Газоперекачивающий агрегат

Газоперекачивающий агрегат содержит воздушный тракт, содержащий, в свою очередь, воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, вал, соединяющий компрессор и газовую турбину, свободную турбину, соединенную с газовым компрессором и систему подачи топливного газа в камеру сгорания с топливопроводом. Система подачи топливного газа содержит электролизер воды и смеситель водорода и кислорода с топливным газом, установленный перед камерой сгорания. Изобретение направлено на повышение энергетических возможностей газотурбинного двигателя, используемого в качестве привода газоперекачивающего агрегата на природном газе за счет повышения полноты сгорания топлива в газотурбинном двигателе, улучшение его удельных характеристик и уменьшение эмиссии вредных веществ. 17 з.п. ф-лы, 24 ил.

 

Изобретение относится к двигателестроению, конкретно к газоперекачивающим агрегатам - ГПА, предназначенным для перекачки природного газа. Приводом газоперекачивающих агрегатов является газотурбинный двигатель.

Основную часть природного газа составляет метан (CH4) - от 70 до 98%. В состав природного газа могут также входить более тяжелые углеводороды - гомологи метана:

- этан (C2H6),

- пропан (C3H8),

- бутан (C4H10).

а также другие неуглеводородные вещества:

В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атм прокачивается по трубам диаметром до 1,4 м. По мере продвижения газа по трубопроводу он теряет потенциальную энергию, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа, которая рассеивается в виде тепла. Поэтому через определенные промежутки необходимо сооружать компрессорные станции, на которых газ обычно дожимается до давления от 55 до 120 атм и затем охлаждается

Известен газоперекачивающий агрегат по патенту РФ на изобретение №2450139, МПК F02C 1/00, опубл. 10.05.2012 г.

Газоперекачивающий агрегат содержит компрессор, газотурбинный привод, газомасляный теплообменник, контур системы смазки и охлаждения подшипников газотурбинного привода, образованный маслопроводами, маслофильтром, газомасляным теплообменником, маслобаком, с установленным в нем нагревателем масла, датчиками контроля температуры масла, и контур системы подачи топливного газа в камеру сгорания газотурбинного привода, образованный газопроводами, газовым фильтром, этим же газомасляным теплообменником, нагревателем газа, регулятором давления газа, датчиком контроля температуры газа. В контуре системы смазки и охлаждения подшипников газотурбинного привода маслопровод подвода масла в газомасляный теплообменник и маслопровод отвода масла из газомасляного теплообменника соединены между собой маслопроводом-перемычкой с установленным в ней управляемым регулирующим клапаном, открываемым при пуске агрегата. В контуре системы подачи топливного газа в камеру сгорания газотурбинного привода газопровод подвода газа в газомасляный теплообменник и газопровод отвода газа из газомасляного теплообменника соединены между собой газопроводом-перемычкой с установленным в ней регулирующим клапаном.

Недостаток - сложность конструкции.

Известен газоперекачивающий агрегат по патенту РФ на полезную модель №155146, МПК F02C 6/00, опубл. 20.09.2015 г., прототип.

Газоперекачивающий агрегат содержит воздушный тракт, содержащий в свою очередь, воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, вал, соединяющий компрессор и газовую турбину, свободную турбину, соединенную с газовым компрессором и систему подачи топливного газа в камеру сгорания с топливопроводом и активатором топлива,

Недостатки этого ГПА низкий КПД агрегата и эмиссия вредных веществ углерода, окислов углерода и азота. Кроме того при электрическом разряде в природном газе образуется углерод, что приводит к закоксовыванию форсунок. Применение озона вызывает коррозию деталей двигателя.

Очень низкая эффективность активатора топлива связанна с тем, что время жизни радикалов, возникающих при электрическом разряде в метане составляет около 30 наносек.

Из (статьи А.В. Кирюкова, В.В. Рыжкова, А.И. Суслова «Кинетика свободных радикалов в плазме искрового разряда в метане» Письма в ЖТФ, 1999 г., том 25, вып. 19) известно, что при конверсии метана образуются радикалы. Время жизни радикалов СН2 составляет около 30 наносек. За это время их концентрация уменьшается в 100 раз (фиг. 24) и они практически не влияют на активацию горения…

Задачи создания изобретения: повышение энергетических возможностей газотурбинного двигателя, используемого в качестве привода газоперекачивающего агрегата.

Достигнутые технические результаты: повышение полноты сгорания в ГТД, улучшение его удельных характеристик и уменьшение эмиссии вредных веществ.

Решение указанных задач достигнуто в газоперекачивающем агрегате, содержащем воздушный тракт, содержащий, в свою очередь, воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, вал, соединяющий компрессор и газовую турбину, свободную турбину, соединенную с газовым компрессором и систему подачи топливного газа в камеру сгорания с топливопроводом и активатором топлива, тем, что система подачи топливного газа содержит электролизер воды и смеситель водорода и кислорода с топливным газом, установленный перед камерой сгорания. Электролизер может быть соединен посредством трубопровода, содержащего насос, с баком воды. Электролизер может быть выполнен в виде герметичной емкости, внутри которой установлены два электрода, присоединенных электрическими проводами к источнику электроэнергии. Между источником электроэнергии и одним из электродов может быть установлен реостат.

Газоперекачивающий агрегат может содержать активатор воздуха. Активатор воздуха может быть установлен в воздушном тракте. В качестве активатора воздуха может быть применен ионизатор. В качестве активатора воздуха может быть применен озонатор. Активатор воздуха может быть установлен во входном устройстве. Активатор воздуха может быть установлен в воздухозаборнике. Активатор воздуха может быть установлен за компрессором. Активатор воздуха может быть установлен между ступенями компрессора.

Активатор воздуха может быть установлен вне двигателя. Активатор воздуха установленный вне двигателя, может иметь вход присоединенный к выходу из компрессора, а выход соединен с камерой сгорания. Камера сгорания может быть выполнена со второй группой форсунок к которой присоединен выход из активатора воздуха. Выход из активатора воздуха может быть соединен с полостью между компрессором и камерой сгорания.

Детали воздухозаборника и компрессора могут быть выполнены из алюминиевых сплавов. Детали камеры сгорания, в первую очередь жаровая труба, форсуночная плита и коллектор покрыты жаропрочной эмалью.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1…24, где:

- на фиг. 1 приведена схема газоперекачивающего агрегата с активатором воздуха, установленным во входном устройстве,

- на фиг. 2 приведена электрическая схема питания электролизера электрической энергией,

- на фиг. 3 приведена электрическая схема питания электролизера электрической энергией от электрического генератора,

- на фиг. 4 приведена схема газоперекачивающего агрегата с активатором воздуха, установленным в воздухозаборнике ГТД,

- на фиг. 5 приведена схема газоперекачивающего агрегата с активатором воздуха, установленным в воздухозаборнике ГТД,

- на фиг. 6 приведена схема газотурбинного двигателя с активатором воздуха, установленным за компрессором,

- на фиг. 7 приведена схема газотурбинного двигателя с активатором воздуха, установленным между ступенями компрессора,

- на фиг 8 и 9 приведена схема радиальной установки электродов,

- на фиг. 10 и 11 приведена схема параллельной установки электродов,

- на фиг. 12 и 13 приведена схема консольной радиальной установки электродов,

- на фиг. 14 и 15 приведена схема консольной параллельной установки электродов,

- на фиг. 16 приведена конструкция секции из двух электродов,

- на фиг. 17 приведен разрез А-А, первый вариант,

- на фиг. 18 приведен разрез А-А, второй вариант,

- на фиг. 19 приведен разрез А-А, третий вариант,

- на фиг. 20 приведена схема газотурбинного двигателя с активатором воздуха, установленный вне двигателя,

- на фиг. 21 приведена конструкция выносного активатора воздуха,

- на фиг. 22 приведена камера сгорания,

- на фиг. 23 приведен второй вариант камеры сгорания,

- на фиг. 24 приведено время жизни радикалов.

Предложенный ГПА (фиг. 1…24) содержит газотурбинный двигатель 1, входное устройство 2, выхлопное устройство 3, свободную турбину 4, содержащую, в свою очередь, корпус 5, сопловой аппарат 6 и рабочее колесо 7 с рабочими лопатками 8. Рабочее колесо 7 валом 9 соединено с нагнетающим компрессором 10, содержащим входной корпус 11, выходной корпус 12 и центробежное рабочее колесо 13. К входному корпусу 11 присоединена входная газовая труба 14, а к выходному корпусу 12 присоединена выходная газовая труба 15. (Средства очистки и охлаждения природного газа на фиг. 1…24 не показаны.)

Газотурбинный двигатель 1 содержит воздушный тракт 16, содержащий, в свою очередь, воздухозаборник 17, компрессор 18 и полость 19 за компрессором 18 и перед камерой сгорания 20. Воздушный тракт 16 включает также и входное устройство 2, не относящееся к конструкции газотурбинного двигателя 1.

За камерой сгорания 20 установлена турбина 21 и выполнен газовый тракт 22, соединяющий выход из камеры сгорания 20 с входом в свободную турбину 4.

Компрессор 18 содержит несколько ступеней, каждая из которых содержит направляющий аппарат 23 и рабочее колесо 24 (фиг. 1) Турбина 21 содержит, по меньшей мере, одну ступень. Каждая ступень компрессора 18 содержит сопловой аппарат 25 и рабочее колесо 26.

Камера сгорания 20 содержит жаровую трубу 27, форсуночную плиту 28 с форсунками 29 и с коллектором 30 перед форсуночной плитой 28, предназначенным для подачи топливного газа к форсункам 29 через специальные каналы в форсуночной плите 28..

Более подробно конструкция камеры сгорания 20 приведена далее со ссылкой на фиг. 20 и 21. Вал 31, соединяет рабочие колеса 24 компрессора 18 и рабочее колесо 26 турбины 21 и установлен на опорах 32 и 33. Опор может быть более двух.

Система подачи топливного газа содержит топливопровод 34, один конец которого соединен с выходной газовой трубой 15, а другой - с коллектором 30 камеры сгорания 20. В топливопроводе 34 установлены регулятор расхода 35 и клапан 36.

Таким образом, питание камеры сгорания 20 ГПА осуществляется газом, перекачиваемым самим турбонасосным агрегатом.

Первой особенностью предложенного ГПА является наличие электролизера 37 и смесителя 38, к первому входу 39 которого присоединен топливопровод 34. (фиг. 1 и 2).

К второму входу 40 присоединен трубопровод подачи газа Брауна 41 с клапаном 42.

Газ Брауна - это смесь водорода и кислорода, полученная в результате электролиза воды в электролизере 37. Электролизер выполняет функцию активатора процесса горения и газ Брауна имеет неограниченное время жизни.

Электролизер воды 37 (фиг. 2) содержит герметичный корпус 43, внутри которого установлены два электрода 44 и 45, к которым присоединены электрические провода 46, соединяющие их с блоком питания 47, вход которого соединен проводами низкого напряжения 48 с источником электроэнергии 49, например аккумуляторной батареей. Один из электрических проводов 46 содержит выключатель 50 и реостат 51.

К электролизеру 37 присоединен трубопровод 52 с насосом 53, имеющим привод 54. Другой конец трубопровода 52 соединен с емкостью воды 55.

Выход 56 из смесителя 38 соединен с входом в камеру сгорания 20.

Активация топлива газом Брауна позволяет изменить его химический состав в сторону преобладания большего содержания метана и водорода. Учитывая, что такая смесь будет обладать большей теплотворной способностью мощность ГТА и его КПД резко возрастут.

Одновременно, активация входного воздуха - с образованием в нем озона ОЗ существенно повышает его окислительную способность и значит обеспечивает повышение полноты сгорания метана в камере сгорания. При сгорании активированного газообразного топлива смешанного с активированным воздухом в камере возникает более полное сгорание ТВС и возникает повышение давления на лопатки выходной турбины. При более полном сгорании ТВС в отходящих газах образуется угарный газ, диоксид азота (ядовитый газ), пары воды, после чего вода входит в реакцию с диоксидом азота и нейтрализует его, в результате получаем снижение расхода топливного газа и существенное снижение выбросов диоксида азота.

Подобных подходов к активации топливного газа (метану) еще не применяли, в газоперекачивающих станциях - единственное, что из метана в промышленных объемах получают водород и кристаллы твердого углерода. В Газпроме же снижение выбросов диоксида азота пытаются снизить лишь низкоэмиссионными камерами сгорания (более тщательное смешение воздуха и метана). Активатор с применение газа Брауна будет служить дополнительным источником снижения вредных выбросов в атмосферу.

Данный активатор можно будет применять на любом газотурбинном двигателе, единственное, что может различаться мощность активатора, в зависимости от количества потребляемого топлива (мощность и КПД газогенератора - основы ГТД).

Для обеспечения энергоснабжения электролизера воды 37 к валу 31 через редуктор 57 (фиг. 3) валом отбора 58 присоединен электрогенератор 59, который низковольтными проводами 48 соединен с источником электроэнергии 49, который проводами 46 соединен с электролизером 37, точнее с его электродами 44 и 45.

Если в качестве силовой установки ГПА используется авиационный газотурбинный двигатель, такой электрогенератор предусмотрен в его конструкции.

Второй особенностью предложенного ГПА является наличие активатора воздуха 60, установленного в воздушном тракте 16 или во входном устройстве 2 или вне двигателя 1 (фиг. 1 и 4). Активатор воздуха 60 содержит два электрода 61 и 62 (фиг. 1 и 4). При этом возможна его установка в любом месте воздушного тракта 16 (фиг. 5…7) или вне двигателя (фиг. 22 и 23). Установка активатора воздуха 60 вне газотурбинного двигателя 1 позволит выполнить доработку ГПА собственными силами, не прибегая к услугам двигателестроительных фирм.

Активатор воздуха 60 (фиг. 4) содержит два электрода 61 и 62, между которыми возникает электрическое поле.

В зависимости от напряжения м1жду электродами 61 и 62 и расстояния между ними в воздухе будут образовываться ионы или озон или их смесь, т.е. активатор воздуха 60 будет работать как ионизатор или озонатор. Для энергосабжения активатора воздуха 60 служит второй блок высокого напряжения 63 (фиг. 1 и 4).

Озон

Озон (O3) (от греч. , «пахну») - простое вещество состава О3, одно из аллотропических видоизменений элемента кислорода. В отличие от наиболее распространенной в атмосфере Земли молекулярной формы, кислорода О2 молекула озона состоит из трех атомов. Чистый озон при обыкновенных условиях представляет из себя резко пахнущий взрывчатый газ, в толстом слое синего цвета, обладает сильнейшими окислительными свойствами.

Физические свойства

- Температура кипения: -111,9°C

- Температура критическая: -12,1°C

- Температура начала разложения:

- Теплота образования (жидк) (ккал/моль): +30,4

- Теплота образования (газ) (ккал/моль):

- Теплота плавления (ккал/моль): 0,5

- Теплота испарения: (ккал/моль): 3,626

- Критическое давление, 54,6 атм:

- Плотность:

- Плотность критическая:

Озон хорошо растворяется в воде (при обычных условиях 0,45 объема/1 объем воды) и при этом его водный раствор приобретает тонкую голубоватую окраску. Значительно лучше озон растворяется в различных хлор и фторопроизводных углеводородов (фреонах), например при обычных условиях в четыреххлористом углероде растворяется 3 объема озона /1 объем и раствор имеет красивый и насыщенный голубой цвет.

Химические свойства

Образование озона проходит по обратимой реакции

.

Озон представляет из себя весьма реакционно-способное химическое вещество, химическая активность которого исключительно велика. Это его свойство обусловлено тем, что трехатомная молекула озона способна к легкому распаду и дополнительному выделению энергии (озон эндотермичен). Освобождающийся атом кислорода имеет чрезвычайно высокую активность, усиленную дополнительной энергией. Так, например при комнатной температуре озон взаимодействует практически со всеми химическими элементами и их химическими соединениями. Под действием газообразного озона все металлы кроме Au, Pt, Ir превращаются в оксиды или покрываются тонкой оксидной пленкой, сульфиды, селениды, теллуриды окисляются до сульфатов, селенатов, теллуратов, аммиак окисляется до азотистой и азотной кислоты и т.д. Резина чрезвычайно быстро разрушается озоном (охрупчивается и рассыпается в порошок), а многие горючие органические вещества (спирты, кетоны, углеводороды и т.д.) при соприкосновении с озоном воспламеняются или взрываются. После некоторого поверхностного окисления довольно хорошо противостоят воздействию озона Cu, Ni, Sn а также безуглеродистые сплавы железа с 25% хрома. Бактерии, грибы и вирусы при взаимодействии с озоном полностью разрушаются, что находит широкое применение для обеззараживания самых разнообразных сред. В присутствии небольших количеств HNO3 озон стабилизируется, а в герметичных сосудах из стекла, некоторых пластмасс или чистых металлов озон при низких температурах (-78°C) практически не разлагается.

Для питания активатора воздуха 60 предназначен второй блок высокого напряжения 63, который по выходу проводами высокого напряжения 46 соединен с электродами 61 и 62 и по входу проводами низкого напряжения 48 присоединен к источнику электрической энергии (фиг. 1 и)

Более детально конструкция активатора воздуха 60 показана на фиг.8...15. Активатор воздуха 60 содержит, кроме электродов 61 и 62 внутренний диэлектрический корпус 64 и внешний диэлектрический корпус 65, установленный внутри корпуса 66 ГТД 1. При этом электроды 61 и 62 могут быть установлены радиально (фиг. 8 и 9) или параллельно (фиг. 10 и 11). Электроды 61 и 62 могут быть выполнены радиальными и консольными (фиг. 12 и 13) или параллельными и консольными (фиг. 14 и 15).

Электроды 61 и 62 могут быть выполнены в виде параллельных пластин с острыми кромками 67 (фиг. 16) или а виде ромбов (фиг. 17) или в виде обтекаемых профилей (фиг. 18). Электроды 61 и 62 образуют секцию, которая монтируется на приливах на корпусе 66 ГТД 1 при помощи крышки 68 из электроизоляционного материала (фиг. 19). Острые кромки 66 способствуют активации процесса электрического разряда.

Второй вариант ГПА (фиг. 20) с выносным активатором воздуха 60 дополнительно содержит трубопровод отбора воздуха 69, присоединенный к выходу из компрессора 18, присоединенный к активатору воздуха 60, выход из которого трубопроводом 70 соединен с камерой сгорания 20.

Конструкция выносного активатора воздуха 60 приведена на фиг. 21. Активатор воздуха 60 содержит цилиндрический корпус 71 из диэлектрического материала, к которому присоединены входной и выходной патрубки 72 и 73. В камере 74 внутри цилиндрического корпуса 71 на держателях 75 и 76 установлены электроды 61 и 62.

Камера сгорания 20 для второго варианта ГПА с выносным активатором воздуха 60 (фиг. 22) содержит жаровую трубу 27, форсуночную пииту 28 и форсунки 29. На форсуночной плите 29 установлен коллектор 30.

Кроме того, камера сгорания 20 содержит второй коллектор 77 и вторую группу форсунок 78. К коллектору 30 присоединены форсунки 29, а к второму коллектору 77 - вторая группа форсунок 78 для ионизированного воздуха или озона. Под жаровой трубой 27 установлен внутренний кожух 80, образующий с жаровой трубой 27 внутренний канал 81. Между корпусом 82 камеры сгорания 20 и жаровой трубой 27 образован внешний канал 83. В жаровой трубе 27 выполнены отверстия 84. Все детали камеры сгорания 20 в первую очередь жаровая труба 27 должны быть покрыты жаростойкой эмалью.

Возможен третий вариант (фиг. 23) когда воздух с примесью ионов и озона подается перед форсуночной плитой 28. Этот вариант позволяет реально внедрить предложенное техническое решение без существенных доработок газотурбинного двигателя 1.

Вредное воздействие озона на детали корпуса ГТД 1 и камеры сгорания 20 исключено. Сплавы алюминия покрываются тонкой пленкой из окиси алюминия и в дальнейшем сплав на глубину не окисляется. Детали камеры сгорания покрыты жаростойкой эмалью.

РАБОТА ГПА

При работе газоперекачивающего агрегата (фиг 1…24) осуществляют его запуск путем подачи электроэнергии на стартер от внешнего источника энергии (на фиг. 1…24 стартер не показан). Потом открывают клапан 36 (фиг. 1) и топливный газ из выходного трубопровода 15 по топливопроводу 34 через регулятор расхода 35 и клапан 36 подается в коллектор 30 и далее в форсунки 29 камеры сгорания 20. Проходя смеситель 37, к топливу подмешивается газ «Брауна», идущий из электролизера 38 и происходит повышение энергетической активности топлива и активация топливного газа. Одновременно воздух из атмосферы поступает в воздушный тракт 16 и проходит через активатор воздуха 60, в котором образуются ионы и/или озон в зависимости от напряжения на выходе источника высокого напряжения 53. Ионы и/или озон образующегося за счет разрядов между электродами 60 и 61 высокого напряжения, подаваемого по высоковольтным проводам 22 на активатор воздуха 60. Происходит активация воздуха с образование озона.

При наличии выносного активатора воздуха 60 через него проходит незначительная (от 1 до 3%) часть воздуха, потребляемого ГТД 1 (фиг. 21 и 22). Но эта схема позволит отказаться от доработки камеры сгорания 20. В камеру сгорания 20 поступает смесь воздуха с ионизированным воздухом (и/или озоном) и активированное топливо. Учитывая, что ионизированный воздух и озон обладает более высокими окислительными свойствами, топливо сгорает полнее, при сгорании образуется более высокая температура продуктов сгорания. Это увеличивает его энергетический потенциал на турбине 21 и на свободной турбине 4. Кроме того, учитывая, что теплотворная способность водорода в 3 раза выше, чем у природного газа добавление каждого процента газа «Брауна» повышает КПД двигателя 1 примерно на 3%. Учитывая, что температура продуктов сгорания на входе в турбину 21 всегда имеет предельное проектное значение, можно снизить расход топлива для сохранения заданной температуры.

Одновременное применение всех мероприятий (активатора топливного газа и активатора воздуха) приведет к экономии топлива на 10…20%. Использование электролизера и активатора топлива уменьшит эмиссию вредных веществ в атмосферу при работе ГПА за счет интенсификации процесса горения в камере сгорания.

Применение изобретения позволило:

1. Повысить экономичность газоперекачивающего агрегата за счет более полного сгорания углеводородного топлива, что достигнуто применением активаторов топливного газа и воздуха.

2. Уменьшить выхлоп в атмосферу вредных веществ, углерода - С и окислов углерода - СО и окислов азота.

3. Обеспечить работоспособность ГПА при эксплуатации на больших высотах (в высокогорных районах) за счет применения ионизированного воздуха или озона.

4. На максимальных режимах повысить степень сжатия компрессора газотурбинного двигателя за счет реализации более полного сгорания топлива и повышения мощности основной и свободной турбин.

1. Газоперекачивающий агрегат, содержащий воздушный тракт, содержащий, в свою очередь, воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, вал, соединяющий компрессор и газовую турбину, свободную турбину, соединенную с газовым компрессором и систему подачи топливного газа в камеру сгорания с топливопроводом, отличающийся тем, что система подачи топливного газа содержит электролизер воды и смеситель водорода и кислорода с топливным газом, установленный перед камерой сгорания.

2. Газоперекачивающий агрегат по п. 1, отличающийся тем, что электролизер соединен трубопроводом, содержащим насос с баком воды.

3. Газоперекачивающий агрегат по п. 1, отличающийся тем, что электролизер выполнен в виде герметичной емкости, внутри которой установлены два электрода, присоединенных электрическими проводами к источнику электроэнергии.

4. Газоперекачивающий агрегат по п. 4, отличающийся тем, что между источником электроэнергии и одним из электродов установлен реостат.

5. Газоперекачивающий агрегат по п. 1, отличающийся тем, что он содержит активатор воздуха.

6. Газоперекачивающий агрегат по п. 5, отличающийся тем, что активатор воздуха установлен в воздушном тракте.

7. Газоперекачивающий агрегат по п. 6, отличающийся тем, что в качестве активатора воздуха применен ионизатор.

8. Газоперекачивающий агрегат по п. 6, отличающийся тем, что в качестве активатора воздуха применен озонатор.

9. Газоперекачивающий агрегат по п. 6, отличающийся тем, что активатор воздуха установлен во входном устройстве.

10. Газоперекачивающий агрегат по п. 6, отличающийся тем, что активатор воздуха установлен в воздухозаборнике.

11. Газоперекачивающий агрегат по п. 6, отличающийся тем, что активатор воздуха установлен за компрессором.

12. Газоперекачивающий агрегат по п. 6, отличающийся тем, что активатор воздуха установлен между ступенями компрессора.

13. Газоперекачивающий агрегат по п. 5, отличающийся тем, что активатор воздуха установлен вне двигателя.

14. Газоперекачивающий агрегат по п. 13, отличающийся тем, что активатор воздуха, установленный вне двигателя, имеет вход, присоединенный к выходу из компрессора, а выход соединен с камерой сгорания.

15. Газоперекачивающий агрегат по п. 13, отличающийся тем, что камера сгорания выполнена со второй группой форсунок, к которой присоединен выход из активатора воздуха.

16. Газоперекачивающий агрегат по п. 13, отличающийся тем, что выход из активатора воздуха соединен с полостью между компрессором и камерой сгорания.

17. Газоперекачивающий агрегат по п. 1, отличающийся тем, что детали воздухозаборника и компрессора выполнены из алюминиевых сплавов.

18. Газоперекачивающий агрегат по п. 1, отличающийся тем, что детали камеры сгорания, в первую очередь жаровая труба, форсуночная плита и коллектор, покрыты жаропрочной эмалью.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к моторному транспортному средству с двумя приводами, кинематически подсоединяемыми к одной трансмиссии. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, собираемым из отдельных модулей. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с автоматическим регулированием путем отключения части цилиндров, и может быть использовано при создании компрессорных установок поршневого типа.

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить точность регулирования системы путем предотвращения цикличного подключения второго двигателя (Д). .

Изобретение относится к энергетике. Система активации топливного газа, содержащая активатор со средством активации, установленным на корпусе активатора, имеющем полость активации, и соединенным с источником энергии, отличающаяся тем, что средство активации выполнено с возможностью лазерного излучения в полость активации, а на внутренней стенке корпуса активатора установлена система зеркал.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к газотурбинным установкам, и может быть использовано в качестве судовой энергетической установки с применением природного газа как альтернативного дешевого и экологически чистого вида топлива.

Изобретение относится к области энергетики. Способ работы газотурбинной установки, включающей дополнительный контур с низкокипящим рабочим телом, включающий входное устройство, сообщенное с источником низкокипящего рабочего тела, теплообменный аппарат, турбину, сообщенную с дополнительным приводом.

Предложено устройство (200) для сжатия газа для применения с потоком (230) газа. Устройство (200) для сжатия газа может включать ряд компрессоров, один или несколько эжекторов (270), конденсатор (350), расположенный по потоку после одного или нескольких эжекторов (270), и источник (205) отходящего тепла.

Изобретение относится к энергетическим системам, в которых применяются органические циклы Ренкина для производства электрической энергии при сжигании различных видов топлива.

Способ эксплуатации газовой турбины с последовательным сгоранием и низкими выбросами СО заключается в том, что нагретые газы от первой камеры сгорания попадают на первую турбину, а нагретые газы второй камеры сгорания, подключаемой к первой турбине, попадают на вторую турбину.

Группа изобретений относится к энергетике Способ работы газотурбинной установки предусматривает подачу в камеру сгорания сжатого воздуха и паро-метановодородной смеси, расширение продуктов ее сгорания в газовой турбине, охлаждение путем испарения или перегрева водяного пара, направляемого в газотурбинную установку, где поступающий природный газ смешивают с водяным паром высокого давления с получением метансодержащей парогазовой смеси, которую нагревают потоком указанных продуктов сгорания в теплообменнике, пропускают через каталитический реактор реформирования метана с образованием на выходе паро-метановодородной смеси, подаваемой в камеру сгорания газотурбинной установки, повышают температуру теплообменных процессов газотурбинной установки путем дополнительного сжигания топлива в потоке продуктов сгорания паро-метановодородной смеси, отбираемом на выходе из дополнительной свободной силовой газовой турбины, а перед подачей в камеру сгорания паро-метановодородной смеси ее предварительно охлаждают до температуры, не превышающей температурный диапазон 200+240°С, с одновременной частичной конденсацией водяного пара, конденсат отделяют, испаряют и расходуют при подготовке метансодержащей парогазовой смеси и водяного пара низкого давления, который пропускают через дополнительную свободную силовую газовую турбину.

Изобретение относится к энергетике. Способ включает в себя сжатие газообразного рабочего тела - воздуха, подогрев сжатого рабочего тела путем сжигания топлива, расширение подогретого рабочего тела, утилизацию остаточного тепла расширившегося рабочего тела путем генерации водяного пара, подвод полученного пара в газовый тракт, конденсацию пара и извлечение воды из продуктов сгорания.

Изобретение относится к энергетике. В способе работы комбинированной газотурбинной установки системы газораспределения при выработке электрической энергии с помощью теплового двигателя в качестве рабочего тела используют низкокипящее рабочее тело с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, утилизацию теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя осуществляют путем нагрева в теплообменнике-утилизаторе низкокипящего рабочего тела, причем низкокипящее рабочее тело замкнутого контура циркуляции сжимают в конденсатном насосе, расширяют в турбодетандере, конденсируют в низкотемпературном теплообменнике-конденсаторе, при выработке электрической энергии в энергоутилизационном турбодетандере используют турбодетандер с сепарирующей установкой для выработки низкотемпературного природного газа, который направляют в низкотемпературный теплообменник-конденсатор для охлаждения низкокипящего рабочего тела теплового двигателя, и конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов, который направляют в камеру сгорания газотурбинного двигателя, причем в процессе конденсации низкокипящего рабочего тела выделяемая скрытая теплота нагревает низкотемпературный природный газ.
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. В способе серийного производства ГТД изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при разработке или реконструкции многовальных газотурбинных установок (ГТУ), предназначенных для привода нагнетателей природного газа газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и автономного электроснабжения компрессорных станций с этими ГПА. Приводная ГТУ ГПА с утилизационной турбоустановкой автономного электроснабжения содержит многовальный ГТД 1 с основным компрессором 7, приводной турбиной 8, силовой турбиной 9 и утилизационной турбоустановкой (УТУ), содержащей воздухоподогреватель 2, сообщенный на входе по греющему газу с выходом силовой турбины 9 по выхлопным газам, компрессор 3, сообщенный на входе по воздуху с атмосферой, турбогенератор 4, снабженный устройством преобразования (преобразователем) частоты генератора переменного тока (ПЧГ) 11, выполненным с возможностью питания напряжением изменяющейся частоты и амплитуды потребителей переменного тока с напряжением неизменной частоты и амплитуды и электрически связанным на выходе по напряжению через распределительное устройство 17 с потребителями переменного тока постоянной частоты 50 (60) Гц, воздушную турбину 5, сообщенную на входе по воздуху через тракт воздухоподогревателя 2 по воздуху с выходом компрессора 3 по воздуху, на выходе по воздуху – с атмосферой, установленную на одном валу с компрессором 3 и турбогенератором 4 – валу 6, кинематически связанном через муфту 10 с валом основного компрессора 7 со стороны входа основного компрессора 7 по воздуху, газоохладитель 12 и дымосос 13, сообщенный на входе по газу через тракт газоохладителя 12 по охлаждаемому газу с выходом воздухоподогревателя 2 по газу, на выходе по газу – с атмосферой. Дымосос 13 снабжен приводным электродвигателем 14 с преобразователем частоты 15, электрически связанным электрической цепью 16 с выходом турбогенератора 4 по напряжению переменной частоты либо с выходом ПЧГ 11 по напряжению постоянной частоты. Техническим результатом является обеспечение примерного равенства расходов теплоносителей в воздухоподогревателе УТУ, а также передачи избыточной по сравнению с текущим электропотреблением мощности УТУ, а в холодный период – и избыточной мощности приводной турбины ГТД на силовой вал ГТД с целью повышения КПД ГТУ и годовой эффективности ГТУ с УТУ в целом. 2 ил.

Газоперекачивающий агрегат содержит воздушный тракт, содержащий, в свою очередь, воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, вал, соединяющий компрессор и газовую турбину, свободную турбину, соединенную с газовым компрессором и систему подачи топливного газа в камеру сгорания с топливопроводом. Система подачи топливного газа содержит электролизер воды и смеситель водорода и кислорода с топливным газом, установленный перед камерой сгорания. Изобретение направлено на повышение энергетических возможностей газотурбинного двигателя, используемого в качестве привода газоперекачивающего агрегата на природном газе за счет повышения полноты сгорания топлива в газотурбинном двигателе, улучшение его удельных характеристик и уменьшение эмиссии вредных веществ. 17 з.п. ф-лы, 24 ил.

Наверх