用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的脫機(jī)清洗系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)和所得的專利大體上涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及用于有效清洗和施加表面成膜劑到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)件上的脫機(jī)(或離線，Off - line)清洗系統(tǒng)及相關(guān)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)操作時(shí)，氣載污染物可累積在發(fā)動(dòng)機(jī)的各種內(nèi)部構(gòu)件上，例如壓縮機(jī)的葉片和導(dǎo)葉。盡管燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可包括入口空氣過(guò)濾系統(tǒng)，但一定程度的污染物累積可能是不可避免的并且可取決于操作地點(diǎn)處的各種環(huán)境條件。常見(jiàn)的污染物可包括穿過(guò)入口空氣過(guò)濾系統(tǒng)的少量灰塵和碎肩以及不可過(guò)濾的烴基材料，例如煙霧、煤灰、油脂、油膜和有機(jī)物蒸氣。隨著時(shí)間的推移，累積在壓縮機(jī)葉片和導(dǎo)葉上的污染物可限制氣流穿過(guò)壓縮機(jī)，并且可轉(zhuǎn)變翼型件模型(pattern)。以此方式，此種累積可不利地影響壓縮機(jī)的性能和效率，且因此影響燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的總體性能和效率，特別是導(dǎo)致降低功率輸出、增加燃料消耗和提高操作成本。
[0003]為了減少污染物累積，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可包括用于從壓縮機(jī)葉片和導(dǎo)葉除去污染物顆粒的水清洗系統(tǒng)。例如，聯(lián)機(jī)(或在線)的水清洗系統(tǒng)可用于通過(guò)水流例如軟化水來(lái)從壓縮機(jī)葉片和導(dǎo)葉除去污染物顆粒，同時(shí)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)以全速操作并加載。聯(lián)機(jī)水清洗系統(tǒng)可經(jīng)由聯(lián)機(jī)歧管將水流輸送至壓縮機(jī)的上游，該歧管包括圍繞壓縮機(jī)的鐘形口定位的噴嘴。噴嘴可在該相對(duì)較低速度空氣的區(qū)域中產(chǎn)生水滴的噴霧(spray mist)，并且由操作的壓縮機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓可將噴霧汲取成與壓縮機(jī)葉片和導(dǎo)葉接觸以除去污染物。
[0004]脫機(jī)水清洗系統(tǒng)可采用類似的方式用來(lái)通過(guò)水流和清潔劑更有效地除去污染物顆粒，同時(shí)燃?xì)獾溳啺l(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)或以轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪速度(turning gear speed)操作并且未加載。脫機(jī)水清洗系統(tǒng)可經(jīng)由脫機(jī)歧管將水流和清潔劑輸送至壓縮機(jī)上游，該歧管包括圍繞壓縮機(jī)的鐘形口定位的噴嘴。在某些實(shí)施例中，水清洗系統(tǒng)可構(gòu)造成以聯(lián)機(jī)模式或脫機(jī)模式操作。以此方式，聯(lián)機(jī)清洗可定期地實(shí)施以在操作計(jì)劃不允許停機(jī)時(shí)間以便執(zhí)行更有效的脫機(jī)清洗時(shí)提高燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和效率。聯(lián)機(jī)和脫機(jī)清洗的頻率和持續(xù)時(shí)間可取決于操作地點(diǎn)處的污染物累積的程度和環(huán)境條件而變化。
[0005]盡管常規(guī)的水清洗系統(tǒng)和方法可在從先前壓縮機(jī)級(jí)的葉片和導(dǎo)葉除去污染物方面有效，但此類系統(tǒng)和方法通常在從隨后壓縮機(jī)級(jí)的葉片和導(dǎo)葉除去污染物方面不太有效，因?yàn)樗骱颓鍧崉┐篌w上圍繞壓縮機(jī)的鐘形口噴射。此外，在以此類系統(tǒng)和方法清洗之后，多余量的水和清潔劑可留在壓縮機(jī)葉片和導(dǎo)葉上，這可對(duì)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的隨后重啟和操作具有不利影響。多余量的水和清潔劑還可促進(jìn)表面銹蝕、腐蝕或污染物隨后累積在壓縮機(jī)葉片和導(dǎo)葉上。進(jìn)一步地，由常規(guī)水清洗系統(tǒng)和方法提供的性能增益可具有受限的持續(xù)時(shí)間，需要以水清洗系統(tǒng)或手動(dòng)進(jìn)行頻繁的清洗來(lái)保持充分的性能，這最終可增加燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的總體操作成本。
[0006]因此，期望改善用于從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)件例如壓縮機(jī)葉片和導(dǎo)葉除去污染物的清洗系統(tǒng)及方法。具體而言，此類改善的清洗系統(tǒng)和方法應(yīng)當(dāng)有效地從所有壓縮機(jī)級(jí)(特別是隨后的壓縮機(jī)級(jí))的葉片和導(dǎo)葉除去污染物，同時(shí)還抑制表面銹蝕、腐蝕和污染物隨后累積在壓縮機(jī)葉片和導(dǎo)葉上。進(jìn)一步地，相比于常規(guī)清洗系統(tǒng)和方法，此類改善的清洗系統(tǒng)和方法應(yīng)當(dāng)增加由此提供的性能增益的持續(xù)時(shí)間，且因此降低保持燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的充分性能所需的清洗頻率。最終，此類改善的清洗系統(tǒng)和方法將提高燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和性能并且降低總體操作成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本申請(qǐng)和所得的專利提供了一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的清洗系統(tǒng)。該清洗系統(tǒng)可包括在其中包含大量水的水源，以及在其中包含大量表面成膜劑的表面成膜劑源。清洗系統(tǒng)還可包括與水源和表面成膜劑源成流體連通的混合室，其中混合室構(gòu)造成在其中混合水和表面成膜劑以產(chǎn)生膜形成混合物。清洗系統(tǒng)還可包括與混合室成流體連通的霧化裝置，其中霧化裝置構(gòu)造成形成膜形成混合物和推進(jìn)劑的氣霧噴霧(aerosol spray)。清洗系統(tǒng)還可包括與霧化裝置成流體連通的多個(gè)供應(yīng)管線，其中供應(yīng)管線構(gòu)造成將氣霧噴霧引導(dǎo)到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0008]本申請(qǐng)和所得的專利還提供了清洗燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)以從其除去污染物的方法。該方法可包括以下步驟:將清潔混合物引導(dǎo)穿過(guò)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣抽取系統(tǒng)，將清潔混合物施加到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)件，以及從內(nèi)部構(gòu)件沖洗清潔混合物。清潔混合物可包括水和清潔劑。該方法還可包括以下步驟:引導(dǎo)膜形成混合物和推進(jìn)劑的氣霧噴霧穿過(guò)空氣抽取系統(tǒng)，將氣霧噴霧施加到內(nèi)部構(gòu)件上，以及干燥膜形成混合物以在內(nèi)部構(gòu)件上形成保護(hù)膜。膜形成混合物可包括水和表面成膜劑。
[0009]本申請(qǐng)和所得的專利還提供了一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和清洗系統(tǒng)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)可包括壓縮機(jī)、與壓縮機(jī)連通的燃燒器、與燃燒器連通的渦輪，以及與壓縮機(jī)和渦輪連通的空氣抽取系統(tǒng)。該清洗系統(tǒng)可包括在其中包含大量水的水源，以及在其中包含大量表面成膜劑的表面成膜劑源。清洗系統(tǒng)還可包括與水源和表面成膜劑源成流體連通的混合室，其中混合室構(gòu)造成在其中混合水和表面成膜劑以產(chǎn)生膜形成混合物。清洗系統(tǒng)還包括與混合室成流體連通的霧化裝置，其中霧化裝置構(gòu)造成形成膜形成混合物和推進(jìn)劑的氣霧噴霧。清洗系統(tǒng)還可包括與霧化裝置和空氣抽取系統(tǒng)成流體連通的多個(gè)多個(gè)供應(yīng)管線，其中供應(yīng)管線構(gòu)造成經(jīng)由空氣抽取系統(tǒng)將氣霧噴霧引導(dǎo)到壓縮機(jī)和渦輪中。
[0010]技術(shù)方案1.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的清洗系統(tǒng)，所述清洗系統(tǒng)包括:
在其中包含大量水的水源；
在其中包含大量表面成膜劑的表面成膜劑源；
與所述水源和所述表面成膜劑源成流體連通的混合室，其中，所述混合室構(gòu)造成在其中混合所述水和所述表面成膜劑以產(chǎn)生膜形成混合物；
與所述混合室成流體連通的霧化裝置，其中，所述霧化裝置構(gòu)造成形成所述膜形成混合物和推進(jìn)劑的氣霧噴霧；以及
與所述霧化裝置成流體連通的多個(gè)供應(yīng)管線，其中，所述供應(yīng)管線構(gòu)造成將所述氣霧噴霧引導(dǎo)至所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0011]技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的清洗系統(tǒng)，其特征在于，所述表面成膜劑包括氟代硅烷和附加硅烷。
[0012]技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的清洗系統(tǒng)，其特征在于，所述附加硅烷選自由氫硫基硅烷、氨基硅烷、四乙基原硅酸酯和琥珀酸酐硅烷構(gòu)成的集合。
[0013]技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案1所述的清洗系統(tǒng)，其特征在于，所述表面成膜劑包括硅烷和氫硫基硅烷。
[0014]技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案1所述的清洗系統(tǒng)，其特征在于，所述膜形成混合物為液體混合物。
[0015]技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案1所述的清洗系統(tǒng)，其特征在于，所述供應(yīng)管線包括構(gòu)造成將所述氣霧噴霧引導(dǎo)至所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)鐘形口的鐘形口供應(yīng)管線。
[0016]技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案1所述的清洗系統(tǒng)，其特征在于，所述供應(yīng)管線包括構(gòu)造成將所述氣霧噴霧引導(dǎo)至所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)的一個(gè)或多個(gè)級(jí)的壓縮機(jī)供應(yīng)管線。
[0017]技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案1所述的清洗系統(tǒng)，其特征在于，所述供應(yīng)管線包括構(gòu)造成將所述氣霧噴霧引導(dǎo)至所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪的一個(gè)或多個(gè)級(jí)的渦輪供應(yīng)管線。
[0018]技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案1所述的清洗系統(tǒng)，其特征在于，所述清洗系統(tǒng)還包括在其中包含大量清潔劑的清潔劑源，其中，所述混合室與所述清潔劑源成流體連通并且構(gòu)造成在其中混合所述水和所述清潔劑以產(chǎn)生清潔混合物，并且其中，所述供應(yīng)管線構(gòu)造成將所述清潔混合物引導(dǎo)到所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0019]技術(shù)方案10.—種清洗燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)以從其除去污染物的方法，所述方法包括:
引導(dǎo)清潔混合物穿過(guò)所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣抽取系統(tǒng)，其中，所述清潔混合物包括水和清潔劑；
將所述清潔混合物施加至所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)件；
從所述內(nèi)部構(gòu)件沖洗所述清潔混合物；
引導(dǎo)膜形成混合物和推進(jìn)劑的氣霧噴霧穿過(guò)所述空氣抽取系統(tǒng)，其中，所述膜形成混合物包括水和表面成膜劑；
將所述氣霧噴霧施加至所述內(nèi)部構(gòu)件；以及干燥所述膜形成混合物以在所述內(nèi)部構(gòu)件上形成保護(hù)膜。
[0020]技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案10所述的方法，其特征在于，所述表面成膜劑包括氟代硅烷和附加硅烷。
[0021]技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述表面成膜劑包括硅烷和氫硫基硅烷。
[0022]技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案10所述的方法，其特征在于，所述膜形成混合物為液體混合物。
[0023]技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括引導(dǎo)所述膜形成混合物和所述推進(jìn)劑的氣霧噴霧穿過(guò)鐘形口供應(yīng)管線至所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)鐘形口。
[0024]技術(shù)方案15.—種燃?xì)獾溳啺l(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括: 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括:
壓縮機(jī)；
與所述壓縮機(jī)連通的燃燒器；
與所述燃燒器連通的渦輪；以及
與所述壓縮機(jī)和所述渦輪連通的空氣抽取系統(tǒng)；
清洗系統(tǒng)，所述清洗系統(tǒng)包括:
在其中包含大量水的水源；
在其中包含大量表面成膜劑的表面成膜劑源；
與所述水源和所述表面成膜劑源成流體連通的混合室，其中，所述混合室構(gòu)造成在其中混合所述水和所述表面成