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特開2022-186603タービン腐食を制御する燃料添加剤の添加のためのシステムおよび方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022186603
(43)【公開日】2022-12-15
(54)【発明の名称】タービン腐食を制御する燃料添加剤の添加のためのシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
F01D 25/00 20060101AFI20221208BHJP
F23R 3/34 20060101ALI20221208BHJP
F23R 3/28 20060101ALI20221208BHJP
【ＦＩ】
F01D25/00 R
F23R3/34
F23R3/28 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022077188
(22)【出願日】2022-05-09
(31)【優先権主張番号】17/338,010
(32)【優先日】2021-06-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＪＡＶＡ
２．ＳＭＡＬＬＴＡＬＫ
(71)【出願人】
【識別番号】390041542
【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
(74)【代理人】
【識別番号】100105588
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 博
(72)【発明者】
【氏名】アルストン・イルフォード・シピオ
(72)【発明者】
【氏名】ジャスティン・トッド・エガート
(72)【発明者】
【氏名】コリン・ノエル・スティーブンス
(72)【発明者】
【氏名】サンジ・エカナヤク
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ガスタービンエンジンの内部構成要素を清浄するための洗浄システムを提供する。
【解決手段】システムは、圧縮機、燃焼器２５、ガスタービンを含み、燃焼器は、複数の遅延希薄燃料噴射器を含み、燃焼器の複数の遅延希薄燃料噴射器に取り付けられて流体連通するように構成された洗浄システム１００とを備える。洗浄システムは、水１２０を供給する水供給源と、第１の流体を供給する第１の流体供給源１５０と、水供給源１１０および第１の流体供給源と連通する混合チャンバ１７０と、水を混合チャンバに圧送する水ポンプ２２０と、第１の流体を混合チャンバに圧送する第１の流体ポンプと、混合チャンバからの流体が遅延希薄燃料噴射器で燃焼器２５に噴射されるように、混合チャンバおよび複数の遅延希薄燃料噴射器の少なくとも１つと流体連通する流体ライン１９０とを含む。洗浄システムは、ガスタービンエンジンがオフラインであるときに動作される。
【選択図】図４
【解決手段】システムは、圧縮機、燃焼器２５、ガスタービンを含み、燃焼器は、複数の遅延希薄燃料噴射器を含み、燃焼器の複数の遅延希薄燃料噴射器に取り付けられて流体連通するように構成された洗浄システム１００とを備える。洗浄システムは、水１２０を供給する水供給源と、第１の流体を供給する第１の流体供給源１５０と、水供給源１１０および第１の流体供給源と連通する混合チャンバ１７０と、水を混合チャンバに圧送する水ポンプ２２０と、第１の流体を混合チャンバに圧送する第１の流体ポンプと、混合チャンバからの流体が遅延希薄燃料噴射器で燃焼器２５に噴射されるように、混合チャンバおよび複数の遅延希薄燃料噴射器の少なくとも１つと流体連通する流体ライン１９０とを含む。洗浄システムは、ガスタービンエンジンがオフラインであるときに動作される。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガスタービン（４０）エンジンであって、前記ガスタービン（４０）エンジンは、圧縮機（１５）、燃焼器（２５）、およびガスタービン（４０）を含み、前記燃焼器（２５）は、前記燃焼器（２５）の内部への二次燃料（３０）が供給される複数の遅延希薄燃料噴射器（６０）を含むガスタービン（４０）エンジンと、
前記燃焼器（２５）の前記複数の遅延希薄燃料噴射器（６０）に取り付けられて流体連通するように構成された洗浄システム（１００）であって、前記洗浄システム（１００）は、
水（１２０）を供給する水供給源（１１０）と、
第１の流体を供給する第１の流体供給源（１５０）と、
前記水供給源（１１０）および前記第１の流体供給源（１５０）と連通する混合チャンバ（１７０）と、
前記水（１２０）を前記混合チャンバ（１７０）に圧送するように構成された水ポンプ（２２０）と、
前記第１の流体を前記混合チャンバ（１７０）に圧送するように構成された第１の流体ポンプと、
前記水（１２０）、前記第１の流体、またはそれらの混合物を含む前記混合チャンバ（１７０）からの流体が前記複数の遅延希薄燃料噴射器（６０）の少なくとも１つで前記燃焼器（２５）に噴射されるように、前記混合チャンバ（１７０）および前記複数の遅延希薄燃料噴射器（６０）の少なくとも１つと流体連通するように構成された流体ライン（１９０）と
を含む洗浄システム（１００）と
を備え、
前記洗浄システム（１００）は、前記ガスタービン（４０）エンジンがオフラインモードであるときに動作される、
ガスタービンエンジンシステム（１０）。
前記燃焼器（２５）の前記複数の遅延希薄燃料噴射器（６０）に取り付けられて流体連通するように構成された洗浄システム（１００）であって、前記洗浄システム（１００）は、
水（１２０）を供給する水供給源（１１０）と、
第１の流体を供給する第１の流体供給源（１５０）と、
前記水供給源（１１０）および前記第１の流体供給源（１５０）と連通する混合チャンバ（１７０）と、
前記水（１２０）を前記混合チャンバ（１７０）に圧送するように構成された水ポンプ（２２０）と、
前記第１の流体を前記混合チャンバ（１７０）に圧送するように構成された第１の流体ポンプと、
前記水（１２０）、前記第１の流体、またはそれらの混合物を含む前記混合チャンバ（１７０）からの流体が前記複数の遅延希薄燃料噴射器（６０）の少なくとも１つで前記燃焼器（２５）に噴射されるように、前記混合チャンバ（１７０）および前記複数の遅延希薄燃料噴射器（６０）の少なくとも１つと流体連通するように構成された流体ライン（１９０）と
を含む洗浄システム（１００）と
を備え、
前記洗浄システム（１００）は、前記ガスタービン（４０）エンジンがオフラインモードであるときに動作される、
ガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項2】
前記第１の流体供給源（１５０）は、洗剤供給源（１３０）を含み、前記第１の流体は、洗剤（１４０）を含む、請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項3】
前記第１の流体供給源（１５０）は、帯電防止溶液（１６０）供給源を含み、前記第１の流体は、帯電防止溶液（１６０）を含む、請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項4】
前記第１の流体供給源（１５０）は、脱塩水／脱イオン水（１２０）と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤（１４０）の少なくとも１つとの混合物を供給する、請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項5】
脱塩水／脱イオン水（１２０）と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤（１４０）との前記混合物は、前記ガスタービン（４０）エンジンの内部構成要素からバナジウムを除去する、請求項４に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項6】
脱塩水／脱イオン水（１２０）と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤（１４０）との前記混合物は、溶液または発泡体として提供される、請求項４に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項7】
前記混合チャンバ（１７０）は、内部に１つまたは複数の角度付き対向流ノズル（１８０）を含み、前記１つまたは複数の角度付き対向流ノズル（１８０）は、前記混合チャンバ（１７０）の中心軸線に対してある角度で前記混合チャンバ（１７０）内に延び、前記混合チャンバ（１７０）内の前記水（１２０）の流れに対向する方向に前記ある角度で前記第１の流体を噴射するように構成される、請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項8】
前記水供給源（１１０）は、水供給源（１１０）ラインおよび水ポンプ（２２０）を介して前記混合チャンバ（１７０）と連通する、請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項9】
前記第１の流体供給源（１５０）は、第１の流体供給源（１５０）ラインおよび第１の流体ポンプを介して前記混合チャンバ（１７０）と連通する、請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項10】
コントローラ（８０、３８０）をさらに含み、前記コントローラ（８０、３８０）は、前記水ポンプ（２２０）および前記第１の流体ポンプと動作可能に連通し、前記コントローラ（８０、３８０）は、前記複数の遅延希薄燃料噴射器（６０）の少なくとも１つへの前記流体ライン（１９０）を通る前記水（１２０）および前記第１の流体の流れを調節するように構成される、請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項11】
前記コントローラ（８０、３８０）は、前記流体ライン（１９０）に位置決めされた少なくとも１つの流れ制御弁（６１、３４３）をさらに含み、前記少なくとも１つの流れ制御弁（６１、３４３）は、少なくとも開位置と閉位置との間で前記少なくとも１つの流れ制御弁（６１、３４３）の作動を可能にするために前記コントローラ（８０、３８０）と連通し、前記作動は、前記コントローラ（８０、３８０）によって引き起こされる、請求項１０に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項12】
前記コントローラ（８０、３８０）は、前記流体ライン（１９０）に位置決めされた少なくとも１つの流れセンサ（３４２）をさらに含み、前記少なくとも１つの流れセンサ（３４２）は、前記流体ライン（１９０）内の流れを検知するために前記コントローラ（８０、３８０）と連通する、請求項１０に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項13】
オフラインのガスタービン（４０）エンジンを洗浄する方法であって、前記ガスタービン（４０）エンジンは、圧縮機（１５）、燃焼器（２５）、ガスタービン（４０）を含み、前記燃焼器（２５）は、前記燃焼器（２５）の内部への二次燃料（３０）が供給される複数の遅延希薄燃料噴射器（６０）を含み、前記方法は、
水（１２０）を洗浄システム（１００）の水供給源（１１０）から混合チャンバ（１７０）に供給することと、
第１の流体を前記洗浄システム（１００）の第１の流体供給源（１５０）から前記混合チャンバ（１７０）に供給することと、
前記水（１２０）および前記第１の流体を前記混合チャンバ（１７０）に供給することであって、前記水供給源（１１０）から水（１２０）を圧送し、前記第１の流体供給源（１５０）から前記第１の流体を圧送することを含むことと、
前記ガスタービン（４０）エンジンがオフラインである間、流体を前記混合チャンバ（１７０）から前記複数の遅延希薄燃料噴射器（６０）の少なくとも１つに噴射することと
を含む、方法。
水（１２０）を洗浄システム（１００）の水供給源（１１０）から混合チャンバ（１７０）に供給することと、
第１の流体を前記洗浄システム（１００）の第１の流体供給源（１５０）から前記混合チャンバ（１７０）に供給することと、
前記水（１２０）および前記第１の流体を前記混合チャンバ（１７０）に供給することであって、前記水供給源（１１０）から水（１２０）を圧送し、前記第１の流体供給源（１５０）から前記第１の流体を圧送することを含むことと、
前記ガスタービン（４０）エンジンがオフラインである間、流体を前記混合チャンバ（１７０）から前記複数の遅延希薄燃料噴射器（６０）の少なくとも１つに噴射することと
を含む、方法。
【請求項14】
前記第１の流体供給源（１５０）は、洗剤供給源（１３０）を含み、前記第１の流体は、洗剤（１４０）を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記第１の流体供給源（１５０）は、帯電防止溶液（１６０）供給源を含み、前記第１の流体は、帯電防止溶液（１６０）を含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、ガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジンの内部構成要素を清浄するための洗浄システムおよび関連する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ガスタービンエンジンシステムが動作すると、入口空気濾過システムによって捕捉されない空中浮遊汚染物質は、自然に蓄積するか、または燃焼副生成物を有する複雑な化合物を形成し、内部構成要素のブレードおよびベーンなどのエンジンの様々な内部金属構成要素に結合する可能性がある。これらの内部金属構成要素は、限定はしないが、ガスタービンおよび圧縮機を含むことができる。ガスタービンエンジンシステムは入口空気濾過システムを含むことができるが、ある程度の汚染物質の蓄積は不可避であり得、動作部位における様々な環境条件に依存し得る。一般的な汚染物質には、入口空気濾過システムを通過する少量のダストおよびデブリ、ならびに煙、煤、グリース、油膜、および有機蒸気などの濾過できない炭化水素系材料が含まれ得る。例えば、ブレードおよびベーン上に蓄積された汚染物質は、圧縮機を通る空気流を制限し、翼形部パターンをシフトさせる可能性がある。このようにして、そのような蓄積は、冷却通路を損ない、圧縮機またはタービンセクションの性能および効率、したがってガスタービンエンジンシステムの全体的な性能および効率に悪影響を及ぼす場合がある。そのような影響は、動力出力を減少させ、燃料消費を増加させ、かつ／または運転コストを増加させる可能性がある。
【0003】
汚染物質の蓄積を低減するために、ガスタービンエンジンの動作および保守管理体制は、例えば、圧縮機ブレードおよびベーンから汚染粒子を除去するための水洗浄手順の利用を含むことができる。オンライン水洗浄プロトコルを使用して、ガスタービンエンジンシステムが最高速度および所定の負荷で動作している間、脱塩水などの水流を介して圧縮機ブレードおよびベーンから汚染物質粒子を除去することが可能である。オンライン水洗浄プロトコルは、圧縮機のベルマウスの周りに位置決めされたノズルを含む設置されたマニホールドを介して圧縮機の上流に水を送達することができる。ノズルは、比較的低速の空気のこの領域に水滴の噴霧ミストを生成することができ、動作する圧縮機によって発生された負圧は、噴霧ミストを圧縮機ブレードおよびベーンと接触させて汚染物質を除去し得る。
【0004】
オフライン水洗浄プロトコルは、ガスタービンエンジンシステムが停止しているか、または回転ギア速度で動作しており負荷されていない間、水および洗剤の連続流を介して汚染粒子を除去するために同様に使用することができる。既知のオフライン水洗浄システムは、圧縮機のベルマウスの周りに位置決めされたノズルを含むオフラインマニホールドを介して圧縮機の上流に水および洗剤の流れを順次送達することが可能である。特定の用途では、水洗浄システムは、オンラインモードまたはオフラインモードのいずれかで動作するように構成されてもよい。このようにして、稼働スケジュールがより効果的なオフライン洗浄を実施するための停止時間を可能にしない場合、ガスタービンエンジンシステムの性能および効率を高めるためにオンライン洗浄を定期的に実行することができる。オンラインおよびオフライン洗浄の頻度および持続時間は、動作部位における汚染物質の蓄積の程度および環境条件に応じて変化し得る。
【0005】
従来の水洗浄システムおよび方法は、初期の圧縮機段のブレードおよびベーンから汚染物質を除去するのに効果的であり得るが、そのようなシステムおよび方法は、圧縮機のベルマウスの周りに噴射される水および洗剤（存在する場合）の流れの到達範囲が限られている場合があるため、ガスタービンのブレードおよびベーンのより高い番号の段から汚染物質を除去するのに効果的でないことが多い。限定はしないが、ガスタービンブレードおよびノズル、シュラウドを含むガスタービン高温ガス経路構成要素は、依然としてある程度の汚染を有する可能性がある。さらに、そのようなシステムおよび方法で洗浄した後、水および洗剤の残留量がブレードおよびベーンに残る可能性がある。残りの水および／または洗剤は、その後のガスタービンエンジンシステムの再始動および動作に悪影響を及ぼす場合がある。洗浄後のアイドル時間に応じて、水および洗剤の残留量はまた、圧縮機ブレードおよびベーンならびに／またはガスタービンブレードおよびベーン、ならびに高温ガス流路に沿ったコーティングされていない燃焼構成要素上の表面発錆、腐食、またはその後の汚染物質の蓄積を促進し得る。さらに、従来の水洗浄システムおよび方法によって提供される性能利得の持続時間は限られている場合があり、適切な性能を維持するために水洗浄システムで頻繁に洗浄を実行する必要があり、最終的にガスタービンエンジンシステムの総運転コストを増加させる可能性がある。
【発明の概要】
【0006】
以下に述べるすべての態様、例、および特徴は、任意の技術的に可能な方法で組み合わせることができる。
【0007】
本開示の一態様は、ガスタービンエンジンであって、ガスタービンエンジンは、圧縮機、燃焼器、ガスタービンを含み、燃焼器は、燃焼器の内部への二次燃料が供給される複数の遅延希薄燃料噴射器を含むガスタービンエンジンと、燃焼器の複数の遅延希薄燃料噴射器に取り付けられて流体連通するように構成された洗浄システムとを含む、システムを提供する。洗浄システムは、水を供給する水供給源と、第１の流体を供給する第１の流体供給源と、水供給源および第１の流体供給源と連通する混合チャンバと、水を混合チャンバに圧送するように構成された水ポンプと、第１の流体を混合チャンバに圧送するように構成された第１の流体ポンプと、水、第１の流体、またはそれらの混合物を含む混合チャンバからの流体が複数の遅延希薄燃料噴射器の少なくとも１つで燃焼器に噴射されるように、混合チャンバおよび複数の遅延希薄燃料噴射器の少なくとも１つと流体連通するように構成された流体ラインとを含む。洗浄システムは、ガスタービンエンジンがオフラインモードであるときに動作される。
【0008】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、第１の流体供給源は、洗剤供給源を含み、第１の流体は、洗剤を含む。
【0009】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、第１の流体供給源は、帯電防止溶液供給源を含み、第１の流体は、帯電防止溶液を含む。
【0010】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、第１の流体供給源は、脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤の少なくとも１つとの混合物を含む。
【0011】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤との混合物は、ガスタービンエンジンの内部構成要素からバナジウムを除去する。
【0012】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤との混合物は、溶液または発泡体として提供される。
【0013】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、混合チャンバは、内部に１つまたは複数の角度付き対向流ノズルを含み、１つまたは複数の角度付き対向流ノズルは、混合チャンバの中心軸線に対してある角度で混合チャンバ内に延び、混合チャンバ内の水の流れに対向する方向にある角度で第１の流体を噴射するように構成される。
【0014】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、水供給源は、水供給源ラインおよび水ポンプを介して混合チャンバと連通する。
【0015】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、第１の流体供給源は、第１の流体供給源ラインおよび第１の流体ポンプを介して混合チャンバと連通する。
【0016】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、コントローラをさらに含み、コントローラは、水ポンプおよび第１の流体ポンプと動作可能に連通し、コントローラは、複数の遅延希薄燃料噴射器への流体ラインを通る水および第１の流体の流れを調節するように構成される。
【0017】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、コントローラは、流体ラインに位置決めされた少なくとも１つの流れ制御弁をさらに含み、少なくとも１つの流れ制御弁は、少なくとも開位置と閉位置との間で少なくとも１つの流れ制御弁の作動を可能にするためにコントローラと連通し、作動は、コントローラによって引き起こされる。
【0018】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、コントローラは、流体ラインに位置決めされた少なくとも１つの流れセンサをさらに含み、少なくとも１つの流れセンサは、流体ライン内の流れを検知するためにコントローラと連通する。
【0019】
本開示の一態様は、オフラインのガスタービンエンジンを洗浄する方法を提供し、ガスタービンエンジンは、圧縮機、燃焼器、ガスタービンを含み、燃焼器は、燃焼器の内部への二次燃料が供給される複数の遅延希薄燃料噴射器を含む。方法は、水を洗浄システムの水供給源から混合チャンバに供給することと、第１の流体を洗浄システムの第１の流体供給源から混合チャンバに供給することと、水および第１の流体を混合チャンバに供給することであって、水供給源から水を圧送し、第１の流体供給源から第１の流体を圧送することを含むことと、流体を混合チャンバから複数の遅延希薄燃料噴射器の少なくとも１つに噴射することとを含む。
【0020】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、第１の流体供給源は、洗剤供給源を含み、第１の流体は、洗剤を含む。
【0021】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、第１の流体供給源は、帯電防止溶液供給源を含み、第１の流体は、帯電防止溶液を含む。
【0022】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、第１の流体供給源は、脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤の少なくとも１つとの混合物を含む。
【0023】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、方法は、脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤との混合物によってガスタービンエンジンの内部金属構成要素からバナジウムを除去することを含む。
【0024】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、方法は、脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤との混合物を溶液または発泡体として提供することを含む。
【0025】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、混合チャンバは、内部に１つまたは複数の角度付き対向流ノズルを含み、１つまたは複数の角度付き対向流ノズルは、混合チャンバの中心軸線に対してある角度で混合チャンバ内に延び、混合チャンバ内の水の流れに対向する方向にある角度で第１の流体を噴射し、１つまたは複数の角度付き対向流ノズルを使用して水と第１の流体とを混合することをさらに含む。
【0026】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ガスタービンエンジンは、コントローラをさらに含み、コントローラは、水ポンプ、第１の流体ポンプ、および流体ラインと動作可能に連通し、複数の遅延希薄燃料噴射器への流体ラインを通る水および第１の流体の流れを調節することをさらに含む。
【0027】
本開示の一態様は、ガスタービンエンジンシステムを提供する。ガスタービンエンジンシステムは、ガスタービンエンジンであって、ガスタービンエンジンは、圧縮機、燃焼器、ガスタービンを含み、燃焼器は、燃焼器の内部への二次燃料が供給される複数の遅延希薄燃料噴射器を含むガスタービンエンジンと、燃焼器の複数の遅延希薄燃料噴射器に取り付けられて流体連通するように構成された洗浄システムとを含む。洗浄システムは、水を含む水供給源と、第１の流体を含む第１の流体供給源であって、第１の流体は、バナジウム灰およびバナジウム堆積物の緩和およびガスタービンの内部構成要素からの除去を提供する第１の流体供給源と、水供給源および第１の流体供給源と連通する混合チャンバと、水を混合チャンバに圧送するように構成された水ポンプと、第１の流体を混合チャンバに圧送するように構成された第１の流体ポンプと、水、第１の流体、またはそれらの混合物を含む混合チャンバからの流体が複数の遅延希薄燃料噴射器の少なくとも１つで燃焼器に噴射されるように、混合チャンバおよび複数の遅延希薄燃料噴射器の少なくとも１つと流体連通するように構成された流体ラインとを含み、混合物は、ガスタービンエンジンがオンラインである間に噴射される。
【0028】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、第１の流体供給源は、複数の遅延希薄燃料噴射器の少なくとも１つで燃焼器に噴射される脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤の少なくとも１つとの混合物を含み、脱塩水／脱イオン水と、バナジウム灰形成緩和剤（ｖａｎａｄｉｕｍ ａｓｈ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｉｔｉｇａｎｔ）としてのマグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤の少なくとも１つとの混合物は、遅延希薄燃料噴射器に送達され、次いで燃焼器からガスタービンへの燃焼ガスの流れと共にガスタービンの内部構成要素に搬送される。
【0029】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤との混合物は、ガスタービンエンジンの内部金属構成要素からバナジウムを除去する。
【0030】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤との混合物は、水系または発泡体として提供される。
【0031】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、混合チャンバは、内部に１つまたは複数の角度付き対向流ノズルを含み、１つまたは複数の角度付き対向流ノズルは、混合チャンバの中心軸線に対してある角度で混合チャンバ内に延び、混合チャンバ内の水の流れに対向する方向にある角度で第１の流体を噴射するように構成される。
【0032】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、水供給源は、水供給源ラインおよび水ポンプを介して混合チャンバと連通する。
【0033】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、第１の流体供給源は、第１の流体供給源ラインおよび第１の流体ポンプを介して混合チャンバと連通する。
【0034】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、独立したマイクロプロセッサベースのコントローラをさらに含み、コントローラは、水ポンプおよび第１の流体ポンプと動作可能に連通し、コントローラは、複数の遅延希薄燃料噴射器への流体ラインを通る水および第１の流体の流れを調節するように構成される。
【0035】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、コントローラは、流体ラインに位置決めされた少なくとも１つの流れ制御弁をさらに含み、少なくとも１つの流れ制御弁は、少なくとも開位置と閉位置との間で少なくとも１つの流れ制御弁の作動を可能にするためにコントローラと連通し、作動は、コントローラによって引き起こされる。
【0036】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、コントローラは、流体ラインに位置決めされた少なくとも１つの流れセンサをさらに含み、少なくとも１つの流れセンサは、流体ライン内の流れを検知するためにコントローラと連通する。
【0037】
本開示の一態様は、オンラインのガスタービンエンジンを洗浄する方法を提供し、ガスタービンエンジンは、圧縮機、燃焼器、ガスタービンを含み、燃焼器は、燃焼器の内部への二次燃料が供給される複数の遅延希薄燃料噴射器を含む。方法は、水を洗浄システムの水供給源から混合チャンバに供給することと、第１の流体を洗浄システムの第１の流体供給源から混合チャンバに供給することであって、第１の流体は、バナジウム灰およびバナジウム堆積物の緩和およびガスタービンの内部構成要素からの除去を提供することと、水および第１の流体を混合チャンバに供給することであって、水供給源から水を圧送し、第１の流体供給源から第１の流体を圧送することを含むことと、ガスタービンエンジンがオンラインである間、流体を混合チャンバから複数の遅延希薄燃料噴射器の少なくとも１つに噴射することとを含む。本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、第１の流体供給源は、脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤の少なくとも１つとの混合物を含む。
【0038】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、方法は、脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤との混合物を使用して、ガスタービンエンジンの内部構成要素からバナジウムを除去することを含む。
【0039】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、方法は、脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤との混合物を水系または発泡体として提供することを含む。
【0040】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、混合チャンバは、内部に１つまたは複数の角度付き対向流ノズルを含み、１つまたは複数の角度付き対向流ノズルは、混合チャンバの中心軸線に対してある角度で混合チャンバ内に延び、混合チャンバ内の水の流れに対向する方向にある角度で第１の流体を噴射する。
【0041】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ガスタービンエンジンは、コントローラをさらに含み、コントローラは、水ポンプ、第１の流体ポンプ、および流体ラインと動作可能に連通し、コントローラを使用して、複数の遅延希薄燃料噴射器への流体ラインを通る水および第１の流体の流れを調節することをさらに含む。
【0042】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、方法は、適切なＭｇ／Ｖ比で堆積したバナジウムを処理することによってバナジウム系灰成分のオルトバナジン酸マグネシウム［３ＭｇＯ．Ｖ２Ｏ５］を形成することをさらに含み、オルトバナジン酸マグネシウムは、溶融せず、ガスタービンの動作中にガスタービンの内部構成要素上に固体状態のままである。
【0043】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、方法は、追加の灰成分を形成することをさらに含み、追加の灰成分は、水溶性硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）を含み、ＭｇＳＯ４は、水洗浄によりガスタービンエンジンシステムから除去される。
【0044】
本開示の一態様は、ガスタービンエンジンを含むガスタービンエンジンシステムを提供する。ガスタービンエンジンは、圧縮機、燃焼器、ガスタービンを含み、燃焼器は、燃焼器の内部への二次燃料が供給される複数の遅延希薄燃料噴射器を含む。ガスタービンエンジンシステムはまた、燃焼器の複数の遅延希薄燃料噴射器に取り付けられて流体連通するように構成された洗浄システムを含む。洗浄システムは、水を供給する水供給源と、水を圧送するように構成された水ポンプと、ポリアミン腐食抑制剤を含む腐食防止剤の供給部を含む腐食防止剤流体供給源と、腐食防止剤供給配管であって、腐食防止剤供給配管は、腐食防止剤流体供給源と流体連通する腐食防止剤供給配管と、水供給源および腐食防止剤供給源と連通する混合チャンバであって、混合チャンバは、水供給配管および腐食防止剤供給配管と流体連通し、混合チャンバは、水供給配管から水を受け取り、腐食防止剤供給配管から腐食防止剤を受け取り、腐食防止混合物を発生するように構成され、腐食防止混合物は、腐食防止剤と水との混合物を含む混合チャンバと、水を混合チャンバに圧送するように構成された水ポンプと、腐食防止剤を混合チャンバに圧送するように構成された第１の流体ポンプと、水、腐食防止剤流体、またはそれらの混合物を含む混合チャンバからの流体が複数の遅延希薄燃料噴射器の少なくとも１つで燃焼器に噴射されるように、混合チャンバおよび複数の遅延希薄燃料噴射器の少なくとも１つと流体連通するように構成された流体ラインとを含む。混合物は、ガスタービンエンジンがオフラインである間に噴射される。
【0045】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ポリアミン腐食抑制剤は、有機化合物を含む。
【0046】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ポリアミン腐食抑制剤は、２つ以上の第一級アミノ基ＮＨ２を含む。
【0047】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ポリアミン腐食抑制剤は、揮発性中和アミンを含み、揮発性中和アミンは、酸性汚染物質を中和し、混合物のｐＨをアルカリ範囲内に上昇させるように構成され、揮発性中和アミンとの混合物は、ガスタービンの内部構成要素上に保護金属酸化物コーティングを提供する。
【0048】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ポリアミン腐食抑制剤は、シクロヘキシルアミン、モルホリン、モノエタノールアミン、Ｎ－９－オクタデセニル－１，３－プロパンジアミン、９－オクタデセン－１－アミン、（Ｚ）－１－５、ジメチルアミンプロピルアミン（ＤＭＰＡ）、ジエチルアミノエタノール（ＤＥＡＥ）、およびそれらの組み合わせの少なくとも１つを含む。
【0049】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ポリアミン腐食抑制剤は、腐食防止混合物中に約５０ｐｐｍ～約８００ｐｐｍの範囲の量の腐食防止剤／抑制剤を含む。
【0050】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ポリアミン腐食抑制剤は、腐食防止混合物中に約１００ｐｐｍ～約５００ｐｐｍの範囲の量の腐食防止剤／抑制剤を含む。
【0051】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、混合チャンバは、内部に１つまたは複数の角度付き対向流ノズルを含み、１つまたは複数の角度付き対向流ノズルは、混合チャンバの中心軸線に対してある角度で混合チャンバ内に延び、混合チャンバ内の水の流れに対向する方向にある角度でポリアミン腐食抑制剤を噴射するように構成される。
【0052】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、水供給源は、水供給源ラインおよび水ポンプを介して混合チャンバと連通する。
【0053】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ポリアミン腐食抑制剤供給源は、ポリアミン腐食抑制剤ラインおよびポリアミン腐食抑制剤ポンプを介して混合チャンバと連通する。
【0054】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、コントローラをさらに含み、コントローラは、水ポンプおよびポリアミン腐食抑制剤ポンプと動作可能に連通し、コントローラは、複数の遅延希薄燃料噴射器への流体ラインを通る水とポリアミン腐食抑制剤との混合物の流れを調節するように構成される。
【0055】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、コントローラは、流体ラインに位置決めされた少なくとも１つの流れ制御弁をさらに含み、少なくとも１つの流れ制御弁は、少なくとも開位置と閉位置との間で少なくとも１つの流れ制御弁の作動を可能にするためにコントローラと連通し、作動は、コントローラによって引き起こされる。
【0056】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、コントローラは、流体ラインに位置決めされた少なくとも１つの流れセンサをさらに含み、少なくとも１つの流れセンサは、流体ライン内の流れを検知するためにコントローラと連通する。
【0057】
本開示の一態様は、オフラインのガスタービンエンジンを洗浄する方法を提供する。ガスタービンエンジンは、圧縮機、燃焼器、ガスタービンを含み、燃焼器は、燃焼器の内部への二次燃料が供給される複数の遅延希薄燃料噴射器を含む。方法は、水を洗浄システムの水供給源から混合チャンバに供給することと、腐食防止剤を腐食防止剤流体供給源から腐食防止剤供給配管を通して混合チャンバに供給することであって、腐食防止剤は、ポリアミン腐食抑制剤を含み、腐食防止剤供給配管は、腐食防止剤流体供給源と流体連通することと、水および腐食防止剤流体を混合チャンバに供給することであって、水供給源から水を圧送し、腐食防止剤流体供給源から腐食防止剤流体を圧送することを含み、混合チャンバは、水供給配管から水を受け取り、腐食防止剤供給配管から腐食防止剤流体を受け取り、腐食防止混合物を発生するように構成され、腐食防止混合物は、腐食防止剤と水との混合物を含むことと、ガスタービンエンジンがオフラインである間、腐食防止混合物を混合チャンバから複数の遅延希薄燃料噴射器の少なくとも１つに噴射することとを含む。
【0058】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ポリアミン腐食抑制剤は、有機化合物を含む。
【0059】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ポリアミン腐食抑制剤は、２つ以上の第一級アミノ基ＮＨ２を含む。
【0060】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ポリアミン腐食抑制剤は、揮発性中和アミンを含み、揮発性中和アミンは、酸性汚染物質を中和し、混合物のｐＨをアルカリ範囲内に上昇させるように構成され、揮発性中和アミンとの混合物は、ガスタービンの内部構成要素上に保護金属酸化物コーティングを提供することができる。
【0061】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ポリアミン腐食抑制剤は、シクロヘキシルアミン、モルホリン、モノエタノールアミン、Ｎ－９－オクタデセニル－１，３－プロパンジアミン、９－オクタデセン－１－アミン、（Ｚ）－１－５、ジメチルアミンプロピルアミン（ＤＭＰＡ）、ジエチルアミノエタノール（ＤＥＡＥ）、およびそれらの組み合わせの少なくとも１つを含む。
【0062】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、混合チャンバは、内部に１つまたは複数の角度付き対向流ノズルを含み、１つまたは複数の角度付き対向流ノズルは、混合チャンバの中心軸線に対してある角度で混合チャンバ内に延び、混合チャンバ内の水の流れに対向する方向にある角度で第１の流体を噴射する。
【0063】
本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかを含み、ガスタービンエンジンは、コントローラをさらに含み、コントローラは、水ポンプおよび第１の流体ポンプと動作可能に連通し、方法は、コントローラが、複数の遅延希薄燃料噴射器への流体ラインを通る水および腐食防止剤流体の流れを調節することを含む。
【0064】
この概要のセクションで説明されているものを含む、本開示で説明されている２つ以上の態様を組み合わせて、本明細書で具体的に説明されていない実施態様を形成することができる。
【0065】
１つまたは複数の実施態様の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載されている。他の特徴、目的、および利点は、説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【0066】
本開示のこれらおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を図示する添付の図面と併せて、本開示の様々な態様に関する以下の詳細な説明から、さらに容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0067】
【図1】本開示の実施形態による、圧縮機、燃焼器、タービン、および負荷を含むガスタービンエンジンシステムの概略図である。
【図3】本開示の実施形態による、ガスタービンエンジン、遅延希薄噴射器、洗浄システム、およびシステムコントローラを含むガスタービンエンジンシステムの概略図である。
【図4】本開示の実施形態による、燃焼器の遅延希薄噴射器につながる洗浄システムの概略図である。
【図5】本開示の実施形態による、洗浄システムで使用することができる混合チャンバおよび関連する供給ラインの詳細概略図である。
【図6】本開示の実施形態による、洗浄システムの詳細を示す概略図である。
【図7】本開示の実施形態による、ガスタービンエンジンシステム用の洗浄システムで実行することができる洗浄方法論のフローチャート（フロー図）である。
【図8】本開示の実施形態による、ガスタービンエンジンシステム用の洗浄システムで実行することができる洗浄方法論のフローチャート（フロー図）である。
【図9】本開示の実施形態による、ガスタービンエンジンシステム用の洗浄システムで実行することができる洗浄方法論のフローチャート（フロー図）である。
【発明を実施するための形態】
【0068】
本開示の図面は、必ずしも原寸に比例しないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様だけを図示することを意図しており、したがって、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。図面では、類似する符号は、図面間で類似する要素を表す。
【0069】
最初の問題として、本開示の主題を明確に説明するために、限定はしないが、ガスタービンエンジンシステムなどのタービンシステム内の関連する機械構成要素を参照して説明するときに、特定の専門用語を選択することが必要になる。可能な限り、一般的な工業専門用語が、その受け入れられた意味と同じ意味で使用および利用される。別途記載のない限り、このような専門用語は、本出願の文脈および添付の特許請求の範囲と一致する広義の解釈を与えられるべきである。当業者であれば、多くの場合、特定の構成要素がいくつかの異なるまたは重複する用語を使用して参照されることがあることを理解するであろう。単一の部品であるとして本明細書に記載され得るものは、複数の構成要素からなるものとして別の文脈を含み、かつ別の文脈で参照されてもよい。あるいは、複数の構成要素を含むものとして本明細書に記載され得るものは、単一の部品として他の場所で参照されてもよい。
【0070】
加えて、本明細書ではいくつかの記述的用語を規則通りに使用することができ、このセクションの開始時にこれらの用語を定義することが有用であることがわかる。これらの用語およびその定義は、別途記載のない限り、以下の通りである。本明細書で使用する場合、「下流」および「上流」とは、タービンエンジンを通る作動流体、または例えば、燃焼器を通る空気の流れ、もしくはタービンの構成要素システムの１つを通る冷却剤などの流体の流れに対する方向を示す用語である。「下流」という用語は、流体の流れの方向に対応し、「上流」という用語は、流れとは反対の方向（すなわち、流体が流れてくる方向）を指す。「前方」および「後方」という用語は、別途指定のない限り、方向を指し、「前方」はエンジンの前部または圧縮機端部を指し、「後方」はターボ機械の後部セクションを指す。
【0071】
多くの場合、中心軸線に関して異なる半径方向位置に配置された部品を記述することが要求される。「半径方向」という用語は、軸線に垂直な移動または位置を指す。例えば、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線に近接して位置する場合には、本明細書では、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向内側」または「内方」にあると述べる。一方、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線から遠くに位置する場合には、本明細書では、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向外側」または「外方」にあると述べることができる。「軸方向」という用語は、軸線に平行な移動または位置を指す。最後に、「円周方向」という用語は、軸線周りの移動または位置を指す。このような用語は、タービンの中心軸線に関連して適用することができることが理解されよう。
【0072】
加えて、以下に記載のように、本明細書ではいくつかの記述的用語を規則通りに使用することができる。「第１の」、「第２の」、および「第３の」という用語は、ある構成要素を別の構成要素から区別するために交換可能に使用することができ、個々の構成要素の場所または重要性を示すことを意図するものではない。
【0073】
本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、本開示を限定することを意図するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、特に明示しない限り、複数形も含むことを意図している。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用する場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組が存在することまたは追加することを除外しないことがさらに理解されよう。「任意選択の」または「任意選択で」は、後で述べられる事象もしくは状況が起こる場合も起こらない場合もあること、または後で述べられる構成要素もしくは要素が存在する場合もしない場合もあることを意味し、この記述は、その事象が起こるまたは構成要素が存在する事例と、起こらないまたは存在しない事例とを含むことを意味する。
【0074】
ある要素または層が別の要素または層に対して「上に」、「係合される」、「接続される」、または「結合される」と言及される場合には、他の要素または層に対して直接上に、係合され、接続され、または結合されてもよいし、あるいは介在する要素または層が存在してもよい。逆に、ある要素が別の要素または層に対して「直接上に」、「直接係合される」、「直接接続される」、または「直接結合される」と言及される場合には、介在する要素または層は存在しなくてもよい。要素間の関係について説明するために使用される他の語も、同様に解釈されるべきである（例えば、「～の間に」に対して「直接～の間に」、「～に隣接して」に対して「直接～に隣接して」など）。本明細書で使用する場合、「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のうちの１つまたは複数のありとあらゆる組み合わせを含む。
【0075】
ガスタービン燃料は、天然ガスおよび高品質の液体蒸留物燃料から、原油および低グレードの製油所残留物ならびに鋼鉄製造のようないくつかのプロセスからの可燃性残留ガスにまで及ぶことができる。一部のガスタービン燃料では、ガスタービンの効率および効果的な動作に必要な添加剤が存在し得る。添加剤は、燃料のタイプならびにガスタービンに入るすべての供給源からの汚染物質の性質および量に基づいて変化し得る。限定はしないが、焼成温度および相手先商標製造会社（ＯＥＭ）の仕様などの添加剤選択のための追加の要因もまた、考慮される。
【0076】
多くの燃料添加剤は、ガスタービン高温ガス経路セクションの構成要素の高温腐食および灰の付着を制御することを意図している。燃焼中にいくつかの異なる腐食機構が発生する可能性があり、一般に、低融点の灰堆積物の形成に起因し得る。これらの灰堆積物は、ガスタービン燃料中の微量金属不純物に由来し得る。例えば、限定はしないが、原油および残留グレードの燃料油を含む重質燃料油（ＨＦＯ）は、典型的には、ある量のバナジウム（Ｖ）を含有する。バナジウムは、石油の天然に存在する成分である。
【0077】
燃焼中、バナジウムを含む燃料は、バナジウム灰堆積物を生成する可能性がある。バナジウム灰堆積物は、主に五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）から形成され、約６７５℃（１２４７°Ｆ）の「低」融点を有する。典型的なガスタービン動作温度では、バナジウム灰堆積物が溶融する。溶融したバナジウム灰堆積物は、ガスタービンの高温ガス経路構成要素の表面酸化速度を加速し得る。ガスタービン高温ガス経路構成要素は、限定はしないが、燃焼ライナ、トランジションピース、タービンノズル、タービンブレード、およびタービンベーンを含む。鉛および亜鉛などの他の微量金属不純物もまた、同様の機構によって高温腐食を開始し得る。
【0078】
アルカリ金属不純物、すなわちナトリウム（Ｎａ）およびカリウム（Ｋ）もまた、硫化腐食として知られる高温腐食を引き起こす可能性がある。硫化腐食は、燃料硫黄との反応による硫酸ナトリウムの形成を伴う。硫化腐食は、ガスタービン高温ガス経路構成要素の粒間孔食をもたらし、これは冶金的に望ましくない。
【0079】
特定の地域、特に中東では、バナジウムおよびナトリウム不純物が燃料中で一般的である。したがって、より低い融点の灰堆積物は、この地域のガスタービンシステムにおいて容易に形成し得る。したがって、これらの地域からの未処理または添加剤を含まないガスタービン燃料では、ガスタービンシステムにおける高温腐食のリスクが増加する。
【0080】
ナトリウム塩およびカリウム塩は水溶性であり、現場処理プロセスによって除去することができる（または少なくとも許容される仕様限界内まで低減することができる）。これらの現場処理プロセスは、「燃料洗浄」として知られている。
【0081】
蒸留グレードの燃料は、典型的には、ガスタービン発電プラントでは洗浄されない。蒸留グレードの燃料は、限定はしないが、ナトリウム汚染などのある量の汚染を含有して送達されることが多い。さらに、バナジウムおよび他の油溶性微量金属は、燃料洗浄によって除去することができない。限定はしないが、バナジウム汚染などのいくらかの汚染を除去するための腐食抑制プロセスおよび処理は、本明細書に記載の化学物質添加剤を使用して達成されなければならない場合がある。
【0082】
液体燃料は、灰形成不純物または汚染の唯一の供給源ではない。ナトリウム塩および他の汚染物質は、ガスタービン燃料中に見出すことができ、したがって様々な方式でガスタービンエンジンシステムに入ることができる。汚染物質は、ガスタービン燃料から、圧縮機入口空気から、窒素酸化物（ＮＯｘ）制御のために噴射され得る水および蒸気から、動力増強ステップから、ならびに／または他のそのような供給源からガスタービンエンジンシステムに入る場合がある。したがって、非燃料供給源からの汚染のリスクもまた、ガスタービンエンジンシステム用途において考慮されるべきである。
【0083】
マグネシウム（Ｍｇ）を含む燃料添加剤を使用して、バナジウム灰堆積物およびバナジウム酸化を制御することができる。マグネシウムは、バナジウム灰組成を改質し、バナジウム灰融点を上昇させることができ、溶融バナジウムが問題を引き起こす可能性を低減する。適切なマグネシウム対バナジウム（Ｍｇ／Ｖ）処理比でＶ２Ｏ５と組み合わせることにより、オルトバナジン酸マグネシウム［３ＭｇＯ．Ｖ２Ｏ５］が新たな灰成分として形成される。３ＭｇＯ．Ｖ２Ｏ５は、約１２４３℃（２２６９°Ｆ）の高い融点を有する。したがって、３ＭｇＯ．Ｖ２Ｏ５では、ガスタービンエンジンシステムのバナジウム灰腐食が制限および制御される。燃焼灰としてのバナジウム灰が溶融せず、ガスタービンブレードおよびベーン上に固体状態のままであることを確実にすることによって、バナジウム灰腐食を低減することができる。
【0084】
ガスタービン燃料中の硫黄との反応により、３ＭｇＯ．Ｖ２Ｏ５の形成によるマグネシウム抑制機構は、追加の灰成分として硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）も生成する。ＭｇＳＯ４は、水溶性である。したがって、ＭｇＳＯ４は、ガスタービン高温ガス経路構成要素の定期的な水洗浄による燃焼灰の除去を促進する。燃焼灰の除去は、ガスタービン高温ガス経路構成要素上の灰形成物のために失われた可能性がある動力を回復することを可能にすることができる。
【0085】
ガスタービン燃料用のクロム（Ｃｒ）添加剤は、限定はしないが、ナトリウムおよびカリウムなどのアルカリ金属汚染物質によって促進される硫化腐食を抑制することができる。クロム添加剤は、灰の付着を低減することも示されている。クロム添加剤による灰の付着の低減は、高温ガス経路構成要素上に堆積することなくガスタービンを通過する汚染物質を有する揮発性化合物の形成を伴い得る。さらに、添加剤は、クロムを単独で、またはマグネシウムおよび他の成分と組み合わせて含むことができる。ケイ素（Ｓｉ）を含有する添加剤を添加して、ガスタービンシステムの高温ガス経路構成要素からの追加の腐食保護および改善された灰による摩損度を提供することもできる。
【0086】
マグネシウム添加剤は、スルホン酸型化学物質のものである。灰形成物におけるスルホン酸型化学物質は、加水分解に耐性である。スルホン酸灰形成物との水接触によるスルホン酸型添加剤のゲル形成物の傾向は、極めて低い。したがって、スルホン酸型化学物質添加剤は、限定はしないが、フィルタ、分流器、ノズル、ブレード、および／または燃料ノズルを含むガスタービンシステム構成要素の目詰まりを緩和することができる。
【0087】
スルホン酸型添加剤はまた、燃焼中の高い反応性も可能にする。高い反応性は、バナジウム抑制中により効率的にマグネシウムを消費することを可能にし得る。この高い反応性は、スルホン酸型添加剤の粒径が極めて小さいことに起因し得、スルホン酸型添加剤の粒径は、カルボン酸マグネシウム（Ｃ１０Ｈ１２ＭｇＮ２Ｏ６）粒子よりも約５倍小さい。したがって、スルホン酸マグネシウム添加剤をガスタービン燃料に安全に添加することができ、それによって過剰処理なしで保護を確実にすることができる。
【0088】
本出願で使用する場合、「オフライン洗浄」は、ガスタービンが外部クランクによって旋回され、ガスタービンがクランキング速度を使用して冷却された状態にある場合である。ガスタービンがオフラインであるとき、ガスタービンは燃料を燃焼しておらず、または動力を供給していない。本開示によって具体化されるように、逆に、オンラインプロセスは、ガスタービンが動作温度にあり、燃料を燃焼させ、動力を供給する状態で行われる。
【0089】
ここで図面を参照すると、いくつかの図を通して同様の符号が同様の要素を示しており、図１は、本開示によって具体化されるガスタービンエンジンシステムまたはガスタービンエンジンシステム１０の概略図を示している。ガスタービンエンジンシステム１０は、圧縮機１５を含むことができる。圧縮機１５は、空気２０が入口フィルタハウス１５’を通って流れた後に流入する空気２０の流れを圧縮する。圧縮機１５は、圧縮された空気２０の流れを燃焼器２５に送達する。燃焼器２５は、圧縮された空気２０の流れを加圧された燃料３０の流れと混合し、混合物に点火して燃焼ガス３５の流れを生成する。単一の燃焼器２５のみが示されているが、ガスタービンエンジンシステム１０は、任意の数の燃焼器２５を含んでもよい。燃焼ガス３５の流れは、次にガスタービン４０に送達される。燃焼ガス３５の流れは、ガスタービン４０を駆動して機械的仕事を発生する。ガスタービン４０で発生された機械的仕事は、シャフト４５、および限定はしないが、発電機などの外部負荷５０を介して圧縮機１５を駆動する。
【0090】
ガスタービン燃料は、天然ガスおよび高品質の液体蒸留物燃料から、原油および低グレードの製油所残留物にまで及ぶことができる。ガスタービンエンジンシステム１０は、ニューヨーク州スケネクタディのゼネラルエレクトリック社が提供する多数の異なるガスタービンエンジンのいずれかであってもよく、限定はしないが、７または９シリーズのヘビーデューティガスタービンエンジン、ＨＡガスタービンエンジンなどのＨクラスシリーズのヘビーデューティガスタービンエンジンなどが含まれる。ガスタービンエンジンシステム１０は、異なる構成を有してもよく、他のタイプの構成要素を使用してもよい。本明細書では、他のガスタービンエンジンも使用することができる。複数のガスタービンエンジン、他のタイプのタービン、および他のタイプの発電機器もまた、本明細書に記載の実施形態の範囲内である。
【0091】
図２は、ガスタービンエンジンシステム１０などで使用することができる圧縮機１５の一例である。圧縮機１５は、いくつかの段５５を含むことができる。１８個の段５５が示されているが、任意の数の段５５が使用されてもよい。各段５５は、いくつかの円周方向に配置された回転ブレード６０を含む。任意の数のブレード６０が使用されてもよい。ブレード６０は、ロータホイール６５上に装着されてもよい。ロータホイール６５は、シャフト４５（図１）と共に回転するようにシャフト４５に結合されてもよい。各段５５はまた、いくつかの円周方向に配置された固定ベーン６７を含むことができる。任意の数のベーン６７が使用されてもよい。ベーン６７は、外側ケーシング７０内に装着されてもよい。外側ケーシング７０は、ベルマウス７５からガスタービン４０に向かって延びることができる。したがって、空気２０の流れ（図１）は、ベルマウス７５の周りで圧縮機１５に入り、段５５のブレード６０およびベーン６７を通って圧縮されて燃焼器２５（図１）に流れる。ベルマウス７５には、水および／または洗剤を段５５の圧縮機ブレード６０およびベーン６７に適用するための水洗浄噴射ノズル（理解および明確さのために図示せず）を設けることができる。しかし、水および／または洗剤は、圧縮機１５の段５５のすべてのブレード６０およびベーン６７に流れなくてもよい。さらに、圧縮機水洗浄システムは、限定はしないが、第１段ノズル（Ｓ１Ｎ）および第２段ノズル（Ｓ２Ｎ）を含む高温ガス経路構成要素、ならびに汚染を受ける可能性があるガスタービン４０（図１）の関連するホイールスペース空洞を含むガスタービン構成要素への直接経路を提供しない。したがって、本開示によって具体化されるように、限定はしないが、第１段ノズル（Ｓ１Ｎ）および第２段ノズル（Ｓ２Ｎ）を含む高温ガス経路構成要素、ならびに関連するホイールスペース空洞を含むガスタービン構成要素を洗浄するための噴射点を提供することは、噴射をガスタービン自体の近くにすることによって得ることができる。
【0092】
図３を参照すると、燃焼器２５は、燃料回路によってそこに供給される第１の燃料が可燃性である第１の内部２１と、ガスタービン４０への移行ゾーン４３とを含む。ガスタービン４０は、段階的にタービンブレードおよびノズルを回転させることを含み、それにより少なくとも燃焼の生成物はタービンブレードの回転に動力を与えることが可能である。移行ゾーン４３は、燃焼器２５をタービン４０に流体結合する。移行ゾーン４３は、第２の燃料がさらに燃焼するために供給される第２の内部４１を含む。示すように、燃焼器２５および移行ゾーン４３は、互いに組み合わされて概してヘッドエンド１１の形態を有する。
【0093】
図３に示されるように、ヘッドエンド１１は、複数の予混合ノズル１２を含むことができる。しかし、他のヘッドエンド１１の構成も可能である。他のヘッドエンド１１の構成のバージョンは、（燃料噴射器６０において燃焼器２５に噴射される二次燃料に関して以下に説明する）遅延希薄噴射（ＬＬＩ）または軸方向燃料ステージング（ＡＦＳ）燃焼器に適合することができることが理解される。この説明の目的のために、ＬＬＩおよびＡＦＳは同様であり、等価である。ＬＬＩ適合燃焼器は、約２５００°Ｆまたは約１３７０℃を超える出口温度を有する燃焼器、または１０ミリ秒（ｍｓ）を超える高温側滞留時間でメタンよりも反応性の高い成分を有する燃料を取り扱う燃焼器である。
【0094】
複数の遅延希薄燃料噴射器６０は、移行ゾーン４３の外壁によって、または移行ゾーン４３の周りのスリーブ４２の外壁によって構造的に支持され、第２の内部４１内に様々な深さまで延びる。この構成では、燃料噴射器６０は、遅延希薄噴射（ＬＬＩ）燃料ステージング能力を提供するように構成することができる。すなわち、燃料噴射器６０は各々、例えば、主な流れ方向を概して横断する方向の燃料噴射によって第２の燃料（すなわち、ＬＬＩ燃料）を第２の内部４１に供給するように構成される。燃料噴射器６０は、このようにして、軸方向単段、軸方向多段、軸方向円周単段、および／または軸方向円周多段のいずれかにおいて、移行ゾーン４３を通って燃料を噴射することができる。したがって、燃焼器２５および移行ゾーン４３内の条件は、安定した燃焼の局所ゾーンを形成するように段階化される。
【0095】
本開示によって具体化されるように、一態様は、単一の燃料噴射器６０を動作させることを含む軸方向単段を提供する。あるいは、軸方向多段は、移行ゾーン４３における複数の軸方向位置で動作させることができる。さらに、実施形態は、移行ゾーン４３の単一の軸方向位置の円周の周りに配置された軸方向円周単段動作燃料噴射器６０を含むことができる。他の実施形態では、軸方向円周多段は、複数の軸方向位置で移行ゾーン４３の円周の周りに配置された動作燃料噴射器６０であってもよい。
【0096】
ここで、複数の燃料噴射器６０が移行ゾーン４３の円周の周りに配置される場合、燃料噴射器６０は、互いに実質的に均一または不均一に離間されてもよい。非限定的な例として、８つまたは１０個の燃料噴射器６０を特定の円周方向段に配置することができ、例えば、移行ゾーン４３の周りに互いに異なる程度の離間で設置された２つ、３つ、４つ、または５つ以上の燃料噴射器６０を有することができる。また、複数の燃料噴射器６０が移行ゾーン４３の軸方向多段に配置される場合、燃料噴射器６０は、互いにインラインおよび／または互い違いにすることができる。
【0097】
ガスタービンエンジンシステム１０の動作中、各燃料噴射器６０は、軸方向単段、軸方向多段、軸方向円周単段、および軸方向円周多段の１つを形成するために、共にまたは別々に作動または停止させることができる。したがって、実施形態の一態様では、燃料噴射器６０は各々、対応する燃料噴射器６０と燃料回路との間に配置された燃料噴射器６０のポートまたは弁６１（以下、「弁」６１）によってＬＬＩ燃料が供給され得る。弁６１の信号は、弁６１を開閉させ、それによって対応する燃料噴射器６０を作動または停止させる信号を弁６１に送信するコントローラ８０と通信する。
【0098】
したがって、各燃料噴射器６０が同時に作動されるべきである場合（すなわち、軸方向円周多段）、コントローラ８０は、信号を弁６１の各々に送って開き、それによって燃料噴射器６０の各々を作動させる。逆に、移行ゾーン４３の特定の軸方向段の各燃料噴射器６０が作動されるべきである場合（すなわち、軸方向円周単段）、コントローラ８０は、コントローラ８０からの電気信号を弁６０、６１への対応する調整に変換するように構成された要素（例えば、限定はしないが、電気機械トランスデューサ）を含む。弁６１の各々への信号は、軸方向円周単段の燃料噴射器６０のみに対応し、燃料噴射器６０の各々を開き、それによって作動させることができる。もちろん、この制御システムは単なる例示であり、燃料噴射器構成の複数の組み合わせが可能であり、燃料噴射器６０の少なくとも１つの作動および停止を制御するための他のシステムおよび方法が利用可能であることが理解される。
【0099】
本開示の別の態様によれば、ガスタービンエンジンシステム１０を動作させる方法であって、タービン４０は、それらの間に介在する移行ゾーン４３によって燃焼器２５に流体結合される方法が提供される。方法は、第１の燃料を燃焼器２５内の第１の内部２１に供給することと、燃焼器２５内の第１の内部２１における第１の燃料を燃焼させることと、軸方向単段、軸方向多段、軸方向円周単段、および軸方向円周多段のいずれかにおいて第２の燃料を移行ゾーン４３内の第２の内部４１に供給することと、移行ゾーン内の第２の内部４１において、第２の燃料および第１の内部２１から受け取った燃焼生成物の流れを燃焼させることとを含む。
【0100】
軸方向単段において第２の燃料を第２の内部４１に供給することは、単一の燃料噴射器６０を作動させることを含んでもよい。軸方向多段において第２の燃料を第２の内部４１に供給することは、移行ゾーン４３の複数の軸方向位置にそれぞれ配置された複数の燃料噴射器６０を作動させることを含んでもよい。軸方向円周単段において第２の燃料を第２の内部４１に供給することはまた、その単一の軸方向位置において移行ゾーン４３の円周の周りにそれぞれ配置された複数の燃料噴射器６０を作動させることを含む。加えて、軸方向円周多段において第２の燃料を第２の内部４１に供給することは、その複数の軸方向位置において移行ゾーン４３の円周の周りに配置された複数の燃料噴射器６０を作動させることを含む。
【0101】
図４は、本開示によって具体化される洗浄システム１００を示す。洗浄システム１００は、水供給源１１０を含むことができる。水供給源１１０は、任意のサイズ、形状、または構成を有してもよい。水供給源１１０は、内部に一定量の水１２０を有し得る。洗浄システム１００はまた、洗剤供給源１３０を含むことができる。洗剤供給源１３０は、任意のサイズ、形状、体積、または他の構成を有してもよい。洗剤供給源１３０は、内部に洗剤１４０の供給部を有することができる。洗剤１４０は、どのようなタイプの清浄溶液であってもよい。洗剤１４０は、水１２０で所定の比に希釈されてもよい。
【0102】
実施形態の別の態様では、洗浄システム１００はまた、化学物質供給源１５０を含むことができる。化学物質供給源１５０は、任意のサイズ、形状、または構成を有してもよい。特定の実施形態では、化学物質供給源１５０は、内部に一定量の帯電防止溶液１６０を有し得る。帯電防止溶液１６０は、任意のタイプの帯電防止流体であってもよい。帯電防止溶液１６０は、水１２０で所定の比に希釈されてもよい。水供給源１１０、洗剤供給源１３０、および／または化学物質供給源１５０は、全体的または部分的に洗浄スキッド１６５上に位置決めされ得る。洗浄スキッド１６５は可動式であってもよく、任意のサイズ、形状、または構成を有してもよい。本明細書では、他の構成要素および他の構成が使用されてもよい。各供給源１１０、１３０、および１５０は、一般に「供給源」と呼ばれ、限定はしないが、水供給源１１０、洗剤供給源１３０、および溶液または化学物質供給源１５０であるものなどの特定の洗浄材料を提供することができる。各供給源１１０、１３０、および１５０は、供給源の含有量レベルの表示を提供するレベルセンサ（図３では図示せず、図６参照）を含むことができる。さらに、本明細書で使用する場合、供給源１１０、１３０、および１５０は、一般に「供給源」と呼ばれてもよく、あるいは、含み得る洗浄材料の詳細に関しても「供給源」と呼ばれてもよい。
【0103】
洗浄システム１００はまた、混合チャンバ１７０を含むことができる。混合チャンバ１７０は、洗剤１４０を水１２０と、または帯電防止溶液１６０を水１２０と混合するために使用されてもよい。流体の他の組み合わせもまた、使用されてもよい。本明細書では、非希釈流体も使用することができる。図５は、非限定的な例示的な混合チャンバ１７０を示している。混合チャンバ１７０は、洗剤１４０および／もしくは帯電防止溶液１６０または他のタイプの二次流の流れのための角度付き対向流ノズル１８０の１つまたは複数を含むことができる。洗剤１４０または帯電防止溶液１６０の流れは、可動部品を使用せずに内部で良好に混合するために、角度付き対向流ノズル１８０を介して直径方向に対向していない角度または逆角度で、水の流入流または他のタイプの主流に噴射されてもよい。水１２０の流れと比較してより高い圧力で洗剤１４０または帯電防止溶液１６０の流れを噴射することによって、効果的な混合を提供することもできる。混合チャンバ１７０は、任意のサイズ、形状、または構成を有してもよい。１つまたは複数の角度付き対向流ノズル１８０は、混合チャンバ１７０の中心軸線に対してある角度で混合チャンバ内に延び、混合チャンバ１７０内の水の流れに対向する方向にある角度で第１の流体を噴射するように構成することができる。
【0104】
図４に示すように、水供給源１１０は、水ライン１９０を介して混合チャンバ１７０と連通してもよい。水ライン１９０は、その上に水ポンプを有することができる。水ポンプは、例えば、従来の設計のものであってもよい。水ライン１９０は、その上に一対の水ライン隔離弁２１０を有することができる。洗剤供給源１３０は、洗剤ライン２２０を介して混合チャンバ１７０と連通してもよい。洗剤ライン２２０は、その上に洗剤ポンプ２３０を有することができる。洗剤ポンプ２３０は、例えば、従来の設計のものであってもよい。洗剤ライン２２０は、その上に一対の洗剤ライン隔離弁２４０を有することができる。帯電防止溶液供給源１６０は、帯電防止溶液ライン２５０を介して混合チャンバ１７０と連通してもよい。帯電防止溶液ライン２５０は、その上に帯電防止溶液ポンプ２６０を有することができる。帯電防止溶液ポンプ２６０は、従来の設計のものであってもよい。帯電防止溶液ライン２５０は、その上に一対の帯電防止溶液ライン隔離弁２７０を有することができる。本明細書では、他の構成要素および他の構成が使用されてもよい。
【0105】
洗浄システム１００はまた、導管またはライン３４０、すなわち、混合チャンバ１７０からの出力ラインを含むことができる。この例では、図３および図４に関して、ライン３４０は、燃焼器２５における遅延希薄噴射（軸方向燃料ステージング）のためにスキッド１６５から弁６１の１つまたは複数に通じている。したがって、水１２０、洗剤１４０、帯電防止溶液１６０、および不動態化溶液（後述）の少なくとも１つなどの洗浄材料を燃焼器２５に供給することができる。遅延希薄噴射のために弁６１で燃焼器２５に供給されると、洗浄材料は、ガスタービン４０の高温ガス経路構成要素、特にガスタービン４０のＳ１Ｎに近接する。したがって、洗浄溶液材料、洗剤溶液材料、帯電防止溶液材料、および不動態化溶液材料の少なくとも１つは、燃焼ガス３５（図１）の流れを介してガスタービン４０の遅延希薄噴射弁６１（図４）に進み、限定はしないが、ガスタービン４０のブレードおよびノズルを含むガスタービン４０の構成要素に作用して清浄することができる。
【0106】
図４および図６に関して、洗浄コントローラ３８０は、洗浄システム１００を動作させることができる。洗浄コントローラ３８０は、水１２０、洗剤１４０、帯電防止溶液１６０、および／または不動態化溶液（後述）の少なくとも１つを混合チャンバ１７０に提供し、次いで燃焼器２５にそれらの適切な比で提供することができる。洗浄コントローラ３８０は、任意のタイプのプログラム可能論理デバイス（後述）であってもよく、ガスタービンエンジンシステム１０の全体的な制御システムと通信するか、またはその一部であってもよい。具体的には、洗浄コントローラ３８０は、本明細書で説明するように、弁連動、流体レベル、ポンプ動作、接続信号、流れセンサ、温度、圧力、タイミングなどを制御することができる。本明細書では、様々なタイプのセンサ（限定はしないが、温度計、流量計、圧力センサなど）を使用して、フィードバックを洗浄コントローラ３８０に提供することができる。本明細書の洗浄コントローラ３８０および動作パラメータへのアクセスは、適切な清浄およびカバレッジを確実にするために制限されてもよい。
【0107】
使用中、流体供給源１１０、１４０、１５０を有する洗浄スキッド１６５は、ガスタービンエンジンシステム１０（図１）に隣接して位置決めすることができる。あるいは、流体供給源１１０、１４０、１５０は、全体的または部分的にガスタービンエンジンシステム１０の近くにより恒久的に位置してもよい。
【0108】
実施形態の特定の態様では、洗浄コントローラ３８０は、水１２０と洗剤１３０の比を決定することができる。洗浄コントローラ３８０は、水ポンプ２２０および／または洗剤ポンプ２３０を作動させ、対応する体積の水１２０および洗剤１４０を混合チャンバ１７０に圧送することができる。混合チャンバ１７０からの洗剤／水混合物の一部は、ガスタービン４０のＳ１Ｎへの結果として生じる流れのために、導管またはライン３４０を通って燃焼器２５の弁６１の１つまたは複数との接続部に流れることができる。流れは、燃焼器２５からガスタービン４０への流れを可能にするクランキング力の下でガスタービン４０がオフラインであるときに発生し得る。また、導管またはライン３４０を通る混合物の流れは、ガスタービン４０がオンラインであるときに発生し得、燃焼ガス３５と共に混合物がガスタービン４０に流れる。次いで、洗浄コントローラ３８０は、所定の体積の洗剤／水混合物３９０が燃焼器２５の弁６１内に噴射されると、ポンプ２２０、２３０をオフにすることができる。洗浄コントローラ３８０は、要求された場合、水ポンプ２２０を再び作動させて水リンスを提供することができる。リンス中の水１２０の体積は、変化してもよい。
【0109】
洗浄システム１００は、例えば、第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１Ｎ）（Ｓ２Ｎ）および関連するホイールスペース空洞の洗浄および処理を含む、弁６１を通してガスタービン４０に供給される燃焼器２５全体にわたる帯電防止溶液１６０の改善された清浄および適用を提供することができる。帯電防止溶液１６０のカバレッジを増加させることにより、ガスタービンブレードならびに灰汚染物質などの堆積物を形成する傾向が低減された固定ノズル上の材料の静電引力を抑制する能力を高めることができる。帯電防止カバレッジは、より長期間にわたって水洗浄で回復されたガスタービンの動作利得を提供することができる。したがって、ガスタービンエンジンシステム１０は、改善された持続可能な性能特性を有することができる。さらに、洗浄システム１００は、再構成または後付けが必要とされないように、燃焼器２５の既存のＬＬＩ（軸方向燃料ステージング）配管を使用する。
【0110】
洗浄システム１００はまた、第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞を含むガスタービン４０への適切なカバレッジを確実にするために、帯電防止溶液１６０の噴射速度および量を制御する能力を提供することができる。洗浄コントローラ３８０は、燃焼器２５に送達され得る洗剤／水混合物および／または帯電防止溶液／水混合物の比および体積を変化させてもよい。
【0111】
本開示の実施形態は、燃焼器２５、ガスタービン４０、特にガスタービン４０の第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞のオフライン清浄を提供することができる。図６を参照すると、（同様の参照符号は同様の要素を指し、明確さおよび簡潔さのためにそれらの要素のさらなる説明は省略されている）ガスタービンエンジンシステム１０の概略図が洗浄システム１００と共に示されている。本開示によって具体化されるオフライン清浄は、ガスタービン４０の第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞に対する酸化防止清浄を提供する。洗浄システム１００は、本明細書に記載のバナジウム緩和のための、脱塩水／脱イオン水と、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）の少なくとも１つとの混合物、または遅延希薄噴射（軸方向燃料ステージング）弁６１を通して燃焼器２５内に噴射された洗浄システム１００からの洗剤を提供する。さらに、洗浄システム１００からの水およびマグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、または洗剤の少なくとも１つは、例えば、遅延希薄噴射弁６１で均質な流れの発泡体または水として、オフラインのガスタービンエンジンシステム１０に送達することができる。
【0112】
実施形態の態様では、酸化防止清浄剤、水、およびマグネシウムは、ガスタービン４０における対象となる第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞のその場清浄のために提供される。洗浄システム１００および関連するプロセスは、既存のＬＬＩ（軸方向燃料ステージング）弁６１を使用して、脱塩水とマグネシウムとの所定の混合物を燃焼器２５内に分配する。本開示によって具体化されるように、洗浄システム１００は、ガスタービンエンジンシステム１０に適用されると、第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１Ｎ）および（Ｓ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞および／もしくはガスタービン４０の他の内部構成要素から、灰形態のバナジウムを含むバナジウムを除去し、ガスタービンエンジンシステム１０の回復された性能を清浄後により長い持続時間にわたって保持する能力を高め、ガスタービンエンジンシステム１０、特にガスタービン４０におけるノズルの目詰まりおよび錆の形成／酸化を緩和し、灰形成物を清浄および除去し、燃焼器表面から酸化物および微粒子を清浄および除去し、冷却空気経路の目詰まりの低減に起因するプラントの信頼性および効率の向上を提供し、重質燃料油で動作するガスタービンエンジンシステムの信頼性を改善することができる。
【0113】
図４～図７を参照すると、洗浄システム１００は、ガスタービンエンジンシステム１０がオフラインであるとき、洗浄材料を燃焼器２５に提供し、次いでガスタービン４０におけるその場清浄のために第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞に提供する。圧縮機１５（図１）のベルマウス７５（図２）に洗浄材料を提供することによる圧縮機洗浄は、本開示によって具体化されるように、本明細書に記載の任意の動作および態様により依然として提供することができることに留意されたい。しかし、圧縮機洗浄に関する正確なシステム、プロセス、および他の詳細は、実施形態の態様と密接に関連しておらず、さらなる説明は省略される。
【0114】
導管またはライン１９０は、水供給部１１０から延び、ライン２５０は、供給部１６０（例えば、水性亜硫酸マグネシウムの化学物質供給部など）から延び、ライン１９０および２５０は、混合チャンバ１７０で合流する。混合チャンバ１７０から、ライン３４０は燃焼器２５まで延びる。ライン３４０は、混合物の化学物質特性を検出するための化学物質センサ３４１、流れセンサ３４２、調節または制御弁３４３、温度センサ３４４、およびフィルタ３４５の少なくとも１つを含むことができる。化学物質センサ３４１、流れセンサ３４２、調節弁３４３、温度センサ３４４、ならびにモータ２００および化学物質供給源１５０のレベルセンサ１６２の少なくとも１つの各々は、コントローラ３８０と通信する。したがって、コントローラ３８０は、本明細書の実施形態に従って、そのオフライン動作における洗浄システム１００の動作を調節および管理することができる。
【0115】
実施形態の別の態様は、ガスタービンエンジンシステム１０の動作中、燃焼器２５、ガスタービン４０、特にガスタービン４０の第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１Ｎ）および（Ｓ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞の清浄、ならびにさらなる灰形成緩和を提供する。再び図４～図６を参照すると、洗浄システム１００は、ガスタービンエンジンシステム１０の動作中、洗浄材料を燃焼器２５に提供し、次いでガスタービン４０におけるその場清浄のために第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞に提供し、また、灰形成緩和材料をガスタービンエンジンシステム１０に提供する。
【0116】
本開示によって具体化されるように、洗浄システム１００のこの態様は、燃焼器２５およびその遅延希薄噴射弁またはノズル６１からの洗浄材料を有する低温灰形成緩和剤（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｓｈ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｉｔｉｇａｎｔ）を提供および分配し、次いで、ガスタービン４０の第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞を含むガスタービン４０の内部構成要素に提供および分配する。洗浄システム１００は、実施形態のこの態様に従って、遅延希薄噴射（軸方向燃料ステージング）弁６１を通して燃焼器２５内に噴射された洗浄システム１００からの脱塩水／脱イオン水の混合物を提供する。また、洗浄システム１００はまた、洗浄システム１００から燃焼器２５の既存の遅延希薄噴射（軸方向燃料ステージング）弁またはノズル６１内への供給源１３０および／または１５０において、イットリウム、マグネシウム、または任意の現在知られているまたは後に開発される低温灰形成緩和剤を提供することができる。非限定的なタイプの低温灰形成緩和剤は、水または油系イットリウムまたはマグネシウムを含むことができる。本明細書で述べるように、洗浄システム１００は、脱塩水／脱イオン水などの洗浄水、および低温灰形成緩和剤を燃焼器２５のＬＬＩ（軸方向燃料ステージング）弁６１内に提供する。本開示によって具体化されるように、遅延希薄噴射（軸方向燃料ステージング）弁６１は、ガスタービン４０における第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１Ｎ）および（Ｓ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞の前方にあり、次いで燃焼ガス３５の流れがガスタービン４０に送達される。ＬＬＩ（軸方向燃料ステージング）弁６１に送達された低温灰形成緩和剤は、燃焼ガスの流れ３５と共にガスタービン４０の内部構成要素に搬送される。
【0117】
本開示によって具体化されるように、ガスタービンエンジンシステム１０の動作中の灰形成緩和および清浄のための方法およびシステムは、ガスタービンの第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）、関連するホイールスペース空洞、ならびに他のガスタービン内部タービン構成要素上の灰形成率を低減し、ガスタービンエンジンシステム１０の回復された性能を清浄後により長い持続時間にわたって保持する能力を高め、ノズルの目詰まり、高温腐食／酸化、目詰まりに起因し得る空気の形状／プロファイルの変形を緩和し、特に、高濃度のバナジウムおよび不純物を形成する他の灰を有するガス燃料に依存する重質燃料酸化物（ＨＦＯ）ガスタービンおよびガスタービンユニットで動作するガスタービンエンジンにおいて、劣化保証ボーナスの機会を満たし、かつそれを超える能力を高め、ノズル有効面積の低減およびブレードの空気力学的プロファイルの変化に起因し得るプラントの信頼性、出力、および効率の向上を高め、灰形成物を清浄および除去し、燃焼器表面から酸化物および微粒子を清浄および除去し、冷却空気経路の目詰まりの低減に起因するプラントの信頼性および効率の向上を提供することができる。
【0118】
本開示によって具体化されるように、ガスタービンエンジンシステム１０（図１）の動作中の灰形成緩和のための洗浄システム１００は、図６の構成によって示すことができる。ライン１９０は、水供給部１１０から延び、ライン２５０は、化学物質供給源１５０から延び、例えば、この態様における化学物質供給源１５０は、一定量のイットリウム、マグネシウム、または別の低温灰形成緩和剤を含み、ライン１９０および２５０は、混合チャンバ１７０で合流する。混合チャンバ１７０から、ライン３４０は燃焼器２５まで延びる。ライン３４０は、化学物質センサ３４１、流れセンサ３４２、調節弁３４３、温度センサ３４４、およびフィルタ３４５の少なくとも１つを含むことができる。化学物質センサ３４１、流れセンサ３４２、調節弁３４３、温度センサ３４４、ならびにモータ２００、化学物質供給源１５０のレベルセンサ１６２の少なくとも１つの各々は、コントローラ３８０と通信する。したがって、コントローラ３８０は、本明細書の実施形態に従って、そのオフライン動作における洗浄システム１００の動作を調節および管理することができる。
【0119】
実施形態のさらなる態様は、燃焼器２５、ガスタービン４０、特にガスタービン４０の第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１Ｎ）および（Ｓ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞のオフライン清浄および不動態化を提供する。引き続き図６および図７を参照すると、（同様の参照符号は同様の要素を指し、明確さおよび簡潔さのためにそれらの要素のさらなる説明は省略されている）ガスタービンエンジンシステム１０の概略図が洗浄システム１００と共に示されている。本開示によって具体化されるオフライン清浄は、燃焼器２５、ガスタービン４０、特にガスタービン４０の第１段ノズルからガスタービン４０の第２段ノズルの酸化防止清浄および不動態化を提供する。洗浄システム１００は、遅延希薄噴射（軸方向燃料ステージング）弁６１を通して燃焼器２５内に噴射された洗浄システム１００からの脱塩水／脱イオン水と、ポリアミンまたはマグネシウム（Ｍｇ）の少なくとも１つとの混合物を提供する。
【0120】
実施形態のこの態様では、脱塩水／脱イオン水と、ポリアミンまたはマグネシウムの少なくとも１つとの混合物は、ガスタービン４０がオフラインであるとき、ガスタービン４０の第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞を含む、ガスタービン４０における対象となる第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞のその場清浄のために提供される。洗浄システム１００および関連するプロセスは、既存の遅延希薄噴射（軸方向燃料ステージング）弁６１を使用して、脱塩水／脱イオン水と、ポリアミンまたはマグネシウムの少なくとも１つとの所定の混合物を燃焼器２５内に分配し、そこから脱塩水とマグネシウムとの所定の混合物がガスタービン４０に流入することができる。本開示によって具体化されるように、図６の洗浄システム１００は、ガスタービンエンジンシステム１０に適用されると、内部ガスタービン構成要素を不動態化するためにそれらをコーティングすることができる。コーティングおよび不動態化される内部ガスタービン構成要素には、第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１Ｎ）および（Ｓ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞および／またはガスタービン４０の他の内部構成要素が含まれる。本開示によって具体化される不動態化は、ガスタービンエンジンシステム１０の回復された性能を清浄後により長い持続時間にわたって保持する能力を高め、ガスタービンエンジンシステム１０、特にガスタービン４０におけるノズルの目詰まりおよび錆の形成／酸化を緩和し、灰形成物を清浄および除去し、劣化ベースの保守を実施するための重大度および頻度を低減し、燃焼器表面から酸化物および微粒子を清浄および除去し、冷却空気経路の目詰まりの低減に起因するプラントの信頼性および効率の向上を提供し、第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞および／または他のガスタービン構成要素の潜在的な亀裂伝播および表面劣化を低減し、重質燃料油で動作するガスタービンエンジンの信頼性を改善することができる。
【0121】
図４～図７を参照すると、洗浄システム１００は、ガスタービンエンジンシステム１０がオフラインであるとき、混合された脱塩水／脱イオン水とポリアミンまたはマグネシウムの少なくとも１つを燃焼器２５に提供し、次いでガスタービン４０におけるＳ１Ｎのその場清浄のために提供する。オフラインであることは、圧縮機１５（図１）のベルマウス７５（図２）に洗浄材料を提供することによる圧縮機洗浄は、本開示によって具体化されるように、本明細書に記載の任意の動作および態様により依然として提供することができることに留意されたい。しかし、圧縮機洗浄に関する正確なシステム、プロセス、および他の詳細は、実施形態の態様と密接に関連しておらず、さらなる説明は省略される。
【0122】
ライン１９０は、水供給部１１０から延び、ライン２５０は、化学物質供給部１５０、例えば、脱塩水／脱イオン水と、ポリアミンまたはマグネシウムの少なくとも１つとの混合物の供給部から延び、ライン１９０および２５０は、混合チャンバ１７０で合流する。混合チャンバ１７０から、ライン３４０は燃焼器２５まで延びる。ライン３４０は、化学物質センサ３４１、流れセンサ３４２、調節弁３４３、温度センサ３４４、およびフィルタ３４５の少なくとも１つを含むことができる。化学物質センサ３４１、流れセンサ３４２、調節弁３４３、温度センサ３４４、ならびにモータ２００および化学物質供給源１５０のレベルセンサ１６２の少なくとも１つの各々は、コントローラ３８０と通信する。したがって、コントローラ３８０は、本明細書の実施形態に従って、そのオフライン動作における洗浄システム１００の動作を調節および管理することができる。
【0123】
本開示によって具体化されるように、不動態化材料、例えば限定はしないが、ポリアミンまたはマグネシウムの少なくとも１つは、液体形態または発泡体形態で提供することができる。本開示の態様は、脱塩水／脱イオン水と、ポリアミンまたはマグネシウムの少なくとも１つとの混合物が、第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞、ならびに他の内部ガスタービン構成要素の不動態化のために、遅延希薄噴射弁またはノズルからガスタービン４０の第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１ＮおよびＳ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞に流れることを可能にする。
【0124】
本開示によって具体化される腐食防止混合物は、腐食防止剤および水を含むことができる。腐食防止混合物は、水溶液（例えば、液体担体として水を使用する）として燃焼器２５に、次いでガスタービンエンジンシステム１０のガスタービン４０のセクションに供給することができる。腐食防止混合物は、金属不動態化コーティングで内部のガスタービンエンジン構成要素をコーティングし、それらのコーティングされた部品の腐食を緩和することができる。
【0125】
実施形態の特定の態様によれば、硫酸マグネシウムを清浄剤として使用することができる。ガスタービンエンジンシステム１０が燃料として重質油を使用する用途では、重質油をバナジウム系腐食／堆積抑制剤で処理することができる。バナジウム系腐食／堆積抑制剤は、動作中にガスタービンエンジンシステム１０内でスラグを形成することができる。硫酸マグネシウムは、ガスタービン燃料としての原油、重質油の使用によって促進されるバナジウム系スラグの形成を防止し得る。バナジウム系腐食／堆積抑制剤としての硫酸マグネシウムは、実施形態の特定の態様において、水系硫酸マグネシウム溶液に接続することができる。
【0126】
本開示によって具体化されるように、腐食防止混合物を（混合チャンバ１７０内で）予混合し、ガスタービンエンジンシステム１０に供給することができる。さらに、腐食防止混合物は、洗浄システム１００を通して燃焼器２５に提供することができる。
【0127】
腐食防止混合物は、金属不動態化によって、耐腐食性および／または腐食抑制をガスタービンエンジンシステム１０ならびにその第１段ノズルおよび第２段ノズル（Ｓ１Ｎ）および（Ｓ２Ｎ）ならびに関連するホイールスペース空洞を含むガスタービン４０に付与する。金属不動態化は、ガスタービンエンジンシステム１０内の金属および／または金属合金基材上に腐食防止コーティングを提供し、本開示によって具体化される腐食防止混合物は、上述したように、燃焼器２５の遅延希薄噴射弁６１に入ることによってコーティングと接触する。したがって、結果として生じる腐食防止コーティングは、（部分的または完全に）ガスタービン４０、特にその第１段ノズル、ならびにガスタービンブレードおよび他のノズルなどの様々な金属高温ガス経路構成要素をコーティングする。
【0128】
金属不動態化は、金属酸化物層／コーティングを形成することによって、限定はしないが、ガスタービンエンジンで示される高温、燃焼副生成物、デブリなどの環境要因からの保護シールドを金属および／または金属合金基材に付与する。金属酸化物層／コーティングは、腐食性の種からガスタービン４０の金属または金属合金基材構成要素を保護する。腐食防止コーティングは、分子層、言い換えれば、マイクロコーティングとして見ることができる。本開示の一態様では、腐食防止コーティングはまた、ガスタービンエンジンシステム１０の金属または金属合金基材の結合を強化する。実施形態の別の態様では、腐食防止コーティングの著しい熱分解は、５００℃未満の温度で回避することができる。さらに別の態様では、本明細書に記載の洗浄システム１００を使用して連続した腐食防止処理サイクルをガスタービンエンジンシステム１０に適用することができ、多層腐食防止コーティングが得られる。
【0129】
腐食防止混合物は、特に選択された所定の比で水および腐食防止剤を含むことができる。腐食防止コーティングを付与するのに適した任意の腐食防止剤／抑制剤が、用いられてもよい。一実施形態では、腐食防止剤は、有機アミンである。ガスタービンエンジンシステム１０内の構成要素の金属／金属酸化物表面で吸収することによる腐食防止剤／抑制剤としてのアミンは、それによってガスタービンエンジンシステム１０の構成要素の金属または金属合金基材表面で潜在的に腐食性の種（例えば、溶存酸素、炭酸、塩化物／硫酸アニオンなど）のアクセスを制限する。別の実施形態では、腐食防止剤／抑制剤は、２つ以上の有機アミンであり得る。さらに別の実施形態では、腐食防止剤／抑制剤は、ポリアミンであってもよい。本明細書で使用する場合、「ポリアミン」という用語は、２つ以上の第一級アミノ基ＮＨ２を有する有機化合物を指す。さらに別の実施形態では、腐食防止剤／抑制剤は、酸性汚染物質を中和し、ｐＨをアルカリ範囲内に上昇させることができ、それにより保護金属酸化物コーティングが特に安定で付着性である揮発性中和アミンをさらに含む。
【0130】
実施形態の別の態様では、腐食防止剤／抑制剤の非限定的な例には、限定はしないが、シクロヘキシルアミン、モルホリン、モノエタノールアミン、Ｎ－９－オクタデセニル－１，３－プロパンジアミン、９－オクタデセン－１－アミン、（Ｚ）－１－５、ジメチルアミンプロピルアミン（ＤＭＰＡ）、ジエチルアミノエタノール（ＤＥＡＥ）など、およびそれらの組み合わせが挙げられる。さらなる実施形態では、腐食防止混合物中の腐食防止剤／抑制剤の量は、５ｐｐｍ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｍｉｌｌｉｏｎ）～１０００ｐｐｍである。別の実施形態では、腐食防止混合物中の腐食防止剤／抑制剤の量は、約５０ｐｐｍ～約８００ｐｐｍの範囲で提供される。さらに別の実施形態では、腐食防止混合物中の腐食防止剤／抑制剤の量は、約１００ｐｐｍ～約５００ｐｐｍの範囲で提供される。
【0131】
実施形態の特定の態様では、燃焼器２５の遅延希薄噴射弁６１に供給される第１の腐食防止混合物中の腐食防止剤／抑制剤の量は、５ｐｐｍ～１０００ｐｐｍである。
【0132】
水および腐食防止剤／抑制剤を含む腐食防止混合物は、上述のように水溶液中おいて、ＬＬＩ弁６１を介してガスタービンエンジンシステム１０内に導入される。本明細書で使用する場合、「水溶液」は、液相媒体を指す。本開示の一実施形態では、水溶液は、ポリアミンガス、水蒸気（蒸気など）、および／または空気を含まない液相媒体である。水は、腐食防止剤／抑制剤の液体担体として作用し、これも液相である。したがって、水は、腐食防止剤／抑制剤を配管３４０を通して燃焼器２５およびガスタービン４０の選択された領域内に運び、腐食防止コーティングで内部の構成要素をコーティングする。
【0133】
当業者には理解されるように、本開示によって具体化されるコントローラ８０およびコントローラ３８０は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具体化されてもよい。したがって、本開示によって具体化されるコントローラ８０およびコントローラ３８０は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、または本明細書において「回路」、「モジュール」、もしくは「システム」とすべて一般的に呼ぶことができるソフトウェアおよびハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態をとることができる。さらに、本開示によって具体化されるコントローラ８０およびコントローラ３８０は、媒体内に具体化されたコンピュータ使用可能プログラムコードを有する表現の任意の有形な媒体で具体化されるコンピュータプログラム製品の形態をとることができる。加えて、本開示によって具体化されるコントローラ８０およびコントローラ３８０は、本開示の実施形態による構成要素を表すコードを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体の形態をとることができる。
【0134】
【0135】
図７に関して、洗浄プロセス５００は、オフラインプロセス５００である。ステップ５０１において、ガスタービンエンジンシステム１０は、オフラインである。任意選択のプロセス５０２は、圧縮機１５を洗浄することであり、圧縮機洗浄は、本開示によって具体化される洗浄システム１００とは別個の、または本開示によって具体化される洗浄システム１００と組み合わせた既知のシステムによって達成することができる。オフラインプロセス５００において、水および特定の清浄剤は、燃焼器２５の遅延希薄噴射器６０を通してガスタービン４０の内部構成要素に適用される。プロセス５００において、水および酸化防止剤がステップ５０３で適用され、燃焼器２５の遅延希薄噴射器６０を通してガスタービン４０の内部構成要素に適用される。
【0136】
プロセス５０４は任意選択であり、必要に応じて、限定はしないが、スラグ、灰、油などの汚染物質を除去するためにリンスおよび洗剤を適用することができ、燃焼器２５の遅延希薄噴射器６０を通してガスタービン４０の内部構成要素に適用することができる。プロセス５０５も任意選択であり、必要に応じてリンスを適用することができ、燃焼器２５の遅延希薄噴射器６０を通してガスタービン４０の内部構成要素に適用される。プロセス５００において、別の任意選択のプロセス５０６は、燃焼器２５の遅延希薄噴射器６０を通して不動態化処理（後述のプロセス７００で適用されるものと同様）をガスタービン４０の内部構成要素に適用することができる。プロセス５０７におけるガスタービンエンジンシステム１０の構成要素の乾燥は、プロセス５００の一実施形態で行うことができる。
【0137】
図８に示すように、プロセス６００は、オンライン洗浄プロセスである。プロセス６０１において、ガスタービンエンジンシステム１０（図１）はオンラインであり、圧縮機１５を洗浄する任意選択のステップがプロセス６０２において行われてもよい。プロセス６０３において、水および腐食防止剤は、燃焼器２５のＬＬＩ６０を通してガスタービン４０の内部構成要素に適用することができる。本開示によって具体化されるように、バナジウムを除去するための腐食防止剤としてマグネシウムまたはイットリウムを含めることができる。さらに、プロセス６０３において、水および腐食防止剤は、均質な液体混合物または発泡体として適用することができる。プロセス６０４において、必要に応じて、限定はしないが、スラグ、灰、油などの汚染物質を除去するためにリンスおよび洗剤を任意選択で適用することができ、燃焼器２５の遅延希薄噴射器６０を通してガスタービン４０の内部構成要素に適用することができる。プロセス６０５は、必要に応じて、燃焼器２５の遅延希薄噴射器６０を通してガスタービン４０の内部構成要素に適用されるリンスの任意選択の適用である。プロセス６０６はまた、腐食防止または不動態化処理の任意選択の適用である。
【0138】
図９を参照すると、オフライン洗浄プロセス７００において、水および特定の清浄剤は、燃焼器２５の遅延希薄噴射器６０を通してガスタービン４０の内部構成要素に適用される。プロセス７０１において、ガスタービンエンジンシステム１０は、オフラインである。任意選択のプロセス７０２は、圧縮機１５を洗浄することであり、圧縮機洗浄は、本開示によって具体化される洗浄システム１００とは別個の、または本開示によって具体化される洗浄システム１００と組み合わせた既知のシステムによって達成することができる。プロセス７００において、水および腐食防止／不動態化処理剤がプロセス７０３で適用され、燃焼器２５の遅延希薄噴射器６０を通してガスタービン４０の内部構成要素に適用される。プロセス７０４は任意選択であり、必要に応じて、限定はしないが、スラグ、灰、油などの汚染物質を除去するためにリンスおよび洗剤を適用することができ、燃焼器２５の遅延希薄噴射器６０を通してガスタービン４０の内部構成要素に適用することができる。プロセス７０５は任意選択であり、必要に応じて、燃焼器２５のＬＬＩ６０を通してガスタービン４０の内部構成要素に適用されるリンスを適用することができる。プロセス７０６におけるガスタービンエンジンシステム１０の構成要素の乾燥は、オフラインプロセス７００で行うことができる。
【0139】
コントローラ８０および３８０には、１つまたは複数のコンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせを使用することができる。コントローラ８０および３８０に利用することができるコンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体は、例えば限定はしないが、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、または半導体システム、装置、デバイス、または伝搬媒体を含んでもよい。コントローラ８０および３８０の一方または両方に利用することができるコンピュータ可読媒体のより具体的な例（包括的でないリスト）には、１つまたは複数のワイヤを有する電気的接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、光学記憶デバイス、インターネットもしくはイントラネットをサポートするような伝送媒体、または磁気記憶デバイスが挙げられる。コンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体は、プログラムを印刷した紙または別の適切な媒体であってもよく、プログラムは、例えば、その紙または他の媒体の光学スキャンを介して電子的に取り込むことができ、その後、必要に応じて、適切な方式でコンパイル、解釈、あるいは処理することができ、その後、コンピュータメモリに記憶することができることに留意されたい。本明細書の文脈では、コンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体は、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによって、またはそれと併せて使用されるプログラムを包含、記憶、通信、伝搬、または輸送することができる任意の媒体であってもよい。コンピュータ使用可能媒体は、ベースバンドにまたは搬送波の一部として具体化されたコンピュータ使用可能プログラムコードを有する伝搬されたデータ信号を含んでもよい。コンピュータ使用可能プログラムコードは、限定はしないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなどを含む任意の適切な媒体を使用して送信することができる。
【0140】
本開示によって具体化される洗浄動作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されてもよい。プログラムコードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、単独のソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上でおよび部分的にリモートコンピュータ上で、または完全にリモートコンピュータもしくはサーバ上で実行されてもよい。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを通してユーザのコンピュータに接続されてもよく、あるいは、外部コンピュータに（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを通して）接続されてもよい。
【0141】
実施形態は、本開示の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図および／またはブロック図を参照して説明されている。フローチャート図および／またはブロック図の各ブロック、ならびにフローチャート図および／またはブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令は、機械を製造するために汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに提供されてもよく、これにより、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行されるこれらの命令は、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施するための手段をもたらす。
【0142】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置に対して特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体に記憶することもでき、そのようにして、コンピュータ可読媒体に記憶された命令は、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施する命令手段を含む製品を製造する。
【0143】
コンピュータまたは他のプログラム可能装置で一連の動作ステップを実施させてコンピュータ実装プロセスを生成するために、コンピュータプログラム命令をコンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置にロードすることもでき、そのようにして、コンピュータまたは他のプログラム可能装置で実行される命令は、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施するためのプロセスを提供する。
【0144】
上記の図面は、本開示のいくつかの実施形態による関連する処理のいくつかを示す。これに関連して、図面のフロー図内の各図面またはブロックは、記載した方法の実施形態に関連するプロセスを表している。いくつかの代替の実施態様では、図面またはブロックで説明した動作は、図で示した順序から外れて生じてもよいし、または例えば、関連する動作に応じて、実際には実質的に同時に、または逆の順序で実行されてもよいことにも留意されたい。また、当業者であれば、処理を説明する付加的なブロックを追加することができることを認識するであろう。
【0145】
本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、近似を表す文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動し得る任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語によって修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈または文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。範囲の特定の値に適用される「約」は、両端の値に適用され、値を測定する機器の精度に特に依存しない限り、記載された値の＋／－１０％を示すことができる。
【0146】
以下の特許請求の範囲におけるミーンズプラスファンクションまたはステッププラスファンクションの要素すべての、対応する構造、材料、動作、および均等物は、具体的に請求された他の請求要素と組み合わせてその機能を実施するための、一切の構造、材料、または動作を包含することを意図している。本開示の記述は、例示および説明の目的で提示されており、網羅的であることも、または本開示を開示した形態に限定することも意図していない。当業者には、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく多くの修正および変形が明らかであろう。本開示の原理および実際の用途を説明し、想定される特定の使用に適するように様々な修正を伴う様々な実施形態について本開示を他の当業者が理解することができるようにするために、本実施形態を選択し、かつ説明した。
【符号の説明】
【0147】
１０ ガスタービンエンジンシステム
１１ ヘッドエンド
１２ 予混合ノズル
１５ 圧縮機
１５’ 入口フィルタハウス
２０ 空気
２１ 第１の内部
２５ 燃焼器
３０ 燃料
３５ 燃焼ガス
４０ ガスタービン
４１ 第２の内部
４２ スリーブ
４３ 移行ゾーン
４５ シャフト
５０ 外部負荷
５５ 段
６０ 弁、ブレード、燃料噴射器
６１ 遅延希薄噴射弁、ノズル、流れ制御弁、ＬＬＩ弁
６５ ロータホイール
６７ 固定ベーン
７０ 外側ケーシング
７５ ベルマウス
８０ コントローラ
１００ 洗浄システム
１１０ 水供給源、流体供給源、水供給部
１２０ 水
１３０ 洗剤供給源、洗剤
１４０ 洗剤、流体供給源
１５０ 化学物質供給源、化学物質供給部、流体供給源
１６０ 供給部、帯電防止溶液、帯電防止溶液供給源
１６２ レベルセンサ
１６５ 洗浄スキッド
１７０ 混合チャンバ
１８０ 角度付き対向流ノズル
１９０ 導管またはライン、水ライン
２００ モータ
２１０ 水ライン隔離弁
２２０ 洗剤ライン、水ポンプ
２３０ 洗剤ポンプ
２４０ 洗剤ライン隔離弁
２５０ 帯電防止溶液ライン
２６０ 帯電防止溶液ポンプ
２７０ 帯電防止溶液ライン隔離弁
３４０ 導管、ライン
３４１ 化学物質センサ
３４２ 流れセンサ
３４３ 制御弁、調節弁
３４４ 温度センサ
３４５ フィルタ
３８０ 洗浄コントローラ
３９０ 水混合物
５００ 洗浄プロセス、オフラインプロセス
５０２ プロセス
５０４ プロセス
５０５ プロセス
５０６ プロセス
５０７ プロセス
６００ オンライン洗浄プロセス
６０１ プロセス
６０２ プロセス
６０３ プロセス
６０４ プロセス
６０５ プロセス
６０６ プロセス
６０７ プロセス
７００ オフライン洗浄プロセス
７０１ プロセス
７０２ プロセス
７０３ プロセス
７０４ プロセス
７０５ プロセス
７０６ プロセス
１１ ヘッドエンド
１２ 予混合ノズル
１５ 圧縮機
１５’ 入口フィルタハウス
２０ 空気
２１ 第１の内部
２５ 燃焼器
３０ 燃料
３５ 燃焼ガス
４０ ガスタービン
４１ 第２の内部
４２ スリーブ
４３ 移行ゾーン
４５ シャフト
５０ 外部負荷
５５ 段
６０ 弁、ブレード、燃料噴射器
６１ 遅延希薄噴射弁、ノズル、流れ制御弁、ＬＬＩ弁
６５ ロータホイール
６７ 固定ベーン
７０ 外側ケーシング
７５ ベルマウス
８０ コントローラ
１００ 洗浄システム
１１０ 水供給源、流体供給源、水供給部
１２０ 水
１３０ 洗剤供給源、洗剤
１４０ 洗剤、流体供給源
１５０ 化学物質供給源、化学物質供給部、流体供給源
１６０ 供給部、帯電防止溶液、帯電防止溶液供給源
１６２ レベルセンサ
１６５ 洗浄スキッド
１７０ 混合チャンバ
１８０ 角度付き対向流ノズル
１９０ 導管またはライン、水ライン
２００ モータ
２１０ 水ライン隔離弁
２２０ 洗剤ライン、水ポンプ
２３０ 洗剤ポンプ
２４０ 洗剤ライン隔離弁
２５０ 帯電防止溶液ライン
２６０ 帯電防止溶液ポンプ
２７０ 帯電防止溶液ライン隔離弁
３４０ 導管、ライン
３４１ 化学物質センサ
３４２ 流れセンサ
３４３ 制御弁、調節弁
３４４ 温度センサ
３４５ フィルタ
３８０ 洗浄コントローラ
３９０ 水混合物
５００ 洗浄プロセス、オフラインプロセス
５０２ プロセス
５０４ プロセス
５０５ プロセス
５０６ プロセス
５０７ プロセス
６００ オンライン洗浄プロセス
６０１ プロセス
６０２ プロセス
６０３ プロセス
６０４ プロセス
６０５ プロセス
６０６ プロセス
６０７ プロセス
７００ オフライン洗浄プロセス
７０１ プロセス
７０２ プロセス
７０３ プロセス
７０４ プロセス
７０５ プロセス
７０６ プロセス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【外国語明細書】