專利名稱：燃氣輪機入口過濾間的清潔設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于燃氣輪機入口過濾間(濾過部，filter house)元件的自動 脈沖清潔系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了提供安全和高效的操作，進入用于發(fā)電應(yīng)用的燃氣輪機的空氣要進行過濾。 燃氣輪機空氣入口系統(tǒng)可包括入口過濾間和相關(guān)的管道。主環(huán)境空氣入口通向連接到燃氣 輪機入口上的縮減式出口上。加熱空氣經(jīng)由定位在入口管中、位于一個或多個常規(guī)消音器 和燃氣輪機入口下游的歧管引入。熱空氣從燃氣輪機的壓縮機流出且經(jīng)由導(dǎo)管運送至歧 管，這通過減壓閥予以控制。從燃氣輪機的壓縮機流出的熱空氣還可與環(huán)境空氣相混合。入口過濾間用于在入口空氣到達渦輪之前從其中過濾出不合需要的顆粒。例如， 參見美國專利No. 6，875，256和美國公開申請No. 2009/0107337A1。在典型的裝備中，取 決于輪機的構(gòu)架大小，可存在處于大約300個至大約800個之間的過濾器元件附接到管板 (tube sheet)上且自其凸出。還提供了系統(tǒng)用于通常以避免停機的程序序列周期性地且自動地清潔這些過濾 器元件。此類系統(tǒng)在潮濕且多灰的一些地理區(qū)域特別重要，在這些區(qū)域，泥類沉積物會累積 在過濾器元件的外部上。在一些公知的脈沖清潔系統(tǒng)中，空氣供送管路或歧管延伸越過管 板，而圓錐形的空氣脈沖噴射器或噴嘴插入在各過濾器元件出口處的管路開孔中。噴嘴關(guān) 于過濾器元件出口居中，且設(shè)計成將清潔空氣的脈沖引導(dǎo)到過濾器元件中(與經(jīng)過過濾器 元件的正常入口空氣流動相反)，從而移除累積在元件外部上的任何固體顆粒。然而，當過 濾器元件構(gòu)造成沿軸向具有不同形狀時，此類布置就不是特別有效。例如，一種常用過濾器 元件在其遠離管板的入口端具有圓柱形區(qū)段，而在其連結(jié)到管板上的出口端處具有圓錐形 區(qū)段。從過濾器元件出口處的單個圓錐形噴射器或噴嘴所發(fā)出的脈沖清潔空氣的空氣流動 型式(形狀，pattern)不會有效地清潔此種類型的過濾器元件的這兩個區(qū)段。仍然需要一種特別適用于燃氣輪機入口過濾間中常用的形狀不同的多區(qū)段式入 口過濾器的脈沖清潔系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個示例性而非限制性的實施例，提供了一種用于具有入口和出口 的一個或多個中空過濾器元件的脈沖清潔系統(tǒng)，該脈沖清潔系統(tǒng)包括空氣供送歧管，其適 于延伸越過過濾器元件的出口 ；導(dǎo)管，其大致垂直于該歧管延伸且適于延伸到過濾器元件 中，該導(dǎo)管沿其長度尺寸設(shè)有多個空氣噴射孔，以及安裝在其遠端末梢上的脈沖空氣噴嘴。在另一示例性而非限制性的方面，本發(fā)明涉及一種燃氣輪機入口過濾間，其包括 具有入口側(cè)和出口側(cè)的殼體；形成出口側(cè)上的壁的管板，該管板支承延伸到殼體中的多個 中空過濾器元件，該多個中空過濾器元件中的各個均具有入口和出口 ；沿管板延伸的清潔 空氣供送歧管，其中，支管從該歧管大致垂直地延伸到各個中空過濾器元件中，該支管沿其
3長度尺寸設(shè)有多個空氣噴射孔。在又一示例性而非限制性的方面，本發(fā)明涉及一種清潔過濾器元件的方法，該方 法包括(a)在壓力下經(jīng)由鄰近過濾器元件出口端的空氣供送歧管供送空氣；以及(b)在壓 力下于過濾器元件內(nèi)的各個沿軸向間隔開的位置處從歧管噴射空氣?，F(xiàn)在將結(jié)合以下標識的附圖來描述本發(fā)明。


圖1為公知的燃氣輪機入口過濾間的簡化側(cè)視圖；圖2為示出用于圖1中所示的入口過濾間的公知過濾器元件的局部剖面?zhèn)纫晥D；圖3為大致如圖2中所示的入口過濾器的局部透視圖，而且還示出了對于過濾器 的公知脈沖清潔布置；以及圖4為類似于圖3的視圖，但示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性而非限制性的實施例的 脈沖清潔布置。零件清單
10入口過濾間
12殼體
14入口罩蓋
16管板
18過濾器元件
20圓柱形區(qū)段
22圓錐形區(qū)段
24入口
26出口
28內(nèi)部三角架結(jié)構(gòu)
30供送歧管或管路
32脈沖噴射器或噴
34歧管
36支管或?qū)Ч?br> 38空氣噴射孔
40脈沖空氣噴嘴
42噴嘴
具體實施例方式
參看圖1和圖2，典型的燃氣輪機入口過濾間10包括具有入口側(cè)的殼體12，該入 口側(cè)設(shè)有多個入口罩蓋14。殼體12具有包括管板16的出口側(cè)，管板16支承以懸臂方式凸 入殼體12中的多個(通常數(shù)百個)筒型中空過濾器元件18。各過濾器元件18(圖2中最 佳可見)形成有大致圓柱形區(qū)段20和圓錐形區(qū)段22。圓柱形區(qū)段20的自由端用作過濾器 元件入口 24，而圓錐形區(qū)段22的擴大端用作過濾器元件出口 26，該出口 26通過任何適合 的方式連接到管板16上。內(nèi)部三角架結(jié)構(gòu)28可用于支承和加強過濾器元件。在正常操作
4中，通向渦輪的入口空氣經(jīng)由入口罩蓋14流入入口過濾間10中，且沿箭頭A指出的流動方 向流過多個過濾器元件18。圖3部分地示出了公知的脈沖清潔系統(tǒng)，其中，清潔空氣供送歧管或管路30旁靠 管板16延伸，與過濾器元件18自其凸出的一側(cè)相反，并越過過濾器元件出口 26。對于各過 濾器元件18，圓錐形脈沖噴射器或噴嘴32安裝在形成于歧管30中的開孔內(nèi)，且在過濾器 元件出口 26內(nèi)大致居中。因此，脈沖噴射器或噴嘴定位成用以將清潔空氣的高壓脈沖(例 如，處于大約IOOpsi)以大致圓錐形的流動型式噴射到過濾器元件18中，該流動型式與過 濾器元件區(qū)段22的圓錐形狀相反。結(jié)果，該布置對于清潔粘附在管板16近旁的過濾器元 件的圓錐形區(qū)段22外側(cè)上和粘附在圓柱形區(qū)段20遠端處的固體并非特別有效。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性而非限制性實施例的脈沖清潔設(shè)備。該過濾器元 件18與圖3中所示的相同，且其相對于管板16的定向仍為先前所述的那樣。新的空氣供 送歧管34延伸越過過濾器元件出口 26，而支管36 (或可為撓性或剛性且由各種適合材料形 成的其它適合的導(dǎo)管或其等同物，或用于將空氣良好地供送到管區(qū)段中的任何其它同等器 件)從空氣供送歧管34(先前在此固定了諸如噴嘴32的噴嘴)的開孔中大致垂直于歧管 延伸。支管36延伸到過濾器元件18中至少等于圓錐形區(qū)段22的長度的距離，以及延伸到 圓柱形區(qū)段20中(優(yōu)選為遠到三角架結(jié)構(gòu)28所容許的)。多個空氣噴射孔38大致沿支管 36的整個長度布置，以便將清潔空氣脈沖供送到過濾器元件18的兩個區(qū)段20，22的內(nèi)部。 此外，可具有的尺寸和形狀類似于上文所述的噴嘴32的噴射器元件或噴嘴40可安裝在支 管36的遠端末梢上，以便將附加的清潔脈沖供送到入口過濾器元件18的圓柱形區(qū)段20的 遠端中?？諝鈬娚淦骺?8可按需布置，但一種有效的布置是將孔定位成4個沿軸向間隔開 的組合。例如，該組合可間隔開2英寸，而各孔均可具有大約1/2英寸的直徑。在各組合中， 空氣噴射器孔沿圓周方向間隔開大約90°。各孔38均可安裝有噴嘴42，該噴嘴42類似于 但小于噴嘴32，40，但也設(shè)計成以擴大的圓形型式輸送清潔空氣脈沖。因此，沿軸向間隔型 式的噴嘴42 (圖4中示出了一個)有效地清潔了圓錐形區(qū)段22和過濾器元件圓柱形區(qū)段 20的相鄰部分，而定位在支管36末梢處的噴嘴40有效地清潔了圓柱形區(qū)段20的剩余遠端 部分。此外，上述布置容許系統(tǒng)壓力從大約IOOpsi減小至大約40-50psi，或按工程需要減將應(yīng)理解的是，上述布置對附接到管板16上的各個過濾器元件18進行了復(fù)制。此 外，本發(fā)明能夠在不必移除用于清潔過濾器元件的大量且復(fù)雜的歧管的管體陣列的情況下 而予以實現(xiàn)。換言之，如上文所述，可使用相同的歧管管體，且通過用其自身安裝有噴嘴40， 42陣列的支管36來替代各噴嘴32而簡單地改變。還將應(yīng)理解的是，本發(fā)明不限于本文所述的入口過濾間構(gòu)成。也不限于結(jié)合任何 特定過濾器元件使用。此外，歧管的精確位置和定向可按需改變，而空氣脈沖清潔孔38的 數(shù)目、尺寸、形狀、位置、間距和布置可在本發(fā)明的范圍內(nèi)變化。盡管本發(fā)明已結(jié)合當前認作是一個最為實用和優(yōu)選的實施例進行了描述，但應(yīng)當 理解，本發(fā)明不限于所公開的實施例，而相反的是旨在涵蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和 范圍內(nèi)的多種修改和同等布置。
權(quán)利要求
1.一種用于具有入口(24)和出口(26)的一個或多個中空過濾器元件(18)的脈沖清 潔系統(tǒng)，所述脈沖清潔系統(tǒng)包括適于延伸越過所述過濾器元件(18)的出口(26)的空氣供 送歧管(34)、大致垂直于所述歧管延伸且適于延伸到所述過濾器元件中的導(dǎo)管(36)，所述 導(dǎo)管(36)沿其長度尺寸設(shè)有多個空氣噴射孔(38)，以及在其遠端末梢上的脈沖空氣噴嘴 (40)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述多個空氣噴射孔(38)布置 成沿軸向間隔開的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖清潔系統(tǒng)，其特征在于，各所述沿軸向間隔開的組合均 包括圍繞所述導(dǎo)管沿周向間隔開的所述多個空氣噴射孔(38)中的4個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖清潔系統(tǒng)，其特征在于，在所述末梢處的所述脈沖空氣 噴嘴(40)構(gòu)造成以擴大的圓形型式輸送清潔空氣脈沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖清潔系統(tǒng)，其特征在于，沿所述長度尺寸的所述多個空 氣噴射孔(38)均安裝有構(gòu)造成以擴大的圓形型式輸送清潔空氣脈沖的噴嘴(42)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈沖清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述沿軸向間隔開的組合的所 述4個孔(38)中的各個均安裝有構(gòu)造成以擴大的圓形型式輸送清潔空氣脈沖的噴嘴(42)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖清潔系統(tǒng)，其特征在于，沿所述長度尺寸的所述多個空 氣噴射孔(38)分別安裝有構(gòu)造成以擴大的圓形型式輸送清潔空氣脈沖的噴嘴(42)。
8.一種清潔過濾器元件的方法，包括(a)在壓力下經(jīng)由所述過濾器元件(18)的出口端(26)附近的空氣供送歧管(34)供送 空氣；以及(b)在壓力下于所述過濾器元件(18)內(nèi)的各個位置處從連接到所述歧管(34)上的支 管(36)噴射所述空氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括從沿所述支管(36)的長 度的沿軸向間隔開的位置和從所述支管的末梢將空氣脈沖噴射到所述過濾器元件(18)的 內(nèi)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述過濾器元件(18)由遠離所述出口 (26)的圓柱形區(qū)段(20)和鄰近所述出口(26)的圓錐形區(qū)段(22)形成，以及其中，所述支 管(36)從所述歧管(34)至少延伸到所述圓柱形區(qū)段(20)的一部分中，以及其中，步驟(b) 還包括在壓力下從所述末梢處的脈沖空氣噴嘴(40)將所述空氣脈沖噴射到所述圓柱形區(qū) 段(20)的剩余部分中。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃氣輪機入口過濾間的清潔設(shè)備和方法。具體而言，一種用于具有入口(24)和出口(26)的一個或多個中空過濾器元件(18)的脈沖清潔系統(tǒng)，包括適于延伸越過過濾器元件(18)的出口(26)的空氣供送歧管(34)、大致垂直于歧管延伸且適于延伸到過濾器元件中的導(dǎo)管(36)，該導(dǎo)管(36)形成為或設(shè)有沿其長度尺寸的多個空氣噴射孔(38)，且還設(shè)有安裝在導(dǎo)管遠端末梢上的脈沖空氣噴嘴(40)。
文檔編號B01D46/42GK102000466SQ201010277438
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者E·拉米 申請人:通用電氣公司