用于利用燃气涡轮机室通风排放空气的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及用于利用燃气涡轮机室通风排放空气的系统和方法。
【背景技术】
[0002]燃气涡轮发动机在全球用于发电或者作为机械驱动器用于在多种气候条件下操作设备。冷环境温度和高湿度条件下的操作通常造成入口过滤器壳体部件和压缩机部件上结冰。当与减小的负载或输出操作联接时，压缩机空气动力学应力也在这些低环境温度条件下增大。由于燃烧器贫操作限制，在低环境温度条件下，燃气涡轮机关机也受到限制，从而产生过量排放。此外，获得减小的负载所需的压缩机入口引导叶片关闭不期望地使燃气涡轮机效率降低。
【发明内容】
[0003]上述需要和/或问题中的一些或全部都可以通过本发明的某些实施例来解决。本发明提供用于利用燃气涡轮机室通风排放空气的系统和方法。
[0004]在一个实施例中，一种系统可以包括燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机具有压缩机。该系统还可以包括围绕燃气涡轮发动机布置的燃气涡轮机室。此外，该系统可以包括与压缩机流体连通的入口放气加热(IBH)歧管。该燃气涡轮机室可以与IBH歧管流体连通，以用于向IBH歧管提供来自燃气涡轮机室的通风排放空气。
[0005]在另一个实施例中，本发明提供一种用于利用燃气涡轮机室通风排放空气的方法。该方法包括过滤被提供给燃气涡轮机室的空气以及将来自燃气涡轮机室的通风排放空气提供给IBH歧管。
[0006]在又一个实施例中，本发明提供一种用于利用燃气涡轮机室通风排放空气的系统。该系统包括压缩机、与压缩机连通的燃烧器、以及与燃烧器连通的涡轮机。该系统还包括燃气涡轮机室，该燃气涡轮机室围绕压缩机、燃烧器、和涡轮机中的一个或多个布置。此夕卜，该系统包括IBH歧管，该IBH歧管与压缩机流体连通。燃气涡轮机室可以与IBH歧管流体连通，以用于向IBH歧管提供来自燃气涡轮机室的通风排放空气。
[0007]对于本领域技术人员而言，通过以下的详细描述、附图、和所附权利要求，本发明的这些和其它的实施例、方面、以及特征将变得显而易见。
【附图说明】
[0008]现在将参照附图，附图不必成比例。
[0009]图1是根据一个或多个实施例的系统的示意图。
[0010]图2是根据一个或多个实施例的系统的示意图。
[0011]图3是根据一个或多个实施例的控制系统的实施例的示意图。
[0012]图4是示出了根据一个或多个实施例的方法的流程图。
[0013]图5是示出了根据一个或多个实施例的方法的流程图。
[0014]图6是示出了根据一个或多个实施例的方法的流程图。
[0015]图7是示出了根据一个或多个实施例的方法的流程图。
[0016]图8是示出了根据一个或多个实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]现在参照附图，其中相似的附图标记遍及若干附图中表示相似的元件，图1是用于利用燃气涡轮机室通风排放空气的系统100的示例性实施例。该系统100可以包括一个或多个燃气涡轮发动机102。每个燃气涡轮发动机102都可以包括压缩机104、燃烧器106、和涡轮机108。压缩机104可以压缩进入气流。压缩机104可以将压缩气流传送到燃烧器106，在该燃烧器处，压缩气流与压缩燃料流混合。可以点燃空气/燃料混合物以产生燃烧气体流。燃烧气体流可以被传送到涡轮机108。燃烧气体流可以驱动涡轮机108以产生机械功。在涡轮机108中产生的机械功可以驱动压缩机104和外部负载，例如发电机等。可以通过排气子系统110等将燃烧气体流排放到烟囱、热回收蒸汽发生器、或者通过其它方式进行处理。
[0018]燃气涡轮发动机102可以使用天然气、各种类型的合成气、以及/或者其它类型的燃料。燃气涡轮发动机102可以是多种不同的燃气涡轮发动机(例如由纽约斯卡奈塔第的通用电气公司提供的燃气涡轮发动机等)中的任意一种。燃气涡轮发动机102可以具有不同构造并且可以使用其它类型的部件。本文中也可以使用其它类型的燃气涡轮发动机。本文中还可以一起使用多个燃气涡轮发动机、其它类型的涡轮机、以及其它类型的发电设备。
[0019]燃气涡轮发动机102可以包括过滤器壳体112。该过滤器壳体112可以包括一个或多个过滤器组件，该一个或多个过滤器组件具有从被引导至燃气涡轮发动机102的环境进入空气116去除水气和/或颗粒物质(例如粉尘和/或碎肩)的多个入口空气过滤器114。本文中可以使用其它的过滤器组件。
[0020]在一些情况下，IBH(入口放气加热)歧管118可以与压缩机104流体连通。例如，压缩机104的出口可以通过至少一根管道120与IBH歧管118流体连通。管道120可以向IBH歧管118提供压缩机放气。通过该方式，一部分压缩机排放空气可以再循环回到压缩机104的入口。再循环压缩机排放空气可以与更冷的环境进入空气116混合。在一些情况下，放气控制阀122可以被布置在压缩机104的出口与IBH歧管118之间。放气控制阀122可以被构造成调节被提供给IBH歧管118的压缩机放气。此外，压缩机104可以包括一个或多个入口引导叶片124。
[0021]燃气涡轮发动机102可以完全或部分地由燃气涡轮机室126封闭。在燃气涡轮发动机102操作期间，废热可以被释放到燃气涡轮机室126中，该废热接着可以对燃气涡轮机室126内的空气进行加热。在一些情况下，系统100可以利用来自燃气涡轮机室126的废热。例如，至少一根管道128可以将燃气涡轮机室126与IBH歧管118流体联接。通过该方式，可以向IBH歧管118供给来自燃气涡轮机室126的通风排放空气。在一些情况下，加热通风排放空气可以在IBH歧管118处与较冷的环境进入空气116混合。
[0022]可以通过围绕管道128布置的至少一个提取鼓风机130 (或排气风扇)从燃气涡轮机室126提取来自燃气涡轮机室126的通风排放空气。S卩，提取鼓风机130可以将加热空气从燃气涡轮机室126抽出。在一些情况下，可以将来自燃气涡轮机室126的加热空气供给到IBH歧管118。例如，通风排放空气控制阀132可以被布置在燃气涡轮机室126与IBH歧管118之间。通风排放空气控制阀132可以被构造成调节被提供给IBH歧管118的通风排放空气。
[0023]在其它情况下，来自燃气涡轮机室126的加热空气可以被排放到大气中。例如，至少一根管道134可以将燃气涡轮机室126与大气流体联接。在一些情况下，通气控制阀136可以被布置在燃气涡轮机室126与大气之间。通气控制阀136可以被构造成调节被通入到大气中的来自燃气涡轮机室126的通风排放空气。在一些情况下，一部分通风排放空气可以被通入到大气中，而另一部分通风排放空气可以被供给到IBH歧管118。
[0024]在某些实施例中，压缩机放气和通风排放空气可以混合在一起。例如，通风排放空气控制阀132和/或放气控制阀122可以被调节以向IBH歧管118提供来自燃气涡轮机室126的压缩机放气和/或通风排放空气的混合物。
[0025]可以向燃气涡轮机室126供给过滤和/或未过滤空气。例如，至少一根管道138可以将过滤器壳体112与燃气涡轮机室126流体联接。通过该方式，可以向燃气涡轮机室126提供来自过滤器壳体112的过滤空气。在其它情况下，燃气涡轮机室126可以与这样的过滤器连通:该过滤器与过滤器壳体112分开。S卩，燃气涡轮机室126可以具有其专用过滤器组件。在一些情况下，过滤空气控制阀140可以被布置在过滤器壳体112与燃气涡轮机室126之间。过滤空气控制阀140可以被构造成调节被提供给燃气涡轮机室126的过滤空气。
[0026]在其它情况下，燃气涡轮机室126可以通过至少一根管道142与大气流体连通，使得可以向燃气涡轮机室126供给未过滤空气。例如，未过滤空气控制阀144可以被布置在燃气涡轮机室126与大气之间。未过滤空气控制阀144可以被构造成调节被提供给燃气涡轮机室126的未过滤空气。在某些实施例中，过滤和未过滤空气可以混合在一起。例如，过滤空气控制阀140和/或未过滤空气控制阀144可以被调节以向燃气涡轮机室126提供过滤和未过滤空气的混合物。
[0027]在一些情况下，额外的废热源可以结合来自燃气涡轮机室126的废热或者作为该来自燃气涡轮机室的废热的替代使用。例如，如图2中所示，可以使用来自空气冷却发电机146和/或开关设备室148的废热(例如加热空气)。在一些情况下，至少一根管道150可以将IBH歧管118与燃气涡轮机室126、空气冷却发电机146、和/或开关设备室148流体联接。此外，提取鼓风机130可以将加热空气抽出燃气涡轮机室126、空气冷却发电机146、和/或开关设备室148之外。此外，一个或多个控制阀(未示出)可以围绕一个或多个管道150布置以控制其中的流或流的组合。
[0028]如图3中所示，放气控制阀122、通风排放空气控制阀132、通气控制阀136、过滤空气控制阀140、和/或未过滤空气控制阀144的位置可以由控制器152控制。该控制器152还可以控制提取鼓风机130。此外，控制器152可以从围绕多根管道、过滤器壳体112、入口空气过滤器114、IBH歧管118、压缩机104等布置的一个或多个传感器接收输入。控制器152可以被构造成激活一个或多个致动器。控制器152可以是独立控制器或者与燃气涡轮机控制系统结合在一起。控制器152可以包括至少存储器以及一个或多个处理单元(或处理器(多个处理器))。处理器(多个处理器)可以以硬件、软件、固件或其组合适当地实现。处理器(多个处理器)的软件或固件实现可以包括以任何合适的编程语言编写以执行本文中