(57)【要約】【課題】腐食性汚染物質から表面を保護する方法及びシステムを提供すること。【解決手段】腐食性汚染物質から表面を保護する方法及びシステムが本明細書で開示される。本方法は、瞬間濃度値又は時間加重積算濃度値である浮遊腐食性汚染物質の濃度及び／又は浮遊腐食性汚染物質の１又はそれ以上のタイプを検出するよう適合された少なくとも１つのセンサを用いて表面に近接した浮遊腐食性汚染物質を検出するステップと、少なくとも１つのセンサによって検出された浮遊腐食性汚染物質の所定のタイプ及び／又は濃度に基づいて表面の少なくとも一部に送給する流体を選択するステップと、選択された流体が表面の少なくとも一部に接触するように選択された流体を送給する流体処理を開始するステップと、を含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
瞬間濃度値又は時間加重積算濃度値である浮遊腐食性汚染物質の濃度及び／又は浮遊腐食性汚染物質の１又はそれ以上のタイプを検出するよう適合された少なくとも１つのセンサを用いて表面に近接した浮遊腐食性汚染物質を検出するステップと、
前記少なくとも１つのセンサによって検出された前記浮遊腐食性汚染物質の所定のタイプ及び／又は濃度に基づいて前記表面の少なくとも一部に送給する流体を選択するステップと、
前記選択された流体が前記表面の少なくとも一部に接触するように前記選択された流体を送給する流体処理を開始するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記表面がターボ機械の表面である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記表面がガスタービンエンジン（１１６）の表面又はガスタービンエンジン（１１６）の圧縮機（１１７）の表面である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記浮遊腐食性汚染物質が、ガスタービンエンジン（１１６）の圧縮機（１１７）と流体接続されたダクト（１１２）内に存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記表面に近接した前記浮遊腐食性汚染物質が、二酸化硫黄、硫酸塩、塩化物、海塩、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記選択された流体が前記表面の少なくとも一部に接触するように前記選択された流体を送給する流体処理を開始する前記ステップが更に、前記表面を洗浄してからの所定の経過時間、前記表面の洗浄の所定の持続期間、又は前記表面の洗浄に使用される所定の流体のうちの少なくとも１つに基づいている、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記選択された流体が前記表面の少なくとも一部に接触するように前記選択された流体を送給するため前記流体を選択する前記ステップが更に、前記表面を洗浄してからの所定の経過時間、前記表面の洗浄の所定の持続期間、又は前記表面の洗浄に使用される所定の流体のうちの少なくとも１つに基づいている、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記選択された流体が前記表面の少なくとも一部に接触するように前記選択された流体を送給する流体処理を開始する前記ステップが更に、前記表面を洗浄してからの経過時間、前記表面の洗浄の持続期間、又は前記表面の洗浄に使用される流体と添加剤の配合物のうちの少なくとも１つに基づいた所定の時間期間で前記流体を分散させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記表面がガスタービンエンジン（１１６）の表面であり、前記ガスタービンエンジン（１１６）がオンライン状態である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記表面がガスタービンエンジン（１１６）の表面であり、前記ガスタービンエンジン（１１６）がオフライン状態である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記流体が防食流体である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記流体が、ポリアミン、酸、塩基、アルコール、水酸化物、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
システム（１０５）であって、
表面と、
前記表面と流体連通したパイプ（１２２,１２３，１２４，１２５）と、
前記パイプに固定して取り付けられたバルブと、
前記パイプと流体連通した流体供給源（１２０）と、
浮遊腐食性汚染物質の濃度及び／又は該浮遊腐食性汚染物質の１又はそれ以上のタイプを検出するよう適合された少なくとも１つのセンサ（１２６）と、
を備え、前記少なくとも１つのセンサ（１２６）が、前記表面に近接して配置され、前記浮遊腐食性汚染物質の濃度が、瞬間濃度値又は時間加重積算濃度値であり、
前記システムが更に、
前記少なくとも１つのセンサ（１２６）及び前記バルブと作動連通した制御システム（１９０）と、
を備え、前記制御システム（１０５）が、前記少なくとも１つのセンサ（１２６）によって検出された前記浮遊腐食性汚染物質の所定のタイプ及び／又は濃度に基づいて流体を選択し、前記選択された流体が前記表面の少なくとも一部に接触するように前記流体を送給するよう構成されている、システム（１０５）。
【請求項１４】
前記表面が、ガスタービンエンジン（１１６）の圧縮機（１１７）の表面であり、前記少なくとも１つのセンサ（１２６）が、前記ガスタービンエンジン（１１６）の圧縮機（１１７）と流体接続されたダクト（１１２）内に配置される、請求項１３に記載のシステム（１０５）。
【請求項１５】
圧縮機セクション空気抽出配管を更に備え、前記パイプ（１２２,１２３，１２４，１２５）が、前記圧縮機セクション空気抽出配管と流体連通している、請求項１３に記載のシステム（１０５）。
【請求項１６】
前記パイプと流体連通したベルマウス噴射ノズルを更に備える、請求項１３に記載のシステム（１０５）。
【請求項１７】
前記浮遊腐食性汚染物質が、ターボ機械の内部構成要素の腐食の一因となる腐食性粒子を含む、請求項１３に記載のシステム（１０５）。
【請求項１８】
前記制御システム（１９０）と通信可能に接続され、前記表面の少なくとも一部上に前記流体の予め選択された効果的な送給を決定するために前記表面の表面仕上げの変化を検出する少なくとも１つのセンサを更に備える、請求項１３に記載のシステム（１０５）。
【請求項１９】
システムであって、
コンピュータ可読命令を実行するよう適合されたプロセッサ（６２１）と、
前記プロセッサに通信可能に結合され、前記コンピュータ可読命令を格納させたメモリ（６２２）と、
を備え、前記コンピュータ可読命令が、前記プロセッサによって実行された場合に、
表面に近接した浮遊腐食性汚染物質に関連するデータセットを受け取るステップと、
前記データセットと、前記浮遊腐食性汚染物質の所定のタイプ及び／又は濃度とに基づいて選択された流体が前記表面の少なくとも一部に接触するように前記選択流体を送給する命令を提供するステップと、
を含む制御動作を前記プロセッサに実施させるようにし、前記データセットが、前記浮遊腐食性汚染物質の濃度及び／又は前記浮遊腐食性汚染物質の１又はそれ以上のタイプを含み、前記浮遊腐食性汚染物質の濃度が、瞬間濃度値又は時間加重積算濃度値である、システム。
【請求項２０】
前記プロセッサによって実行される前記コンピュータ可読命令が、前記データセットに基づいてエアロゾル化形態で前記選択流体を送給するかどうかを決定するステップを更に含む制御動作を前記プロセッサに実施させるようにする、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食性汚染物質から表面を保護する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンのようなターボ機械は、多様な環境及び様々な気候で作動する。ガスタービンエンジンの圧縮機のようなターボ機械の表面は、塵埃吸入及び／又は脱落した異物の侵入に曝され、様々な程度の損傷、例えば、腐食、先端の浸食／摩擦、後縁の薄肉化、及びステータ根元の浸食をもたらすことになる。ガスタービンエンジンはまた、長い作動時間の間に燃焼プロセスの副生成物から生じる様々な残留堆積物の蓄積に曝されるブレード及び他の構成要素を有する。このような損傷及び堆積物の形成は、タービン効率の損失を招き、ガスタービンエンジン構成要素の劣化を生じる可能性がある。
【０００３】
二酸化硫黄（ＳＯ２）ガス、硫酸塩エアロゾル、塩化物、海塩エアロゾル、及び／又は他の汚染物質などの浮遊腐食性汚染物質もまた、ガスタービンエンジンの構成要素に接触してこれを腐食させる。構成要素の腐食は、少なくとも部分的な圧縮機オーバーホール及び／又は構成要素の補修及び／又は交換を生じる。その結果、補修及び／又は交換コストが発生し、操業停止を招くことになる。腐食した表面の補修及び／又は交換に加えて、様々な処理法を利用して、汚染によって生じた損傷に対処している。
【０００４】
従って、ガスタービン構成要素の表面のような特定の表面が曝される特定の汚染物質状態を検出し、目標とする処理流体を提供及び効率的に送給してその表面を損傷から保護及び／又は軽減し、これにより構成要素の寿命を延ばし、補修及び／又は交換の頻度を低減し、及び／又はガスタービンの生産性を向上させるシステム及び方法を提供することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８，２６８，１３４号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明の１つの態様によれば、本方法は、瞬間濃度値又は時間加重積算濃度値である浮遊腐食性汚染物質の濃度及び／又は浮遊腐食性汚染物質の１又はそれ以上のタイプを検出するよう適合された少なくとも１つのセンサを用いて表面に近接した浮遊腐食性汚染物質を検出するステップと、少なくとも１つのセンサによって検出された浮遊腐食性汚染物質の所定のタイプ及び／又は濃度に基づいて表面の少なくとも一部に送給する流体を選択するステップと、選択された流体が表面の少なくとも一部に接触するように選択された流体を送給する流体処理を開始するステップと、を含む。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、システムは、表面と、表面と流体連通したパイプと、パイプに固定して取り付けられたバルブと、パイプと流体連通した流体供給源と、浮遊腐食性汚染物質の濃度及び／又は該浮遊腐食性汚染物質の１又はそれ以上のタイプを検出するよう適合された少なくとも１つのセンサと、を備え、少なくとも１つのセンサが、表面に近接して配置され、浮遊腐食性汚染物質の濃度が、瞬間濃度値又は時間加重積算濃度値であり、システムが更に、少なくとも１つのセンサ及びバルブと作動連通した制御システムと、を備え、制御システムが、少なくとも１つのセンサによって検出された浮遊腐食性汚染物質の所定のタイプ及び／又は濃度に基づいて流体を選択し、選択された流体が表面の少なくとも一部に接触するように流体を送給するよう構成されている。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、システムは、コンピュータ可読命令を実行するよう適合されたプロセッサと、プロセッサに通信可能に結合され、コンピュータ可読命令を格納させたメモリと、を備え、コンピュータ可読命令が、プロセッサによって実行された場合に、表面に近接した浮遊腐食性汚染物質に関連するデータセットを受け取るステップと、データセットと、浮遊腐食性汚染物質の所定のタイプ及び／又は濃度とに基づいて選択された流体が表面の少なくとも一部に接触するように選択流体を送給する命令を提供するステップと、を含む制御動作をプロセッサに実施させるようにし、データセットが、浮遊腐食性汚染物質の濃度及び／又は浮遊腐食性汚染物質の１又はそれ以上のタイプを含み、浮遊腐食性汚染物質の濃度が、瞬間濃度値又は時間加重積算濃度値である。
【０００９】
これら及び他の利点並びに特徴は、図面を参照しながら以下の説明から明らかになるであろう。
【００１０】
本発明とみなされる主題は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲に具体的に指摘し且つ明確に特許請求している。本発明の上記及び他の特徴並びに利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】発電プラントシステムの例示的な図。
【図２】タービン配管と圧縮機配管とを含むガスタービンエンジンの断面図。
【図３】ガスタービンエンジンに流体を適用する非限定的な例示の方法を示す図。
【図４】本明細書で開示される方法及びシステムの態様又はその一部を組み込むことができる汎用コンピュータシステムを表したブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書で開示されるのは、腐食性汚染物質から表面を保護する方法及びシステムである。少なくとも１つ又は複数のセンサが、ターボ機械（例えば、ガスタービンエンジン）の表面のような表面に近接した浮遊腐食性汚染物質の濃度及び／又は１又はそれ以上のタイプを検出するのに利用される。流体を表面に送給する方法は、その表面が利用される特定の用途又は環境において送給可能であるように選択され、その結果、選択された流体が表面の少なくとも一部に接触するようにする。
【００１３】
図１は、発電プラントシステム１０５の例示的な図である。通常作動時には、空気は、入口フード１１４を介して入口フィルタハウス１１０に流入し、複数のフィルタエレメント（図示せず）を通過する。フィルタ処理された吸入空気は、ダクト１１２（又は同様の通路）を通ってガスタービンエンジン１１６に移動する。本明細書で記載される実施形態は、例示的な表面としてガスタービンエンジンに関連しているが、本明細書で記載されるシステム及び方法を用いて、限定ではないがガスタービンエンジンのようなターボ機械を含むあらゆる所望の表面に処理流体を提供（又は適用）することができる。ダクト１１２は、蒸発冷却システム１１１と吸入抽気加熱（ＩＢＨ）システム１０９とを含むことができる。ガスタービンエンジン１１６は、圧縮機１１７、燃焼セクション１１８、及びタービン１１９を含む。圧縮機１１７からの高圧空気は、ガスタービンエンジン１１６の燃焼セクション１１８に流入し、ここで空気が燃料と混合されて燃焼する。
【００１４】
１つの実施形態において、入口霧化システムは同様に、発電プラントシステム１０５における蒸発冷却システム１１１又はその近傍に位置することができる。蒸発冷却システム１１１は、本明細書で考察される場合、入口霧化システムと同義で使用される。蒸発冷却システム１１１の機能は、水を蒸発させることによる機械への吸入空気を冷却することによりエンジンからの出力を増大させることである。
【００１５】
ＩＢＨシステム１０９に関して、ＩＢＨは、ガスタービンエンジンの圧縮機１１７が氷結するのを防ぐのに使用される。ＩＢＨはまた、圧縮機作動マージンの追加が必要とされる特定の作動条件にて圧縮機の圧力比を低減するのに用いることができる。ＩＢＨ制御として知れられるガスタービンエンジンのこの作動方法は、低温の周囲空気を高温圧縮機吐出空気の抽気部分と混合し、これにより空気の密度及びガスタービンエンジン１１６への質量流量を低減することによって、圧縮機の吸入空気の入口温度を上昇させる。ＩＢＨシステム１０９は、吸入空気フィルタの下流側に位置する。
【００１６】
ダクト１１２は、センサ１２６を含み、センサは、該センサ１２６を通過する空気ストリーム中の浮遊腐食性汚染物質（例えば、浮遊腐食性粒子）を検出する。センサ１２６は、ガスタービンエンジン１１６の圧縮機１１７に近接したダクト１１２内の空気ストリーム中の浮遊腐食性粒子に関連するデータセットを収集する。センサ１２６によって収集されるデータは、１又はそれ以上の種類の浮遊腐食性粒子のタイプ及び／又は浮遊腐食性粒子の濃度（例えば、センサによって任意選択的に収集されるデータの中でも、検出される全浮遊腐食性粒子の全濃度及び／又は浮遊腐食性粒子の１又はそれ以上の特定のタイプの全濃度）を含む。センサ１２６によって収集されるデータは、流体供給源１２０からの選択された処理流体の送給を制御システム１９０が制御するのに使用される。センサ１２６によって有効に検出される浮遊粒子は、圧縮機１１７の内部構成要素の腐食の一因となる腐食性粒子を含む。
【００１７】
腐食性粒子の実施例には、二酸化ケイ素、硫酸塩、塩化物、海塩、及び同様のもの、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせが挙げられる。センサ１２６は、制御システム１９０に通信可能に接続される。センサ１２６は、所望の表面に近接して配置された単一のセンサ又は複数のセンサ（すなわち、アレイ）である。１つの実施形態において、発電プラントシステム１０５の近傍でダクト１１２の内部及びダクト１１２の外部に配置されるセンサのアレイが存在することができる。センサは、浮遊腐食性粒子のタイプ及び／又は濃度を検出し報告する。別の実施形態において、センサアレイからのデータは、制御システム１９０に到着する前に又は後で処理される（例えば、平均、中央値、又は同様のものを決定する）。更に別の実施形態において、レーザ及び／又は光プローブベースのセンサなどの１又はそれ以上の追加のセンサが圧縮機１１７に近接して配置されて、少なくとも１つの圧縮機構成要素の表面仕上げの変化を検出し、制御システム１９０に通信可能に接続されて、流体供給源１２０からの処理流体の送給を制御するようにする。
【００１８】
図１に示すように、蒸発冷却システム１１１、ＩＢＨシステム１０９、圧縮機１１７及びタービン１１９は、流体供給源１２０と流体接続されている。配管１２２は、蒸発冷却システム１１１を流体供給源１２０と流体接続する。配管１０８は、ＩＢＨシステム１０９を流体供給源１２０と流体接続する。配管１２３は、圧縮機１１７（例えば、ベローズノズル（図示せず）を介して）を流体供給源１２０と流体接続する。配管１２４は、圧縮機１１７（例えば、空気抽出システムを介して）を流体供給源１２０と流体接続する。配管１２５は、タービン１１９（例えば、空気抽出システムを介して）を流体供給源１２０と流体接続する。流体供給源１２０は、発電プラントシステム１０５の構成要素を洗浄するための防食流体又は他の流体を含む。
【００１９】
１つの実施形態において、流体は、ポリアミン、酸、塩基、アルコール、又は水酸化物を含む防食流体である。別の実施形態において、塩基及び／又は水酸化物は、８〜１２ｐＨを有する「弱い」塩基及び／又は水酸化物である。更に別の実施形態において、前述の装置及びシステムの各々は、別個の流体供給源と流体接続される。流体は、ターボ機械（例えば、ガスタービンエンジン）がオンライン又はオフラインである間に所望の表面に送給される。
【００２０】
１つの実施形態において、ポリアミンベースの流体は、防食流体として利用される。本明細書で使用される場合、用語「ポリアミン」は、２又はそれ以上の第１級アミノ基−ＮＨ２を有する有機化合物を指すのに使用される。１つの実施形態において、防食流体は、酸性汚染物質を中和してｐＨをアルカリ性領域に上げる揮発性中和アミンを備えた防食剤を含み、これにより保護性の金属酸化コーティングが特に安定し接着性が高くなる。防食剤の非限定的な実施例には、シクロヘキシルアミン（ｃｙｃｌｏｈｅａｘｙｌａｍｉｎｅ）、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）、及び同様のもの、又は上述のうちの少なくとも１つを含む組み合わせ、が挙げられる。別の実施形態において、防食流体は、ポリアミン（多官能有機アミン腐食防止剤）と１又はそれ以上の中和アミン（揮発性有機アミン）との組み合わせを含む。
【００２１】
１つの実施形態において、例えば、ガスタービンエンジン構成要素の表面の少なくとも一部に流体を送給するのに、既存の圧縮機ベルマウス噴射ノズル及び修正圧縮機空気抽出及びタービンノズル冷却空気配管ポートが使用される。流体は、所望の表面への流体の効果的な送給（例えば、分散）を可能にする何れかの方法により送給される。１つの実施形態において、流体は、ガスタービンエンジン１１６の圧縮機セクション及び／又はタービンセクションに送給される。別の実施形態において、流体は、圧縮機セクション及びタービンセクションの両方に同時に又は順次的に送給される。実施形態の１つの態様において、圧縮機セクション及びタービンセクションに送給される選択流体は同じとすることができ、或いは、圧縮機セクション及びタービンセクションにおける異なる材料組成及びコーティングに従って異なる組成及び／又は配合比を有するように調整することができ、バルブ調節を変えることによって圧縮機セクション及びタービンセクションそれぞれに送給される。
【００２２】
１つの実施形態において、防食流体は、ポリアミンベースの流体と水の混合物を含み、流体供給源１２０に貯蔵される。水−ポリアミン混合物は、所定比率のものであり、配管１２２を介して蒸発冷却システム１１１内に入れられ、又は配管１０８を介してＩＢＨシステム１０９内に入れられる。水−ポリアミン混合物は、蒸気（例えば、水蒸気）に変えられ、或いは、蒸発冷却システム１１１又はＩＢＨシステム１０９を介してエアロゾル化される。ポリアミンベースの蒸気は、ダクト１１２を通って圧縮機ベルマウス７５内に移動する。本明細書で検討され示唆されるように、防食流体を使用するか否かを決定し、防食流体を所望の表面に適用するのを支援する、各種のバルブ、混合チャンバ、センサ、制御装置、又は同様のものが存在する。蒸発冷却システム１１１、ＩＢＨシステム１０９、又は防食流体の送給を促進する他のシステムは、ガスタービンエンジン１１６がオンラインであるときに利用される。ガスタービンエンジン１１６がオンラインであるかどうかは、ガスタービンエンジン１１６の出力レベル及び／又は構成要素の温度に基づいて判定される。
【００２３】
処理流体は、発電プラントシステム内に一体化されるか、又はシステムの外部にある供給源から供給される。１つの実施形態において、この供給流体は、タンクローリのような独立した外部の供給源から供給される。外部供給源は、配管１２２、配管１０８、配管１２３、配管１２４、又は配管１２５上に設けられたクイックディスコネクト（迅速着脱）設備を介して相互接続される。
【００２４】
１つの実施形態において、水と１又はそれ以上の防食剤が所定の比率で混合されて防食流体を形成する。水−防食剤混合物は、別個の貯蔵タンク内に貯蔵される（例えば、予混合防食流体）。結果として得られる防食流体の混合物は、幾つかの要因の中でも特に、ガスタービンエンジンのフレームサイズ、排出と合わせた洗浄期間、又は流れ要件に基づいている。比率は、アミンのタイプに基づいて調整される。
【００２５】
１つの実施形態において、防食流体は、分子層コーティング（金属上のマイクロコーティング）を生成するために分散される。金属パッシベーションは、腐食性化学種から金属又は金属合金基材を保護するコーティング（例えば、金属酸化物層）を形成することにより、ガスタービンエンジンにおいて示される環境要因（例えば、高温、燃焼副生成物、デブリ、その他）からの保護シールドを金属又は金属合金基材に提供する。実施形態の１つの態様において、防食流体の適用によって得られるコーティングは、圧縮機１１７などの表面の金属又は金属合金基材における接合を強化する働きをする。防食流体の混合物（例えば、腐食防止剤のタイプ）に基づいて、防食コーティングの顕著な熱分解は、５００℃を超える温度に達するまでは示されない可能性がある。別の実施形態において、本明細書に記載されるシステムを使用して連続した防食処理サイクルを圧縮機１１７に適用し、多層防食コーティングが得られる。
【００２６】
防食流体は、本明細書において検討されるように、金属パッシベーションを使用してガスタービンエンジンの金属及び／又は金属合金基材上に侵入ポイントを介して防食混合物を接触させる防食コーティングを提供することによって、圧縮機１１７などの所望の表面に耐食性及び／又は腐食抑制をもたらす。結果として得られる防食流体は、ガスタービンエンジン１１６の圧縮機１１７の各段及び種々の金属構成要素（例えば、圧縮機のブレード及びステータベーン）を（部分的又は完全に）コーティングする。
【００２７】
図１を参照すると、バルブ（図示せず）調整によって、センサにより検出された汚染物質、並びに所望の表面の特定の用途（又は気候）及び／又は所望の表面（例えば、圧縮機１１７）への流体の送給に基づいて、防食剤又は防食流体の異なる供給源及び／又は濃度を選択できるようになる。１つの実施形態において、防食流体は水蒸気であり、又は水蒸気を含む。防食流体は、外部供給源（例えば、タンク）から供給され、本明細書で開示されるようにクイックディスコネクトを介して相互接続される。実施形態の１つの態様において、防食流体は、所定の比率で自動的に（例えば、アミンのタイプに基づいて調整可能に）混合され、その後で送給又は分散される。入口及びドレインバルブは、所望の表面への防食流体の送給を可能にするのに最適に位置付けられ整列される。
【００２８】
１つの実施形態において、幾つかのセンサの中でも特に、発電プラントシステム１０５は更に、モータセンサ、流体レベルセンサ、流体圧力センサ、混合物流出流圧力センサ、ガスタービンエンジンの圧縮機セクション内の圧力を検知する圧縮機圧力センサ、ガスタービンエンジン１１６の圧力を検知するタービン圧力センサ、及び／又はバルブ位置センサなどの１又はそれ以上の追加のセンサ（図示せず）を備える。実施形態の１つの態様において、発電プラントシステム１０５は更に、配管を通って流れる（又は流れない）流体の流量を検知するよう構成された１又はそれ以上の流量センサを備える。
【００２９】
図２は、冷却及びシール空気バルブ及び配管構成要素を含むガスタービンエンジン１１の例示的な図である。圧縮機１５は、１又はそれ以上の段を含む。図２に示すように、圧縮機のＡ段５４、Ｂ段５５、又はＣ段５６が存在することができる。用語「Ａ段」、「Ｘ段」及び同様のものは、「第１段」、「第２段」及び同様のものとは対照的に、本明細書に記載されるシステム及び方法が圧縮機又はタービンの実際の第１段又は第２段と共に使用することに何らかの形で限定されるという推測を防ぐために使用される。任意の数の段を使用することができる。各段は、ブレード５９、ブレード６０、及びブレード６１など、幾つかの円周方向に配列された回転ブレードを含む。任意の数のブレードを使用することができる。ブレードは、ロータホイール６５上に装着される。ロータホイール６５は、出力駆動シャフトに取り付けられ、該出力駆動シャフトと共に回転するようにする。各段は更に、任意選択的に、幾つかの円周方向に配列された固定ベーン（ベーン６７）を含む。任意の数のベーン６７を使用することができる。ベーン６７は、外側ケーシング７０内に装着することができる。ケーシング７０は、ベルマウス７５からタービン１７に向かって延びる。空気２２の流れが、ベルマウス７５の周囲で圧縮機１５に流入し、燃焼器に流れる前に各段のブレード（例えば、とりわけ、ブレード５９、ブレード６０、及びブレード６１）及びベーン６７を通って圧縮される。
【００３０】
ガスタービンエンジン１１は更に、空気抽出システム８０を備える。空気抽出システム８０は、圧縮機１５における空気２２の流れの一部を抽出し、タービンの冷却及び他の目的で使用する。空気抽出システム８０は、１又はそれ以上の空気抽出パイプ８５を含む。空気抽出パイプ８５は、圧縮機段のうちの１つの周りの抽出ポート９０からタービン１７の段のうちの１つに向けて延びる。１又はそれ以上の空気抽出パイプ８５は、あらゆる数及び／又はタイプのパイプであり、空気抽出に好適なあらゆる位置及び／又は構成の形態である。本明細書で使用される用語「Ｘ段抽出パイプ」及び「Ｙ段抽出パイプ」は一般に、このような好適な抽出パイプの何れかの１又はそれ以上を指す。図２は、Ｘ段抽出パイプ９２及びＹ段抽出パイプ９４を示している。Ｘ段抽出パイプ９２は、圧縮機１５の第９段の周りに位置付けられ、Ｙ段抽出パイプ９４は、圧縮機１５の第１３段の周りに位置付けられる。
【００３１】
圧縮機１５の他の段からの抽出を用いることもできる。Ｘ段抽出パイプ９２は、タービン１７のＸ段パイプ９６と連通しており、他方、Ｙ段抽出パイプ９４は、タービン１７のＹ段パイプ９８と連通している。例えば、Ｘ段パイプ９６は、タービン１７の第３段に対応し、Ｙ段パイプ９８は、タービン１７の第２段に対応する。１つの実施形態において、空気抽出システム８０は、流体を送給（例えば、分散）するように構成される。本明細書で検討されるような上述のアクセスポイント（例えば、タービン１７又は圧縮機１５の段へのアクセス）並びにベルマウスノズル（図示せず）及び蒸発システム（例えば、蒸発冷却システム又は吸入抽気加熱システム）を用いることにより、ガスタービンエンジンの表面のような表面に流体を選択的に送給する複数の方法が可能となる。
【００３２】
図３は、ガスタービンエンジンに流体を送給（例えば、分散）する非限定的な例示の方法４００を示す。１つの実施形態において、ステップ４０５にて、ガスタービンエンジンに近接したセンサにより、空気の汚染状態を判定することができる。この状態は、空気中の浮遊腐食性粒子のタイプ、及び空気中の浮遊腐食性粒子の濃度を含むことができる。別の実施形態において、ステップ４０７にて、所望の表面に近接したセンサによって、ガスタービンエンジンにおける少なくとも１つの表面（例えば、圧縮機構成要素）の表面仕上げの変化も判定される。
【００３３】
ステップ４１０において、ガスタービンエンジンに送給される流体のタイプは、ガスタービンエンジン近傍の空気の状態（例えば、所定の閾値レベルに一致するあるタイプの浮遊粒子の濃度）に基づいて選択される。流体はまた、追加の状態に基づいて選択することができる。例えば、状態は、ガスタービンエンジンのタイプ、ガスタービンエンジンに対する損傷量、ガスタービンエンジンの様々な構成要素（例えば、圧縮機セクション又はタービンセクション）における温度、ガスタービンエンジンが清浄であるかどうか、ガスタービンエンジンが稼働している期間、圧縮機１１７を洗浄してからの経過時間、圧縮機１１７の洗浄の持続期間、又は圧縮機１１７の洗浄に使用される流体と添加剤の配合物、ガスタービンエンジンの出力レベル、又は同様のものなど、ガスタービンエンジンの状態を含むことができる。
【００３４】
ステップ４１５において、ガスタービンエンジンに選択された流体が送給される方法は、ガスタービンエンジンの状態、空気の状態、及び／又は選択された流体に基づいている。例えば、ポリアミンベースの流体などの防食流体は、実質的に耐熱性があるが、一部の防食流体は、特定の温度で効果が無くなる場合がある。好適な送給方法は、処理するのが望ましいガスタービンエンジンの構成要素（例えば、圧縮機１１７又はタービン１１９）の特定の段に応じて、或いは、所望の表面の温度に基づいて選択される。防食流体の適用場所は、本明細書で検討されるように、制御システム（例えば、制御システム１９０）と通信状態にあるバルブ（図示せず）によって制御される。バルブは、１又はそれ以上の閾値条件（例えば、閾値温度への一致）に基づいて自動的に又は手動で制御される。ステップ４２０において、選択流体は、所望の表面に効果的に送給される。
【００３５】
再度図１を参照すると、例示的な実施形態において、制御システム１９０は、無線又は配線接続を介して本明細書で記載されるセンサと通信し、また、モータの始動、停止又は速度制御のために設けられる作動機構（図示せず）と通信する。制御システムは、本明細書で記載されるように、発電プラントシステム１０５の作動を実施するのに使用されるバルブの開放、閉鎖、又は位置調整を行う。
【００３６】
制御システム１９０は、パネル／ディスプレイと通信可能に接続されるコンピュータシステムを含む。制御システム１９０は、センサ入力を用いて発電プラントシステム１０５の作動を制御するプログラム、並びにヒューマン・マシン・インターフェース（ＨＭＩ）端末を介した人間のオペレータからの命令を実行する。制御システム１９０は、センサ１２６又は他のセンサからの浮遊腐食性粒子の濃度の記録を浮遊腐食性粒子の時間加重積算値又は瞬時値として指示する。選択された時間期間（例えば、数分）にわたって収集された空気サンプルを用いて時間加重濃度を決定し、このサンプルは「積算」と呼ばれる。別の実施形態において、制御システム１９０はまた、センサ１９５又は他のセンサからの少なくとも１つの表面（例えば、圧縮機構成要素）の表面仕上げの変化の記録を指示する。
【００３７】
センサ値は、ローカル又は遠隔のデータベースに記録される。加えて、例示的な実施形態において、制御システム１９０は、ポリアミン又は他の防食剤と水の比率を変更（又は制限）し、洗浄シーケンスに対するサイクル時間を変更（又は制限）し、又は洗浄又はリンスサイクルの工程の順序を変更（又は制限）し、或いは、防食流体の分配の順序を変更し又は分配の持続時間を制限するようプログラムされる。
【００３８】
制御システム１９０は、発電プラントシステム１０５及び装置と通信可能に接続される。流体の適用を許可する所定のロジックが全て適合されると、ガスタービンエンジン１１６がオンライン又はオフラインである間に流体の送給が開始され、流体が所望の表面に効果的に送給される。制御システム１９０は、選択流体の動作モードに合わせて特別に設計された所定の／事前設計のシーケンスに基づいてガスタービンエンジン１１６を自動的に運転する。オンライン送給の開始及び作動方法は、オンライン又はオフライン送給に対して出力及び他のタービン制御パラメータが満たされていることを判定するステップを含む。制御システム１９０は、圧縮機１１７からの空気流を実質的に一定に維持して、流体分散中の空気流の変化に遅れが生じることのないように、圧縮機吐出圧に対する燃料の比の制御を可能にするよう試みることができる。作動中、このシステムは、タービンを通る「質量流量」を増大させ、これにより電力網に供給される電力の増大を可能にするという効果を有することができる。上述のことを考慮して、制御システム１９０は、出力増大、ＮＯｘ低減、又は系統周波数のサポートのために過度に使用（例えば、濫用）できないようにするために、適切な確認及び制限を有して構成することができる。
【００３９】
１つの実施形態において、流体の適用中（例えば、入口霧化システム、蒸発冷却システム、ＩＢＨシステム、ベルマウスノズル、又は他のシステムを介して）、制御システム１９０は、適切な出力レベルを維持するようにガスタービンエンジン１１６の制御を助ける命令をシステムに提供するように構成することができる。適切な出力レベルは、手動設定、現行の又は類似のガスタービンエンジンの解析による決定、又は同様のものにより行うことができる。一実施形態において、オンラインでの防食流体の分散制御ロジックを変更するアクセスを制限することにより、過度な使用を最小限にすることができる。例えば、オンラインでの防食流体の分散におけるポリアミン−水の比を変更するアクセスを最小限にする、防食流体の分散手順における（例えば、分散間の）サイクル時間を変更するアクセスを最小限にする、オンラインでの防食流体の分散における（例えば、分散中の）サイクル時間を変更するアクセスを最小限にする、などである。オンラインでの防食流体の分散又は防食流体の他の適用の濫用は、本明細書において提案されるように、防食流体の適用に関する頻度及び他のデータのパターンによって示すことができる。
【００４０】
本明細書で明らかにされる請求項の範囲、解釈、又は適用をどのようにも限定するものではないが、本明細書で記載される実施形態の技術的効果は、ガスタービン構成要素の表面のような特定の表面が曝されている特定の汚染物質の状態を検出するシステム及び方法を提供することであり、また、目標とする処理流体を提供及び効果的に送給して、当該表面が損傷するのを保護又は軽減し、これにより構成要素の寿命を延ばし、補修及び／又は交換の頻度を低減し、及び／又はガスタービンの生産性を向上させることである。より具体的には、本明細書で開示される技術的作用は、選択した処理流体（すなわち、酸剤とアルカリ剤の所定比率の防食剤）の利用、並びに所望の表面（例えば、ガスタービンエンジンの圧縮機ブレード及びステータベーン）上のパッシベーション層の形成を促進する温度支持環境条件で所望の表面に処理流体を効果的に送給することである。流体は、ガスタービンエンジン表面付近の浮遊腐食性汚染物質の有効に監視された状態に基づいて選択される。腐食を軽減することは、長期間にわたる回復された性能の維持に役立つ。空気中の腐食性粒子の可能性のあるレベルを事前に検知し及び／又は予測すること及び処理流体の自動適用によって、多数回の水洗浄により圧縮機ブレード又はタービンブレードが浸食する傾向が低減される。流体分配システムを本明細書で検討される入口霧化システム、蒸発冷却器、空気抽出システム、及び他の既存のシステムに統合することにより、新規の広範囲にわたる配管の延在又はケーシングの貫通の必要性が最小限になる。
【００４１】
図４及び以下の考察は、本明細書で開示される本発明の方法及びシステム及び／又はその一部を実施することができる好適なコンピュータ環境の概要を提供することを意図するものである。必須ではないが、本明細書で開示される方法及びシステムの一部は、クライアントワークステーション、サーバ、パーソナルコンピュータ、又はスマートフォンのようなモバイルコンピュータデバイスなどのコンピュータによって実行される、プログラムモジュールのようなコンピュータ実行可能命令の一般的状況において説明される。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するか又は特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、及び同様のものを含む。その上、本明細書で開示される本発明の方法及びシステム及び／又はその一部は、ハンドヘルドデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベース又はプログラム可能家電製品、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ及び同様のものを含む、他のコンピュータシステム構成で実施できる点を理解されたい。プロセッサは、異なるアーキテクチャを有するシングルチップ、マルチチップ、又は複数の電子部品上に実装することができる。本明細書で開示される方法及びシステムはまた、通信ネットワークを通じてリンクされる遠隔の処理デバイスによってタスクが実施される分散コンピュータ環境において実施することができる。分散コンピュータ環境において、プログラムモジュールは、ローカル及び遠隔のメモリ記憶デバイスの両方に配置することができる。
【００４２】
図４は、本明細書で開示される方法及びシステム及び／又はその一部の態様を組み込むことができる汎用コンピュータシステムを表したブロック図である。図示のように、例示的な汎用コンピュータシステムは、プロセッシングユニット６２１、システムメモリ６２２、及びシステムメモリを含む種々のシステム構成要素をプロセッシングユニット６２１に結合するシステムバス６２３を備えたコンピュータ６２０又は同様のものを含む。システムバス６２３は、様々なバスアーキテクチャの何れかを用いた、メモリバス又はメモリコントローラ、周辺バス、及びローカルバスを含む、幾つかのタイプのバス構造の何れかとすることができる。システムメモリは、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）６２４及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６２５を含む。始動時などコンピュータ６２０内の要素間で情報を伝達するのを助ける基本ルーチンを収容した基本入出力システム６２６（ＢＩＯＳ）がＲＯＭ６２４内に記憶される。コンピュータ６２０は更に、ハードディスク（図示せず）から読み出し又は書き込むハードディスクドライブ６２７、リムーバブル磁気ディスク６２９から読み出し又は書き込む磁気ディスクドライブ６２８、ＣＤ−ＲＯＭなどのリムーバブル光学ディスク６３１又は他の光学媒体もしくはデータを格納可能な他の揮発性又は不揮発性リムーバブル又は非リムーバブルコンピュータ可読媒体から読み出し又は書き込む光学ディスクドライブ６３０を含むことができる。ハードディスクドライブ６２７、磁気ディスクドライブ６２８、及び光学ディスクドライブ６３０は、ハードディスクドライブインタフェース６３２、磁気ディスクドライブインタフェース６３４、及び光学ディスクドライブインタフェース６３４それぞれによってシステムバス６２３に接続される。各ドライブ及び関連のコンピュータ可読媒体は、コンピュータ６２０に対してコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、及び他のデータの記憶機構を提供する。本明細書で記載されるように、コンピュータ可読媒体は、有形の物理的及び具体的製造物品であり、従って、それ自体が信号ではない。図４に示すように、コンピュータ６２０は、任意選択的に更に、オペレーティングシステム６３５、アプリケーションプログラム６３６、他のプログラムモジュール６３７、プログラムデータ６３８、キーボード６４０、マウス６４２、シリアルポート６４６、モニタ６４７、ビデオアダプタ６４８、１又はそれ以上のリモートコンピュータ６４９、メモリ６５０、ネットワーク６５３、モデム６５４、ホストアダプタ６５５、ＳＣＳＩバス６５６、及び記憶装置６６２のうちの１又はそれ以上を備える。
【００４３】
本開示の主題に関して記載した実施形態において、図に例示されるように、明確にするために特定の用語が利用される。しかしながら、請求項に記載した主題は、選択された特定の用語に限定されることは意図されておらず、各特定の要素は、同様に機能して同様の目的を達成する技術的均等物を含むことを理解されたい。蒸気又はエアロゾルの形態の液体、又は非エアロゾル液体は、本明細書で開示されるシステムを介して実装することができる。本明細書で考察される流体は、ガス、液体、エアロゾル、又は同様のものなど、固定形状を持たず外部圧力に屈する物質とみなされる。発電プラントシステム用のガスタービンエンジンを検討したが、他の同様のタービンエンジン構成も本明細書で企図される。本明細書で考察される防食流体は、吸入抽気加熱システム、蒸発冷却システム、噴霧器、ベルマウスノズル、抽出配管、又は他の配管及びデバイスなど、様々なシステムを介して同時に又は別個に適用することができる。流体に関して本明細書で開示される特徴又は要素のあらゆる組み合わせを１又はそれ以上の実施形態で用いることができる。
【００４４】
用語の定義が一般的に使用される用語の意味から逸脱する場合には、出願人は、特に記載のない限り、本明細書で提供される定義を利用するものとする。単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、前後関係から別段の明確な指示がない限り、複数形態を含む。第１、第２、その他の用語は、種々の要素を記述するのに用いることができるが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではないことは理解されるであろう。これらの用語は、単に、ある要素を別の要素と区別するのに使用される。用語「及び／又は」は、関連して列挙された要素の何れか、及び全て、又はこれらの１又はそれ以上の組み合わせを含む。「に結合される」及び「と結合される」という表現は、直接的又は間接的結合を企図している。
【００４５】
限られた数の実施形態のみに関して本発明を詳細に説明してきたが、本発明はこのような開示された実施形態に限定されないことは理解されたい。むしろ、本発明は、上記で説明されていない多くの変形、改造、置換、又は均等な構成を組み込むように修正することができるが、これらは、本発明の技術的思想及び範囲に相応する。加えて、本発明の種々の実施形態について説明してきたが、本発明の態様は記載された実施形態の一部のみを含むことができる点を理解されたい。従って、本発明は、上述の説明によって限定されるとみなすべきではなく、添付の請求項の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００４６】
１１  エンジン
１５  圧縮機
１７  タービン
２２  空気の流れ
５４  Ａ段
５５  Ｂ段
５６  Ｃ段
５９，６０，６１  ブレード
６５  ロータホイール
６７  ベーン
７０  外側ケーシング
７５  ベルマウス
８０  抽出システム
８５  抽出パイプ
９０  抽出ポート
９２  Ｘ段抽出パイプ
９４  Ｙ段抽出パイプ
９６  Ｘ段パイプ
９８  Ｙ段パイプ
１０５  発電プラントシステム
１０８  配管
１０９  ＩＢＨシステム
１１０  フィルタハウス
１１１  冷却システム
１１２  ダクト
１１４  フード
１１６  エンジン
１１７  圧縮機
１１８  燃焼セクション
１１９  タービン
１２０  流体供給源
１２２,１２３，１２４，１２５  配管
１２６  センサ
１９０  制御システム
１９５  センサ
４００  方法
４０５，４０７，４１０，４１５，４２０  ステップ
６２０  コンピュータ
６２１  プロセッシングユニット
６２２  システムメモリ
６２３  システムバス
６２４  ＲＯＭ
６２５  ＲＡＭ
６２６  ＢＩＯＳ
６２８  磁気ディスクドライブ
６２９  リムーバブル磁気ディスク
６３０  光学ディスクドライブ
６３１  リムーバブル光学ディスク
６３２  ハードディスクドライブインタフェース
６３３  磁気ディスクドライブインタフェース
６３４  光学ドライブインタフェース
６３５  オペレーティングシステム
６３６  アプリケーションプログラム
６３７  プログラムモジュール
６３８  プログラムデータ
６４０  キーボード
６４２  マウス
６４６  シリアルポート
６４７  モニタ
６４８  ビデオアダプタ
６４９  リモートコンピュータ
６５０  メモリ
６５１  ＬＡＮ
６５２  ＷＡＮ
６５３  ネットワーク
６５４  モデム
６５５  ホストアダプタ
６５６  ＳＣＳＩバス
６６２  記憶装置
【図１】
2016061291.tif 000003
【図２】
2016061291.tif 000004
【図３】
2016061291.tif 000005
【図４】
2016061291.tif 000006
【外国語明細書】
2016061291000001.pdf