RU161067U1

RU161067U1 - AIR CLEANING DEVICE

Info

Publication number: RU161067U1
Application number: RU2015126281/02U
Authority: RU
Inventors: Руслан Евгеньевич Горюхин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Центр промышленного снабжения и комплектации"
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2016-04-10

Abstract

1. Воздухоочистительное устройство шахтного типа для очистки циклового воздуха газотурбинной установки, содержащее последовательно установленные по ходу всасывания воздушного потока погодозащитный козырек шатрового типа, оборудованный системой предупреждения обледенения, блок фильтров с воздушными фильтрами накопительного типа кассетного исполнения и шахту с шумоглушителем пластинчато-щелевого типа, отличающееся тем, что оно снабжено расположенным перед блоком фильтров по ходу всасывания воздушного потока инерционным сепарационным устройством, установленным в горизонтальной плоскости выше нижней кромки погодозащитного козырька, наружная поверхность которого имеет цилиндрическую форму с радиусом, равным высоте блока фильтров.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инерционное сепарационное устройство выполнено в виде набора плоских кассет или параллельно расположенных лопаток.3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что лопатки инерционного сепарационного устройства расположены с углом наклона 45° к вертикали в сторону, противоположную плоскости установки фильтров накопительного типа, а плоскость верхних кромок лопаток расположена ниже нижнего яруса фильтров.4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что звукопоглощающие пластины шумоглушителя, имеющие прямоугольную форму, оборудованы на входе воздушного потока в каналы между звукопоглощающими пластинами обтекателями цилиндрической формы и на выходе потока воздуха из каналов - обтекателями клиновой формы с соотношением высоты клина к толщине звукопоглощающей пластины не менее 2,5:1 и наружными перфорированными акустически прозрачными поверхностями.1. A shaft-type air-cleaning device for cleaning the cyclic air of a gas turbine installation, comprising a tent-type weather protection hood, equipped with an icing warning system, a filter unit with cassette-type accumulative air filters and a plate-slotted type silencer, which is sequentially installed along the suction of the air flow the fact that it is equipped with an inertial separation located in front of the filter unit along the suction of the air flow nym apparatus mounted in a horizontal plane above the lower edge of a weather hood, the outer surface of which has a cylindrical shape with a radius equal to the height filtrov.2 block. The device according to claim 1, characterized in that the inertial separation device is made in the form of a set of flat cartridges or parallel blades. The device according to claim 2, characterized in that the blades of the inertial separation device are located with an angle of inclination of 45 ° to the vertical in the direction opposite to the installation plane of the accumulative type filters, and the plane of the upper edges of the blades is located below the lower tier of the filters. The device according to claim 1, characterized in that the sound-absorbing plates of the muffler, having a rectangular shape, are equipped with cylindrical fairings at the air flow inlet to the channels between the sound-absorbing plates and wedge-shaped fairings with a ratio of the height of the wedge to the thickness of the sound-absorbing plate no less than 2.5: 1 and external perforated acoustically transparent surfaces.

Description

Настоящая полезная модель относится к области турбо-машиностроения, и может быть использована в энергетике, газовой и нефтяной промышленности в качестве газоочистительного устройства для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовке его к подаче в осевой компрессор газотурбинных установок (ГТУ).This utility model relates to the field of turbo-mechanical engineering, and can be used in the energy, gas and oil industries as a gas cleaning device for cleaning air drawn from the atmosphere and preparing it for supply to the axial compressor of gas turbine units (GTU).

Известно комплексное воздухоочистительное устройство шахтного типа для очистки циклового воздуха ГТУ, содержащее последовательно установленные по ходу всасывания воздушного потока погодозащитный козырек, систему предупреждения обледенения, блок фильтров и блок шумоглушения. Между погодозащитный козырьком блоком фильтров установлен блок мультициклонов (патент на изобретение №86667 04.05.2009).A complex mine-type air-cleaning device for cleaning GTU cyclic air is known, containing a weather protection hood, an icing warning system, a filter unit and a noise suppression unit, sequentially installed along the suction of the air flow. A multicyclone block has been installed between the weatherproof peak of the filter block (patent for the invention No. 866667 of May 4, 2009).

Известно комплексное воздухоочистительное устройство для очистки циклового воздуха ГТУ, содержащее последовательно установленное по ходу всаса воздушного потока погодозащитный козырек, двухсекционное воздухоподогревающее устройство, блок инерционной очистки, вентиляторы отсоса пыли, блок тонкой очистки, содержащий воздушные фильтры, блок шумоглушения, соединенный через переходной воздуховод с входным патрубком осевого компрессора ГТУ. (патент на изобретение №2344302 09.01.2007).A comprehensive air-purifying device for cleaning GTU cycle air is known, which contains a weather protection hood, a two-section air-heating device, an inertial cleaning unit, dust exhaust fans, a fine filter unit containing air filters, a noise attenuation unit connected through an transitional air duct to the inlet nozzle axial compressor GTU. (patent for invention No. 2344302 01/09/2007).

Известно воздухоочистительное устройство, содержащее сгруппированные в блоке и закрепленные на внешних гранях корпуса фильтры первой ступени, состоящее из мультициклонов, размещенные внутри корпуса блоки воздушных фильтров второй ступени, систему предупреждения обледенения, средство защиты фильтров от прямого попадания атмосферных осадков, выполненного в виде защитного колпака шатрового типа. Несущий корпус выполнен в виде усеченной пирамиды, (патент на изобретение №2263806 10.03.2004).It is known an air-purifying device comprising first-stage filters grouped in a block and fixed on the outer faces of the housing, consisting of multicyclones, second-stage air filter blocks located inside the housing, an icing warning system, and a filter protection device against direct atmospheric precipitation made in the form of a tent hood type. The bearing body is made in the form of a truncated pyramid, (patent for the invention No. 2263806 03/10/2004).

Конструкции вышеприведенных комплексных воздухоочистительных устройств характеризуются следующими недостатками:The design of the above integrated air cleaning devices are characterized by the following disadvantages:

- Установленные перед блоком фильтров блоки мультициклонов или блоки инерционно-жалюзийных сепараторов с вентиляторами отсоса пыли обладают повышенным аэродинамическим сопротивлением при низких показателях по очистке воздуха и громоздкой конструкцией, что в конечном итоге снижают к.п.д. ГТУ и усложняет конструкцию комплексного воздухоочистительного устройства, а применение вентиляторов отсоса пыли в сочетании с инерционным жалюзийными сепараторами к дополнительному расходу электроэнергии.- The multicyclone blocks or inertia-louvre separator blocks with dust extraction fans installed in front of the filter block have increased aerodynamic resistance at low air purification rates and a bulky design, which ultimately reduces the efficiency GTU also complicates the design of an integrated air-cleaning device, and the use of dust exhaust fans in combination with inertial louvre separators to additional energy consumption.

- Используемые в комплексном воздухоочистительном устройстве погоднозащитные козырьки шатрового типа и несущий корпус в виде усеченной пирамиды имеют повышенную «парусность» конструкции и плоскую крышу, что способствует скоплению снега, увеличению ветровой нагрузки и тем самым приводит к снижению безопасности эксплуатации и увеличению металлоемкости конструкции.- The tent-type weather shields and the truncated pyramid-shaped roofs used in the integrated air-cleaning device have an increased “sailing” structure and a flat roof, which contributes to snow accumulation, an increase in wind load, and thereby reduces the safety of operation and increases the metal consumption of the structure.

- Используемые в комплексном воздухоочистительном устройстве погодозащитные козырьки не обеспечивают защиту элементов блока мультициклонов или инерционно-жалюзийных сепараторов от заноса снегом при метелях и тем самым снижают надежность эксплуатации комплексного воздухоочистительного устройства в зимнее время.- The weather protection hoods used in the integrated air-cleaning device do not protect the elements of the multicyclone unit or inertia-louvre separators from snow drifting during snowstorms and thereby reduce the reliability of the operation of the integrated air-cleaning device in winter.

Заявляемая полезная модель направлена на решение технических задач по уменьшению гидравлических и аэродинамических потерь в комплексном воздухоочистительном устройстве, снижению аэродинамических нагрузок на конструкцию комплексного воздухоочистительного устройства от внешних ветровых нагрузок, повышению акустической эффективности шумоглушителя.The inventive utility model is aimed at solving technical problems to reduce hydraulic and aerodynamic losses in a comprehensive air-cleaning device, to reduce aerodynamic loads on the design of a comprehensive air-cleaning device from external wind loads, and to increase the acoustic efficiency of a silencer.

Технический результат полезной модели состоит в снижении расхода топливного газа ГТУ за счет повышения КПД ГТУ при обеспечении высокой степени очистки циклового воздуха классом не ниже F7, повышению надежности работы и безопасности эксплуатации комплексного воздухоочистительного устройства при одновременном упрощении конструкции.The technical result of the utility model consists in reducing the gas consumption of gas turbine engines by increasing the efficiency of gas turbines while ensuring a high degree of purification of cyclic air with a class of at least F7, increasing the reliability and safety of operation of an integrated air-purifying device while simplifying the design.

Поставленная задача решается созданием комплексного воздухоочистительного устройства, предназначенного для работы с газотурбинными установками мощностью от 6 до 32 МВт.The problem is solved by creating a comprehensive air purification device designed to work with gas turbine units with a capacity of 6 to 32 MW.

Предлагаемое комплексное воздухоочистительное устройство содержит по ходу всасывания воздушного потока погодозащитные козырьки с наружной поверхностью цилиндрической формы и установленными выше нижней его кромки в горизонтальной плоскости инерционно-сепарирующих устройствами и системой предупреждения обледенения, блок фильтров с фильтрами накопительного типа кассетного исполнения, состоящими из фильтров предварительной очистки класса G4 с каплеуловителем, фильтров тонкой очистки класса F7-F9 и шахту с шумоглушителем пластинчато-щелевого типа.The proposed comprehensive air-cleaning device contains, along with the suction of the air flow, weather protection hoods with an outer surface of cylindrical shape and inertial-separating devices and an icing warning system installed above its lower edge in the horizontal plane, a filter unit with cartridge filters of filter type, consisting of class pre-filters G4 with a droplet eliminator, fine filters of class F7-F9 and a shaft with a plate silencer spruce type.

Применение блока фильтров с фильтрами накопительного типа кассетного исполнения и погодозащитных козырьков с наружной цилиндрической формой и встроенными инерционно-сепарирующими устройствами позволяет получить блоки полной заводской готовности, минимизировать количество транспортных мест и снизить затраты выполнения монтажных работ на объектах заказчика.The use of a filter block with accumulator filters of cassette type and weather protection visors with an external cylindrical shape and built-in inertial-separating devices makes it possible to obtain complete factory readiness blocks, minimize the number of transport places and reduce the cost of installation work at customer sites.

Предпочтительно, что параллельно расположенные лопатки инерционно-сепарирующего устройства установлены с углом наклона 45° к вертикали в сторону противоположную плоскости установки фильтров накопительного типа.It is preferable that the parallel-located blades of the inertial separating device are installed with an angle of inclination of 45 ° to the vertical in the direction opposite to the installation plane of the accumulative type filters.

Предпочтительно, что инерционно-сепарирующее устройство выполнено в виде набора плоских секций (кассет), закрепленных в каркасе погодозащитных козырьков.It is preferable that the inertial-separating device is made in the form of a set of flat sections (cassettes) fixed in the frame of weather protection visors.

Предпочтительно, что звукопоглащающие пластины шумоглушителя оборудованы на входе воздушного потока обтекателями цилиндрической формы и на выходе потока воздуха - обтекателями клиновой формы с наружными перфорированными «акустически прозрачными» поверхностями.It is preferable that the sound-absorbing plates of the silencer are equipped with cylindrical fairings at the air inlet and wedge-shaped fairings with perforated “acoustically transparent” surfaces at the air outlet.

Предложенное устройство представлено на чертежах, где на фиг. 1 показан общий вид комплексного воздухоочистительного устройства, на фиг. 2 - показаны секции (кассеты) инерционного сепарирующего устройства, на фиг. 3 - фрагмент звукопоглащающей пластины шумоглушителя с клиновым обтекателем на выходе потока воздуха из каналов шумоглушителя, на фиг. 4 - вид на перфорированную поверхность клинового обтекателя звукопоглащающих пластин шумоглушителя.The proposed device is presented in the drawings, where in FIG. 1 shows a general view of an integrated air cleaning device; FIG. 2 shows sections (cartridges) of an inertial separating device, FIG. 3 - a fragment of a sound-absorbing plate of a silencer with a wedge fairing at the outlet of the air flow from the channels of the silencer, FIG. 4 is a view of the perforated surface of the wedge fairing of the sound absorbing plates of the muffler.

Предложенное комплексное воздухоочистительное устройство содержит блок фильтров 1 с фильтрами накопительного типа предварительной очистки 2 с каплеуловителями и фильтрами тонкой очистки 3 и два погоднозащитных козырька 4 и 5 с наружной поверхностью цилиндрической формы и встроенными в них инерционными сепарационными устройствами 6 и 7 с параллельно установленными лопатками 8 и выполненными в виде отдельных плоских секций (кассет) 9. Погодозащитные козырьки 6 и 7 оборудованы системой предупреждения обледенения. 10.The proposed comprehensive air cleaning device comprises a filter unit 1 with accumulative filters of pre-treatment type 2 with droplet eliminators and fine filters 3 and two weather-proof visors 4 and 5 with an outer surface of a cylindrical shape and inertial separation devices 6 and 7 integrated in them with blades 8 and 8 installed in parallel made in the form of separate flat sections (cassettes) 9. Weatherproof visors 6 and 7 are equipped with an icing warning system. 10.

Установленные на блоке фильтров 1 погодозащитные козырьки 4 и 5 образуют замкнутую пространственную конструкцию, обеспечивающую забор атмосферного воздуха, фильтрацию с классом очистки F7-F9 и подачу его в шахту 11 с шумоглушителем 12 с параллельно установленными звукопоглощающими пластинами 13, образующими между собой параллельные каналы 14 для прохождения очищенного воздуха и оборудованными на входе воздуха обтекателями 15 цилиндрической формы и на выходе воздуха-обтекателями 16 клиновой формы с перфорированной поверхностью 17 и отношением h:b=2,5:1.The weather protection hoods 4 and 5 installed on the filter unit 1 form a closed spatial structure that provides atmospheric air intake, filtration with a cleaning class of F7-F9 and its supply to the shaft 11 with a silencer 12 with sound-absorbing plates 13 installed in parallel, forming parallel channels 14 for passage of purified air and cylindrical shaped fairings 15 equipped at the air inlet and wedge shaped fairings 16 at the air outlet with a perforated surface 17 and the ratio h: b = 2.5: 1.

Комплексное воздухоочистительное устройство работает следующим образом.Integrated air cleaning device operates as follows.

Атмосферный воздух, необходимый для горения природного газа в камере сгорания ГТУ, поступает на вход погоднозащитных козырьков 4, 5 и проходя инерционные сепарационные устройства 6, 7 предварительно очищается от крупных частиц пыли, капель дождя, снега. При этом поток воздуха изменяет направление в сторону боковых цилиндрических поверхностей погодозащитных козырьков и тем самым обеспечивается равномерный по скорости вход потока воздуха в фильтры предварительной очистки 2.Atmospheric air necessary for the combustion of natural gas in the gas turbine combustion chamber enters the entrance of the weatherproof visors 4, 5 and, passing the inertial separation devices 6, 7, is first cleaned of large particles of dust, raindrops, snow. In this case, the air flow changes direction towards the lateral cylindrical surfaces of the weather protection hoods and thereby ensures a uniform in velocity inlet of the air flow into the pre-filters 2.

Пройдя через фильтры предварительной очистки 2 и фильтры тонкой очистки 3 блока фильтров 1 отфильтрованный воздух по каналам 13 шумоглушителя 12 подается через всасывающий канал в входной патрубок осевого компрессора ГТУ.After passing through the pre-filters 2 and the fine filters 3 of the filter unit 1, the filtered air through the channels 13 of the silencer 12 is fed through the suction channel to the inlet pipe of the axial compressor of the gas turbine.

Аэродинамический шум, излучаемый компрессором ГТУ, распространяется по всасывающему каналу против потока всасываемого воздуха и проходя через каналы 14 шумоглушителя 12 теряет часть своей звуковой энергии за счет звукопоглащения в звукопоглащающих пластинах 13. Обтекатели клиновой формы 16 звукопоглащающих пластин 13 имеют минимальное волновое сопротивление по сравнению с другими формами обтекателей, снижают звуковую мощность отраженных волн на входе в шумоглушитель 12 и как следствие повышают акустическую эффективность шумоглушения.The aerodynamic noise emitted by the GTU compressor propagates through the suction channel against the flow of intake air and passing through the channels 14 of the silencer 12 loses part of its sound energy due to sound absorption in the sound-absorbing plates 13. The wedge-shaped fairings 16 of the sound-absorbing plates 13 have a minimum wave resistance compared to other forms of fairings, reduce the sound power of the reflected waves at the entrance to the muffler 12 and as a result increase the acoustic efficiency of sound attenuation.

Claims

1. A shaft-type air-cleaning device for cleaning the cyclic air of a gas turbine installation, comprising a tent-type weather protection hood, equipped with an icing warning system, a filter unit with cassette-type accumulative air filters and a plate-slotted type silencer, which is sequentially installed along the suction of the air flow the fact that it is equipped with an inertial separator located in front of the filter block along the suction of the air flow The device is installed in a horizontal plane above the lower edge of the weather protection visor, the outer surface of which has a cylindrical shape with a radius equal to the height of the filter unit.

2. The device according to p. 1, characterized in that the inertial separation device is made in the form of a set of flat cassettes or parallel blades.

3. The device according to claim 2, characterized in that the inertial separation device blades are located with an angle of inclination of 45 ° to the vertical to the side opposite to the installation plane of the accumulative type filters, and the plane of the upper edges of the blades is located below the lower tier of the filters.

4. The device according to p. 1, characterized in that the sound-absorbing plates of the muffler, having a rectangular shape, are equipped with cylindrical fairings at the inlet of the air flow into the channels between the sound-absorbing plates and with wedge-shaped fairings with the ratio of the height of the wedge to the thickness at the outlet of the air flow from the channels a sound-absorbing plate of at least 2.5: 1 and external perforated acoustically transparent surfaces.