Воздухоочистительное устройство

Изобретение относится к машиностроению и может применяться в конструкции воздухоочистительных устройств газотурбинных установок (ГТУ), применяемых в качестве приводов, например, газоперекачивающих агрегатов или газотурбинных электростанций, для исключения возможности возникновения помпажа двигателя ГТУ. Воздухоочистительное устройство содержит воздухоприемную камеру, погодные козырьки и фильтры. Фильтры расположены ярусами в воздухоприемной камере. Перед фильтрами, выше и ниже их, установлены вращающиеся барабаны с намотанной на них мелкоячеистой сеткой, закрепленной своими концами на верхнем и нижнем барабанах. Барабаны снабжены нагревательными элементами в виде греющего кабеля. На погодные козырьки могут дополнительно устанавливаться нагревательные элементы, выполненные в виде инфракрасных устройств. Использование изобретения позволит повысить КПД и надежность работы газотурбинной установки, исключив обледенение фильтров воздухоочистительного устройства без системы подогрева циклового воздуха. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может применяться в конструкции воздухоочистительных устройств газотурбинных установок (ГТУ), применяемых в качестве приводов, например, газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций для исключения возможности возникновения помпажа двигателя ГТУ.

Известно воздухоочистительное устройство, содержащее воздухоприемную камеру, погодные козырьки, фильтры, расположенные ярусами в воздухоприемной камере, систему подогрева циклового воздуха (СПЦВ), подводящую в воздухоприемную камеру подогретый воздух (патент РФ №2324062).

Недостатком указанного устройства является возможность обледенения фильтров, что приводит к снижению их пропускной способности. Обледенение чаще всего происходит из-за понижения температуры воздуха ниже точки росы, что при определенных условиях приводит через некоторое время к конденсации части водяного пара и образованию влаги в виде тумана или изморози на фильтрах. Процесс обледенения начинается, когда поверхность деталей, на которые оседают капли, и сами капли имеют температуру ниже температуры плавления льда или, в крайнем случае, равную ей.

Вследствие обледенения возникает значительный перепад давления внутри воздухоочистительного устройства, что приводит к уменьшению расхода воздуха и вызывает неустойчивую работу компрессора газотурбинной установки (помпаж). Помпаж вызывает сильные пульсации потока воздуха и, соответственно, вибрацию лопаток компрессора и может привести к аварии.

Использование штатной СПЦВ для предотвращения обледенения не всегда эффективно вследствие неравномерности обогрева фильтров из-за различных неблагоприятных факторов, к примеру неспецифичных погодных условий (таких как боковой ветер), недостатков конструкции (большая поверхность фильтров для агрегатов большой мощности, неперекрытие проходного сечения для больших погодных козырьков). В связи с подогревом большой массы воздуха включение СПЦВ вызывает уменьшение мощности двигателя и КПД на 2 и 3% соответственно. Штатная система СПЦВ работает постоянно в пределах температур наружного воздуха от плюс 0.5 до минус 10°C. В случае установки мелкоячеистой сетки подогрев будет осуществляться только сетки (причем, только при повышении перепада давления внутри воздухоочистительного устройства), что приведет к значительному сокращению энергозатрат на антиобледенительную систему. А также минимизируется воздействие на воздухоочистительное устройство неспецифичных погодных условий.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение КПД и надежности работы газотурбинной установки.

Технический результат достигается тем, что в воздухоочистительном устройстве, содержащем воздухоприемную камеру, погодные козырьки и фильтры, расположенные ярусами в воздухоприемной камере, установленные перед фильтрами, выше и ниже их, вращающиеся барабаны с намотанной на них мелкоячеистой сеткой, закрепленной своими концами на верхнем и нижнем барабанах, снабженных нагревательными элементами в виде греющего кабеля. Дополнительно могут устанавливаться на погодные козырьки нагревательные элементы, выполненные в виде инфракрасных устройств.

При повышении перепада давления внутри воздухоочистительного устройства барабаны поочередно приводятся в движение приводом или вручную, обеспечивая смену обледеневшего участка полотна сетки на сухой. Мелкоячеистая сетка может подогреваться как на барабанах, так и отдельно инфракрасными обогревателями.

Нижний и верхний барабаны подогреваются попеременно греющими кабелями для недопущения формирования на сетке ледяной корки от атмосферной влаги.

На Фиг. 1 (разрез горизонтальный) и на Фиг. 2 (разрез вертикальный) представлено воздухоочистительное устройство, содержащее фильтры 1, барабан (верхний) 2, барабан (нижний) 3, нагревательные элементы (греющий кабель 4 (фиг. 1)), инфракрасный излучатель 5 (фиг. 2)) для подогрева мелкоячеистой сетки 6, воздухоприемную камеру 7, погодные козырьки 8.

Устройство работает следующим образом.

В результате обледенения сетки 6 увеличивается перепад давления внутри воздухоочистительного устройства, при этом автоматически включается привод нижнего барабана 3 (или приводится в движение вручную) и мелкоячеистая сетка 6 сматывается с верхнего барабана 2 и наматывается на нижний барабан 3, тем самым обеспечивая смену обледеневшего участка на сухой и предотвращая обледенения фильтров 1. Намотанная на нижний барабан 3 сетка 6 подогревается нагревательными элементами путем установки их на барабане 3 (греющие кабели 4) или путем установки нагревательных элементов на погодные козырьки 8 (инфракрасные излучатели 5). После использования сетки 6 и просушки ее на нижнем барабане 3 сетка 6 перематывается на верхний барабан 2, и цикл воспроизводится вновь.

Использование изобретения позволит повысить КПД и надежность работы газотурбинной установки, исключив обледенение фильтров воздухоочистительного устройства без системы подогрева циклового воздуха.

1. Воздухоочистительное устройство, содержащее воздухоприемную камеру, погодные козырьки и фильтры, расположенные ярусами в воздухоприемной камере, установленные перед фильтрами, выше и ниже их, вращающиеся барабаны с намотанной на них мелкоячеистой сеткой, закрепленной своими концами на верхнем и нижнем барабанах, отличающиеся тем что, барабаны снабжены нагревательными элементами в виде греющего кабеля.

2. Воздухоочистительное устройство по п. 1, отличается тем, что дополнительно устанавливаются нагревательные элементы, выполненные в виде инфракрасных устройств на погодных козырьках.