CN101506578A - 燃烧器清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于清洁燃烧器(1)、尤其是燃气轮机燃烧器的燃烧器清洁装置，带有至少一燃料喷嘴(13)和至少一燃料输入管(15)。所述燃烧器清洁装置包括：至少一带有清洗头开口(33)的清洗头(3)，清洗头(3)这样设计，使清洗头可以以清洗头开口(33)放在燃烧器(1)的燃料喷嘴(13)上，并可向喷嘴(13)输送清洗液或从喷嘴(13)排出清洗液；和/或包括至少一流体导管(5)，所述流体导管(5)设计为可以接在燃烧器(1)的燃料输入管(15)上并可向燃料输入管(15)输入清洗液或从燃料输入管(15)排出清洗液；和泵(37)；泵(37)、清洗头(3)和/或流体导管(5)在流动技术上这样地相互连通，使它们形成一条可由清洗液依次流过的流动路径。

Description

燃烧器清洁装置

技术领域

本发明涉及一种用于清洁燃烧器、尤其是燃气轮机燃烧器的燃烧器清洁装置，该燃烧器清洁装置带有至少一个燃料喷嘴和至少一个燃料输入管。

背景技术

在用燃料油的燃烧器运行过程中会出现污染或积炭，尤其是在燃烧器喷嘴的区域内。这导致燃烧器不再能以其满功率运行。此外，过度的污染或积炭会损坏燃烧器部件。尤其在燃气轮机中，由于燃烧器的污染或积炭导致的功率下降是有害的，因为，由此不利地损害了燃气轮机的总功率和排放值。

如果在燃气轮机燃烧器中发现污物，现今的做法是手工地对燃烧器喷嘴进行通透。接着，以燃机轮机实施排气运行(Ausblasfahrten)，通过该排气运行将剩余污物从喷嘴吹走。

此外，燃气轮机燃烧器通常设有环形空间，该环形空间将燃料油从一中央燃料油输入管导引到环形地围绕中央燃烧器部件设置的燃料喷嘴。设置在燃烧器内部的环形空间的清洁不能通过所提及的措施清洁。如果通透喷嘴不能消除燃烧器的运行限制，就必须将喷嘴拆卸。只有这样才能——并且这也是仅仅有条件地——清洁环形空间。然后，如EP01636767A1所述，拆卸下来的喷嘴可以清洁池里清洁。进一步的清洁需要完全拆卸燃烧器。

EP1452802A2中记载了一种用于清洁燃气轮机燃烧器中的空气输入通道的装置。该装置包括具有流出端的喷嘴体，环形的喷嘴装置位于所述流出端内，喷嘴装置可以与同样环形的空气输入通道对置地布置。通过环形的喷嘴装置向空气输入通道喷出流体，这可以清洁空气输入通道中的残渣。为将该装置固定在燃烧器上，该装置除包括突伸出喷嘴体的流出端的杆，该杆还带有远离喷嘴体设置的环形凸缘。为清洁燃烧室内部，喷嘴体贴靠在燃烧器的空气输入通道上，并且所述杆穿过燃烧器直至另一燃烧器端。然后，该装置借助于夹紧螺栓固定，通过喷嘴体和凸缘使相对相互对置的燃烧器的端部夹紧。

EP1574675A2中记载了一种移动的清洗单元。该清洗单元包括柔性的软管，该软管固定在工件对置的端部。然后，可以通过该柔性软管和设置在其中的工件泵送压缩空气和清洁液。

US4995915公开了一种用于清洁被污染了的燃气轮机中的燃气燃烧喷嘴的***，其中，在燃气轮机连续运行的燃气中添加了化学清洁剂。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于清洁燃烧器，尤其是燃气轮机燃烧器的装置，该装置使得燃烧器的清洁不必拆卸。

该技术问题通过按权利要求1所述的燃烧器清洁装置解决。各从属权利要求包含按本发明的燃烧器清洁装置的各种有利的设计。

按照本发明的用于清洁燃烧器的燃烧器清洁装置具有至少一个燃料喷嘴和至少一个燃料输入管，尤其是用于清洁燃气轮机燃烧器，该燃烧器清洁装置包括带有至少一个清洗头开口的清洗头，至少一个流体导管和至少一个泵。这样地设计清洗头，使该清洗头可以以清洗头开口放置在燃烧器的燃料喷嘴上，并且使得向喷嘴输送清洗液或从喷嘴排出清洗液能够实现。流体导管如此地构造，使得其可以连接在燃烧器的燃料输入管上，并且可以向燃料输入管输送清洗液或从燃料输入管排出清洗液。泵、清洗头和流体导管在流动技术上这样地相互连通，即，它们形成一条由清洗液依次流过的流动路径。

借助于泵可以将清洗液经由清洗头在压力下通过燃料喷嘴引入燃料***中，这导致燃料***的清洁。然后，清洗液又可以通过燃料输入管从燃料输送***中流出。作为替代可能的是，清洗液不是通过燃料喷嘴而是通过燃料输入管供入并通过所述喷嘴排出。此外，由清洗头和流体导管可以构成闭合的清洗回路。

按照本发明的燃烧器清洁装置使得可以借助于清洗液的压力冲洗来清洁整个燃料输送***。不再需要手工清洗。此外，可以一同清洗燃料输送***的位于内部的部分，例如环形空间。因此，不再需要为完全清洁而强制拆卸燃烧器。因为，在清洗时残留污染物被清洗液一同带走，并因此不残留在燃料输送***中，很大程度上可以取消清洁之后的排气运行。

按本发明的装置尤其适用于清洁燃气轮机燃烧器的燃料油输送***。

为避免清洗液从由泵、清洗头和流体导管形成的清洗路径和燃烧器之间的过渡区流出，在本发明的一种设计中，清洗头配设有至少一个围绕清洗头开口的密封件。该密封件是这样设计和布置在清洗头上的，使得该密封件在清洗头放置在燃料喷嘴上时围绕喷嘴口。如果清洗头具有夹紧装置，通过夹紧装置可以使清洗头相对喷嘴口夹紧，可以进一步提高密封效果。此外，清洗头可以通过夹紧固定在燃烧器上。

清洗头尤其可以包括圆柱状或截锥状的壁。然后，夹紧装置可以设计为设置在壁的外侧的压力产生装置，例如形式为压力弹簧。在这种情况下，清洗头可以简单地通过燃烧器出口***燃烧器中，并且在使用现有的燃烧器壁的情况下仅从燃烧器前侧开始通过夹紧力相对于围绕燃烧器出口的壁固定。因此，为将清洗头固定在燃烧器上，不需要从背对燃烧室的燃烧器后侧接近燃烧器。

与压力弹簧不同，也可以将可充气的软管用作压力产生装置。这提供了额外的优点，使得其此外能承担密封功能。此外，其可以尤其在燃烧器出口区域与燃烧器壁的几何形状相适应。

在按照本发明的燃烧器清洁装置的一种有利扩展中，在由泵、清洗头和流体导管形成的流动路径中接入一过滤器。该过滤器可以将由清洗液带出的、不可溶的残留污染物滤出。之后，经过滤的清洗液可以再次用于进一步的清洗过程，这尤其在闭合的清洗回路中实现。

此外，燃烧器清洁装置尤其可以包括一接在流动路径中的用作暂存清洗液的罐。在闭合清洗回路的情况下，该罐可以用作清洗液储存器。

此外，按照本发明的燃烧器清洁装置有利地包括接在流动路径中的阀。该阀在需要时可以截断流动路径。当流动路径回流向所述阀，并且该阀具有至少两个释放流动路径的阀位置，其中，在一个释放阀位置，清洗液经过清洗头和/或流体导管的流动方向相对另一释放阀位置的流动方向相反，这种情况下，可以通过切换所述阀使得经过燃烧器的燃料输送***的清洗液的流动方向反向。这例如使得对于穿过喷嘴口而言太大的残留污染物可以通过燃料输入管取出。此外，在闭合的清洗回路的情况下，该清洁装置有利地具有这样一个部分，该部分一直在同一方向被流过。然后在该部分中设置过滤器，使得污染物在流动方向反向时不再次进入燃料输送***。

附图说明

本发明其它的特征、特性和优点由接下来参照附图对实施形式的说明得出。

图1示出了燃气轮机燃烧器以及燃烧器清洁装置的安装在其上的元件的示意性剖视图。

图2示出了用于带有处于第一阀位置的阀的燃烧器清洁装置的液压***图；

图3示出了由图2所示、处于第二阀位置的液压***图；

图4示出了图2所示的、处于第三阀位置的液压***图；

图5示出了按照本发明的燃烧器清洁装置的第二种实施形式。

具体实施方式

图1示出了一燃气轮机燃烧器1，在其上设置有按本发明的燃烧器清洁装置的清洗头3和流体导管5。燃烧器1、清洗头3和流体导管5在图中在沿燃烧器纵轴A的截面中示意性示出。

燃烧器1包括一带有环形空气输入通道9和具有燃料喷嘴13的燃料输送***的主燃烧器***，该燃料喷嘴通到空气输入通道9内。燃料通过燃料输送***11的燃料输送导管15输入一环形地围绕燃烧器纵轴线A的环形空间17内，燃料最终被从此处分配给各燃料喷嘴13。燃料原则上可以考虑所有可燃烧的气体或液体，但是尤其是燃料油。

燃烧器设计为所谓的预混合燃烧器，其中，燃料在燃烧前喷入通过空气输入通道9流入的空气流中。在燃烧器运行时，尤其是用燃料油作为燃料流体时，在整个燃料输送***11中会出现污染和积炭，这尤其会导致喷嘴口的堵塞。

除主燃烧***7之外，燃烧器还包括另一燃烧***，该燃烧***设置在主燃烧器7的内部19中。该另一燃烧***在图中没有示出。其例如可以包括控制燃烧***(Pilotbrennersystem)。

除燃烧器1之外，在图1中示出了燃烧器清洁***的清洗头3和流体导管5。清洗头3在本实施形式中旋转对称地构造，并包括圆柱面状或截锥面状的壁21，清洗液通道23通过壁的内部导引至壁21的端面25。端面25在由壁21形成的中空圆柱体或截锥体的端侧内围成一开口。在壁21的与该开口对置的一端连接有端壁26，通道23被通过该端壁26继续导引到端壁26的中央区域27。一清洗液导管29通到该中央区域27内。可通过该清洗液导管29向清洗头3输送清洗液，或将清洗液从清洗头3排出。

清洗头3是这样设计的，使得其可以穿过燃烧器1的出口31直至***到空气输入通道9中的燃料喷嘴13内。壁21的几何形状是这样选择的，使得端面25可以放置在在空气输入通道9的内部围绕燃烧器纵轴A设置的环状的燃料喷嘴13上。此外，在端侧25存在有清洗液出口33，所述清洗液出口这样地设置在端面25中，使得其在清洗头3***燃烧器1时与燃料喷嘴13平齐。围绕清洗液口33设置有密封件35，该密封件将空气输入通道9相对于流经开口33和喷嘴13的清洗液密封。在本实施形式中，密封效果通过压力弹簧36提高，该压力弹簧设置在清洗头3的外侧，并且用作清洗头3和空气输入通道9的与喷嘴口13对置的壁38之间的夹紧元件。此外，压力弹簧36用于将清洗头固定在燃烧器1上。夹紧元件的替代设计例如也可以是燃烧器1的外套件、夹紧杆等等。

通过清洗头3和流体导管29可以将清洗液冲洗至燃料***11内。通过环形空间17和燃料输入管15可以将清洗液再次从燃料输送***11中流出。通过这种方式可借助于清洗头3清洗整个燃料输送***。流经燃料输送***11的清洗液将燃料输送***11中的污染物和积焦冲洗出燃料输送***，所述污染物或积焦尤其出现在燃料喷嘴13的区域内并造成干扰。通过燃料输送导管15从燃料输送***11排出的清洗液可以被收集。作为清洗液，尤其可以使用去除矿物质的水或溶剂。

此外，燃烧器清洁装置包括一在图1中没有示出的泵37(参见图2-4)，借助于该泵可使清洗液被泵送通过燃料输送***11。

尽管原则上也可以从由燃料输送***11中流出的清洗液中清除包含在该清洗液中的污染物，然而在本实施形式中使用闭合的清洗回路。在燃料输送导管15上连接有流体导管5，该流体导管将从燃料输送***11流出的清洗液导引至过滤器39，清洗液携带的污染物在该过滤器中被滤出。在流过过滤器之后，清洗液被收集在一罐内，借助泵将清洗液从所述罐再次提供给清洗头3。

清洗回路在图2至图4中以液压***图的形式示出。在液压***图中，除了清洗头3和流体导管5还示出了泵37、过滤器39、罐41以及阀43。在本实施形式中，阀43构造为通过手操纵的、具有截止-中间位置的4/3换向阀。然而，也可以构造为电操纵的阀，例如电磁阀。

如前所述，清洗头3、流体导管5、泵37、过滤器39、罐41和阀43与燃烧器1的燃料输送***11共同形成闭合的流体回路。流体回路具有第一部段45，其包括清洗头3、导引至清洗头3的清洗液导管29，流体导管5和燃烧器1的燃料输送***11。此外，其具有第二部段47，包括泵37、过滤器39、罐41和使这些元件相互连接的流体导管49。在第一部段45和第二部段47之间设有具有截止-中间位置的4/3换向阀。

在图2所示的阀位置，清洗液从泵37出发进入清洗头3，流经燃料输送***11、流体导管5和罐41中的过滤器39，清洗液从罐又被泵37泵入清洗头3。在此，在过滤器39中将由清洁燃料输送***11产生的悬浮颗粒从清洗液中滤出。

有意义的是，流经流体回路的第一部段45的冷流体的流动方向反向。为实现这种情况，阀43经过一断开了流体回路的位置(参见图3)转换至这样一个阀位置，在该阀位置第一部段45中的流动关系相对在图2中所示的阀位置反向。与之相反，第二部段47中的流动关系保持不变。通过使清洗方向反向例如可以防止不能沿一个清洗方向从燃料输送***11中清洗出的残留物在清洁后还保留在燃料输送***11中。

由此，清洗回路的第二部段47一直被沿同一方向流过，这可以防止由过滤器在一个方向流动时滤出的污染物在沿另一方向流动时又进入燃料输送管道***。此外，可以设计为压缩泵或抽吸泵的泵37仅需要能沿一个方向进行泵送。

如上所述，替代闭合的清洗回路，燃烧器清洁装置可以以开放的清洗回路运行。在这种情况下，清洗液通过清洗头3被输送到燃料输送***11，接着清洗液通过燃料输送导管15从燃料输送***11流出或被清除。作为替代也可能的是，清洗液5通过流体导管5输送。然后，清洗液在流过所述燃料输送***11后从燃料喷嘴13流出，并且在流出之后被收集并被清除。然而，考虑清洗液用量和生态学方面，闭合的清洗回路是有利的。

在所述的实施形式中，所有的清洗通道23设置在共同的壁21中，该壁与待清洁的燃烧器1相适应。然而，也可能的是，清洗头装备有数个例如形式为软管或管的输入管，它们单独安置在燃料喷嘴13上。这具有这样的优点，使得清洗头可以结合不同的燃烧器运行，所述燃烧器例如在燃料喷嘴的数量或定位上相互不同。带有专门与燃烧器相适应的清洗头3的设计的所述实施形式变型的优点在于，使燃料器的清洗可以自动化，因为不需要手动将清洗软管放置在燃烧器喷嘴13上。

图5中示出了按照本发明的燃烧器清洁装置的第二种实施形式。该燃烧器清洁装置与图1中所示的燃烧器清洁装置的区别仅在于，替代压力弹簧，设置一围绕壁21的外侧延伸的、可充气的软管136用作压力产生装置。软管136在充气状态下的尺寸是这样的：它贴靠在空气输入通道9的外壁138上，并且向该壁138施加压力。软管136的充气通过恰当的流体实现，例如空气或水。由于所施加的压力，清洗头3被朝喷嘴开口13的方向压紧，并且保持在该位置上。向喷嘴开口13挤压清洗头3的力可以通过软管136内部的流体的压力进行调节。软管可以在其几何形状上尤其也与清洗头3和空气输入通道9的外壁138之间的中间空间相适应。此外，第二种实施形式的燃烧器清洗装置与第一种实施形式的清洗装置没有区别。

利用按照本发明的燃烧器清洁装置可以省去耗费的对于燃烧器的手工清洁。该燃烧器清洁装置尤其实现了燃烧器很大程度上的自动清洗。由此可以在燃烧器清洁时节约时间和费用。

Claims (12)

1.一种用于清洁燃烧器(1)、尤其是燃气轮机燃烧器的燃烧器清洁装置，该燃烧器清洁装置带有至少一个燃料喷嘴(13)和至少一个导引至所述燃料喷嘴的燃料输入管(15)，该燃料输入管包括：

-至少一个带有清洗头开口(33)的清洗头(3)；

-至少一个流体导管(5)；和

-泵(37)

-其中，所述泵(37)、所述清洗头(3)和所述流体导管(5)在流动技术上这样地相互连接，使得它们形成一条能够由清洗液依次流过的流动路径，

其特征在于，

-所述清洗头(3)这样地设计，使得所述清洗头可以以所述清洗头开口(33)放置在所述燃烧器(1)的燃料喷嘴(13)上，并且可以向所述喷嘴(13)输送所述清洗液或从所述喷嘴(13)排出所述清洗液，

-所述流体导管(5)这样地设计，使得所述流体导管可以与所述燃烧器(1)的所述燃料输入管(15)相连接，并且可以向所述燃料输入管(15)输送所述清洗液或从所述燃料输入管(15)排出所述清洗液。

2.如权利要求1所述的燃烧器清洁装置，其特征在于，所述清洗头(3)配设有至少一个围绕所述清洗头开口(33)的密封件(35)，所述密封件这样地设计并安置在所述清洗头(3)上，使得所述密封件在所述清洗头(3)放置在所述燃料喷嘴(13)上时围绕所述喷嘴开口(13)。

3.如权利要求2所述的燃烧器清洁装置，其特征在于，所述清洗头(3)包括一夹紧装置(36)，所述清洗头(3)可以通过该夹紧装置相对所述喷嘴口(13)夹紧。

4.如权利要求3所述的燃烧器清洁装置，其特征在于，所述清洗头(3)包括圆柱状或截锥状的壁(21)，并且所述夹紧装置是设置在所述壁(21)的外侧的压力产生装置(36)。

5.如权利要求4所述的燃烧器清洁装置，其特征在于，所述压力产生装置是压力弹簧(36)。

6.如权利要求4所述的燃烧器清洁装置，其特征在于，所述压力产生装置是可充气的软管。

7.如权利要求1至6之一所述的燃烧器清洁装置，其特征在于，该燃烧器清洁装置还包括一接在所述流动路径中的过滤器(39)。

8.如权利要求1至7之一所述的燃烧器清洁装置，其特征在于，该燃烧器清洁装置还包括接在所述流动路径中的罐(41)。

9.如权利要求1至8之一所述的燃烧器清洁装置，其特征在于，该燃烧器清洁装置还包括接在所述流动路径中的阀(43)。

10.如权利要求9所述的燃烧器清洁装置，其特征在于，所述流动路径回流向所述阀，并且所述阀(43)具有至少两个释放所述流动路径的阀位置，其中，在一个释放阀位置，所述清洗液经过清洗头和/或流体导管的流动方向与另一释放阀位置的流动方向相反。

11.如权利要求7和9所述的燃烧器清洁装置，其特征在于，所述流动路径具有一部段(47)，该部段与所述释放阀位置无关地一直被沿同一流动方向流过，并且在所述部段中布置所述过滤器(39)。

12.如权利要求1至11之一所述的燃烧器清洁装置，其特征在于，所述燃烧器清洁装置包括作为清洗液的去除矿物质的水或溶剂。

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