用於燃氣渦輪機殼體中的氣體積累檢測和通風系統以及方法與流程
2023-05-02 18:14:21 1
本發明涉及燃氣渦輪機，更具體地涉及一種用於燃氣渦輪機殼體的氣體積累檢測和通風系統以及方法。
背景技術：
常規燃氣渦輪機系統包括壓縮機、燃燒器和渦輪機。在常規燃氣渦輪機系統中，壓縮空氣從壓縮機提供給燃燒器。進入燃燒器的空氣與燃料混合併且燃燒。燃燒的熱氣體從燃燒器流動到渦輪機以驅動燃氣渦輪機系統並且發電。
燃氣渦輪機大體上容納在殼體(enclosures)中，所述殼體包括用於保護和保持系統的各種特徵。典型的現有技術的殼體包括用多個螺母/螺栓緊固件圍繞頂部的周邊螺栓連接到四個側壁的頂部或頂壁。頂部和側壁因此形成大體中空、矩形殼體。
用於燃氣渦輪機的較重氣體燃料(heaviergasfuels)由於安全問題需要特別考慮，原因是較重氣體燃料(如丙烷(propane)、丁烷(butane)等)可以積累在燃氣渦輪機殼體的底板上。燃氣渦輪機包括用於將燃料輸送到燃氣渦輪機的許多管和連接，導致殼體內的潛在洩漏點(potentialleakpoints)。
現有的通風系統產生通過燃氣渦輪機殼體的空氣流動，但是系統典型地不將進入流動集中在殼體底板上，它們也不提供足以抽取較重燃料的通風。這是由於天然氣比空氣略輕，並且因此傾向於上浮。現有的系統包括在排氣管中的一個傳感器或多個傳感器以檢測廢氣中的燃料分子。如果傳感器檢測到洩漏，取決於燃料氣體洩漏的水平，燃氣渦輪機控制系統將報警或跳閘使機器停機。
將期望檢測鄰近燃氣渦輪機的底板的洩漏積累並且配置更有效的通風系統。
技術實現要素：
在示例性實施例中，一種用於燃氣渦輪機殼體的氣體積累檢測和通風系統包括鄰近所述燃氣渦輪機殼體的底板(afloorofthegasturbineenclosure)定位的管陣列(apipearray)、包括風扇和空氣流動出口和空氣流動入口的通風組件(aventilationassembly)以及危險氣體傳感器面板(ahazardousgassensorpanel)。所述管陣列包括具有在其中的至少一個開口的至少一個管。所述通風組件的風扇引導空氣流沿著所述燃氣渦輪機殼體的底板掃過(sweepthrough)所述空氣流動入口。與所述管陣列和所述通風組件連通的危險氣體傳感器面板基於來自所述管陣列的輸入檢測所述燃氣渦輪機殼體中的渦輪機燃料氣體的積累水平並且根據檢測到的積累水平啟動所述通風組件。
在較佳實施例中，所述管陣列包括多個管。
在更佳實施例中，所述多個管均包括在其中的多個開口。
在更佳實施例中，所述管陣列包括三個管。
在更佳實施例中，所述管陣列的三個管並行地(inparallel)與返回管連接，所述返回管將從所述燃氣渦輪機殼體虹吸的空氣輸送到所述危險氣體傳感器面板。
在較佳實施例中，所述至少一個管包括在其中的多個開口。
所述的系統較佳地還包括與所述管陣列聯接的抽吸裝置(asuctiondevice)，所述抽吸裝置在所述管陣列上抽真空。
在更佳實施例中，所述抽吸裝置的尺寸被確定成抽吸約1到10cfm的空氣到所述管陣列中。
在較佳實施例中，所述空氣流動入口鄰近所述燃氣渦輪機殼體的底板定位在所述燃氣渦輪機殼體的壁中。
在更佳實施例中，所述空氣流動入口配置成沿著所述燃氣渦輪機殼體的底板引導空氣流動。
在更佳實施例中，所述空氣流動出口定位在所述燃氣渦輪機的頂部中。
在較佳實施例中，當檢測到的積累水平超過預定量時所述危險氣體傳感器面板啟動所述通風組件。
在另一示例性實施例中，一種用於燃氣渦輪機殼體的氣體積累檢測和通風系統包括鄰近所述燃氣渦輪機殼體的底板定位的管陣列，其中所述管陣列具有多個管，所述多個管的每一個具有在其中的多個進入開口。抽吸裝置與所述管陣列聯接並且在所述管陣列上抽真空以經由所述管陣列從所述燃氣渦輪機殼體虹吸環境樣本(siphoninganenvironmentalsample)。通風組件包括風扇和空氣流動出口和空氣流動入口。所述風扇引導空氣流沿著所述燃氣渦輪機殼體的底板掃過所述空氣流動入口。與所述管陣列和所述通風組件連通的危險氣體傳感器面板基於來自所述管陣列的輸入檢測所述燃氣渦輪機殼體中的渦輪機燃料氣體的積累水平並且根據檢測到的積累水平啟動所述通風組件。
在較佳實施例中，所述管陣列包括三個管。
在較佳實施例中，所述管陣列的管並行地與返回管連接，所述返回管將從所述燃氣渦輪機殼體虹吸的空氣輸送到所述危險氣體傳感器面板。
在較佳實施例中，所述空氣流動入口鄰近所述燃氣渦輪機殼體的底板定位在所述燃氣渦輪機殼體的壁中。
在更佳實施例中，所述空氣流動入口配置成沿著所述燃氣渦輪機殼體的底板引導空氣流動。
在更佳實施例中，所述空氣流動出口定位在所述燃氣渦輪機的頂部中。
在又一示例性實施例中，一種用於燃氣渦輪機殼體的檢測和通風方法包括以下步驟：(a)鄰近所述燃氣渦輪機殼體的底板定位管陣列，所述管陣列包括多個管，所述多個管的每一個具有在其中的多個進入開口；(b)在所述管陣列上抽真空並且經由所述管陣列從所述燃氣渦輪機殼體虹吸環境樣本；(c)基於步驟(b)中的來自所述管陣列的輸入檢測所述燃氣渦輪機殼體中的渦輪機燃料氣體的積累水平；以及(d)根據檢測到的積累水平通過沿著所述燃氣渦輪機殼體的底板引導空氣流掃過而啟動通風組件。
在較佳實施例中，當步驟(c)中的檢測到的積累水平超過預定量時通過啟動所述通風組件實施步驟(d)。
附圖說明
圖1是布置在燃氣渦輪機殼體中的燃氣渦輪機的示意圖；以及
圖2顯示可定位在燃氣渦輪機殼體內的示例性管陣列。
具體實施方式
參考圖，系統包含(embodies)殼體通風配置(anenclosureventilationconfiguration)或組件10(圖1)，採樣管陣列(asamplingpipearray)12(圖2)和危險氣體傳感器面板(ahazardousgassensorpanel)14。危險氣體傳感器面板14是己知的，並且將不進一步描述其附加細節。可以使用任何合適的危險氣體傳感器。燃氣渦輪機殼體16包括側壁(sidewalls)18，頂壁(atopwall)20，和底板(afloor)22。燃氣渦輪機gt布置在燃氣渦輪機殼體16內。
通風組件包括空氣流動入口26，和風扇/空氣流動出口28。風扇28和空氣流動入口26引導空氣流沿著燃氣渦輪機殼體16的底板22掃過空氣流動入口26。在圖1中，組合風扇/空氣流動出口28組合為單個單元，但是這些可以獨立地被提供。優選的是風扇位於出口管處。
繼續參考圖1，空氣流動入口26可以鄰近燃氣渦輪機殼體16的底板22定位在燃氣渦輪機殼體16的壁18中。空氣流動入口26配置成沿著燃氣渦輪機殼體16的底板22引導空氣流動。如圖1中所示，空氣流動出口可以定位在燃氣渦輪機殼體16的頂壁20中。作為例子，風扇28可以具有10到20kcfm(cubicfeetperminute；cfm是一種流量單位)的能力，由交流電機(anacmotor)供能，其消耗20到100kw。風扇28可以產生在-1.0到-6.0英寸水柱(inchesofwatercolumn)的範圍內的殼體的內部的負壓(抽吸)。
管陣列12配置成定位在殼體16內，鄰近或支撐在殼體16的底板22上。管陣列12包括一個或多個管30(在圖2中顯示三個)，其經由並行管(aparallelpipe)32並行地連接(connectedinparallel)到返回管(areturnpipe)34。管30的每一個包括一個或若干開口(openings)36。抽吸裝置(asuctiondevice)38與管陣列12聯接並且在管陣列12上抽真空。可以使用任何合適的噴射器作為抽吸裝置，並且在優選實施例中，抽吸裝置的尺寸被確定成將1到10cfm空氣從殼體抽吸到管陣列中。
當啟動抽吸裝置38時，管陣列12從燃氣渦輪機殼體16虹吸環境樣本/空氣。虹吸的空氣經由返回管34輸送到危險氣體傳感器面板14。危險氣體傳感器面板14基於來自管陣列12的輸入檢測燃氣渦輪機殼體中的渦輪機燃料氣體的積累水平。當傳感器面板14檢測到所述積累水平超過預定閾值時，傳感器面板14跳閘(trips)或啟動通風組件。如果傳感器面板14檢測到某個危險氣體(hazgas)濃度水平，例如5％的lel(lowerexplosivelimit)，則控制系統將報警，同時如果它達到更高水平，例如10％的lel濃度，則控制系統將使燃氣渦輪機跳閘。
該殼體配置殼體底板上提供通風系統中的足夠的速度和速度分布使得較重燃料氣體的任何積累可以從殼體消除或排出。在檢測到任何顯著量的積累的情況下採樣管和危險氣體傳感器用於控制通風風扇以保證燃氣渦輪機的安全操作。
儘管已結合當前被認為最可行和優選的實施例描述了本發明，但是應當理解本發明不限於所公開的實施例，而是相反地，它旨在涵蓋包括在附帶的權利要求的精神和範圍內的各種修改和等效布置。