Комплексное воздухоподготовительное устройство газотурбинной установки

 

Использование: энергетика, в устройствах для подготовки атмосферного воздуха перед подачей в турбокомпрессор газотурбинной установки в металлургической, газоперекачивающей, химической, горнодобывающей промышленности. Сущность изобретения: комплексное воздухоподготовительное устройство включает последовательно расположенные по ходу воздуха воздухоприемный блок, блок инерционной очистки с вентиляторами отсоса пыли, блок фильтров тонкой очистки со встроенными в нем заслонками, блок шумоглушения, переходник с байпасным клапаном, соединенные с системой электрического управления ГТУ и энергетической установкой. Воздухоподготовительное устройство дополнительно содержит перепускной блок с воздухоприемником, установленный между блоком фильтров тонкой очистки и блоком шумоглушения, при этом на корпусе перепускного блока установлен датчик постоянного контроля запыленности атмосферного воздуха, подключенный к системе электрического управления ГТУ, а байпасный клапан выполнен заодно с воздухоприемником перепускного блока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики, к устройствам для подготовки атмосферного воздуха перед подачей в турбокомпрессор газотурбинной установки (ГТУ) и может быть использовано в различных климатических зонах в металлургической, газоперекачивающей, химической, горнодобывающей, энергетической промышленности.

Известно комплексное воздухоподготовительное устройство (КВОУ) для газовых турбин энергетических установок, состоящее из последовательно соединенных между собой блоков: воздухоприемного с устройством подогрева атмосферного воздуха, инерционного жалюзийного сепаратора с вентиляторами отсоса пыли, фильтра тонкой очистки, шумоглушения и переходника, соединяющего КВОУ с патрубком турбокомпрессора ГТУ. (Е.И.Михайлов, В.А.Резник, А.А.Кринский "Комплексные воздухоочистительные устройства для энергетических установок" Л. Машиностроение, 1978, с. 34-49).

Недостатками данного устройства является высокое аэродинамическое сопротивление, повышенный уровень шума, неравномерность поля скоростей газового потока, повышенный расход электроэнергии вспомогательного оборудования.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство конструкции, содержащее последовательно соединенные между собой воздухоприемник с устройством подогрева всасываемого воздуха, блок инерционной очистки, блок фильтров тонкой очистки с установленными в нем заслонками, блок шумоглушения, переходник с байпасным клапаном, конфузор, расположенные на одной оси с осью патрубка турбокомпрессора ГТУ.(Авт. свид. СССР N 746011, кл. F 02C 7/04, 1992).

Недостатками прототипа является высокое аэродинамическое сопротивление, постоянно возрастающее в процессе эксплуатации ГТУ, постоянные затраты электроэнергии вентиляторов отсоса пыли, ненадежная защита от шума при открытых байпасных клапанах.

Заявляемое воздухоподготовительное устройство позволяет значительно снизить аэродинамическое сопротивление потока воздуха, затраты электроэнергии вентиляторов отсоса пыли, а также существенно снизить шум, генерируемый всасом ГТУ.

Комплексное воздухоподготовительное устройство ГТУ включает последовательно расположенные по ходу воздуха воздухоприемный блок, блок инерционной очистки с вентиляторами отсоса пыли, блок фильтров тонкой очистки со встроенными в нем заслонками, блок шумоглушения, переходник с байпасным клапаном, соединенные с системой электрического управления ГТУ и энергетической установкой. Воздухоподготовительное устройство дополнительно содержит перепускной блок с воздухоприемником, установленный между блоком фильтров тонкой очистки и блоком шумоглушения, при этом на корпусе перепускного блока установлен датчик постоянного контроля запыленности атмоферного воздуха, подключенный к системе электрического управления ГТУ, а байпасный клапан выполнен заодно с воздухоприемником перепускного блока.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Комплексное воздухоподготовительной устройство состоит из воздухоприемного блока 1 со встроенным в нем теплообменником 2, соединенным с блоком инерционной очистки 3, имеющим вентиляторы отсоса пыли 4, к которому подсоединены последовательно: блок фильтров тонкой очистки 5 со встроенными в нем заслонками 6, перепускной блок 7 с воздухоприемником 8, встроенным в нем байпасным клапаном 9, датчиком постоянного контроля запыленности атмосферного воздуха 10, установленного на корпусе перепускного блока 7 и подключенного в систему электрического управления ГТУ 11, блок шумоглушения 12 со встроенным в нем теплообменником 13, который через переходник 14 соединен с входным патрубком энергетической установки 15.

Комплексное воздухоподготовительное устройство работает в двух режимах в зависимости от запыленности атмосферного воздуха, следующим образом: При концентрации пыли на входе в КВОУ > 0,3 мг/м³ воздух, засасываемый турбокомпрессором, поступает через воздухоприемный блок 1, очищается в блоке инерционной очистки 3. Очищенный воздух поступает на вход фильтров тонкой очистки 5, в котором вторично очищается от взвешенных частиц в фильтрующих элементах. Затем чистый воздух поступает через перепускной блок 7, блок шумоглушения 12, переходник 14 во входной патрубок турбокомпрессора 15. Если в процессе работы ГТУ происходит возрастание сопротивления сверх допустимого значения, открывается байпасный клапан 9. При этом шум, генерируемый всасом компрессора ГТУ, затухает в пластинах блока шумоглушения 12, надежно защищая прилегающую территорию от предельных значений звуковой мощности агрегата.

При запыленности атмосферного воздуха ≅ мг/м³ по сигналу от датчика постоянного контроля запыленности атмосферного воздуха 10 срабатывает система электрического управления ГТУ 11. При этом открывается вохдухоприемник 8 перепускного блока 7 и всасываемый воздух, минуя воздухоприемный блок 1, блок инерционной очистки 3 и блок фильтров тонкой очистки 5 через блок шумоглушения 12 и переходник 14 поступает во входной патрубок энергетической установки 15.

При этом, по сигналу от датчика 10 отключаются вентиляторы отсоса пыли 4 и закрываются заслонки 6 в блоке фильтров тонкой очистки 5, входящие в систему электрического управления ГТУ 11.

Предлагаемая конструкция комплексного воздухоподготовительного устройства позволяет снизить аэродинамическое сопротивление потока воздуха при работе с малым содержанием пыли в атмосферном воздухе, позволяющее снизить потери мощности ГТУ до 2% и снизить затраты электроэнергии вентиляторов отсоса пыли. При открытии байпасного клапана КВОУ существенно снижается шум, генерируемый всасом ГТУ за счет установки его на корпусе перепускного блока перед блоком шумоглушения.

Формула изобретения

1. Комплексное воздухоподготовительное устройство газотурбинной установки, содержащее последовательно расположенные по ходу воздуха воздухоприемный блок, блок инерционной очистки с вентиляторами отсоса пыли, блок фильтров тонкой очистки со встроенными в нем заслонками, блок шумоглушения, переходник с байпасным клапаном, соединенные с системой электрического управления газотурбинной установки и энергетической установкой, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит перепускной блок с воздухоприемником, установленный между блоком фильтров тонкой очистки и блоком шумоглушения, при этом на корпусе перепускного блока установлен датчик постоянного контроля запыленности атмосферного воздуха, подключенный к системе электрического управления газотурбинной установки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что байпасный клапан выполнен заодно c воздухоприемником перепускного блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1