根据权利要求2所述的过滤系统，其特征在于，所述加热器包括出口，所述出口配置成当再生用过的吸附剂材料时引导富含污染物的废气流离开进气空气流。4.根据权利要求2所述的过滤系统，其特征在于，所述固体进料系统配置成以至少部分地基于用过的吸附剂材料的再生速率的流率将吸附剂材料引导通过所述穿孔管阵列。5.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述固体进料系统配置成以至少部分地基于吸附剂材料的吸附能力的流率将吸附剂材料引导通过所述穿孔管阵列。6.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述固体进料系统配置成引导基本上连续的吸附剂材料流通过所述穿孔管阵列。7.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述固体进料系统配置成引导根据进气空气的特性选择的吸附剂材料。8.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，吸附剂材料包括碳基材料、钙基材料和干燥剂材料中的至少一种。9.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述系统还包括监测装置，用于监测穿孔管阵列上游和下游的进气空气的参数。10.根据权利要求9所述的过滤系统，其特征在于，监测装置包括第一监测器和第二监测器以及控制器，第一监测器和第二监测器可操作地连接到控制器。11.根据权利要求10所述的过滤系统，其特征在于，第一监测器相对于进气空气流定位在穿孔管阵列的上游，以及其中第二监测器相对于进气空气流定位在穿孔管阵列的下游。12.根据权利要求11所述的过滤系统，其特征在于，第一监测器和第二监测器中的至少一个包括石英晶体微天平。13.一种燃气涡轮发动机组合件，包括：过滤器室，所述过滤器室包括：与进气空气流处于流动连通的穿孔管阵列，其中每个穿孔管包括固体入口和固体出口；固体进料系统，所述固体进料系统包括进料管线，所述进料管线与固体入口流动连通地联接并且配置成引导吸附剂材料通过所述阵列中的每个穿孔管，其中吸附剂材料配置成去除夹带在与所述过滤器室的出口联接的管道中的进气空气流中的气态污染物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·泰勒，S·D·海纳，P·S·布莱恩特，
申请(专利权)人：BHA阿尔泰有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US