RU2570000C1

RU2570000C1 - Air-cleaning device

Info

Publication number: RU2570000C1
Application number: RU2014128430/05A
Authority: RU
Inventors: Ольга Викторовна Погребнова; Андрей Николаевич Ефремов
Original assignee: Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 2014-07-10
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2015-12-10

Abstract

FIELD: ventilation.

SUBSTANCE: air-cleaning device comprises a suction chamber, the sediment retention visors, air filters located in the suction chamber, a cyclic air heating system, in which the discharge pipeline is equipped with pipes with holes, and there are holes in it in the horizontal plane from the suction chamber. Between the pipes of the discharge pipeline the transverse partitions are mounted, at that the lower edges of the sediment retention visor and the partitions are made in the same horizontal plane.

EFFECT: increased efficiency of the cyclic air heating system and efficiency of the air-cleaning device.

3 dwg

Description

Изобретение относится к газоочистным устройствам и может быть использовано для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовке его к подаче в компрессор газотурбинного двигателя (ГТД), например газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций для защиты газовоздушного тракта ГТД от попадания пыли, осадков и обледенения.The invention relates to gas purification devices and can be used to clean air drawn from the atmosphere and prepare it for supply to a compressor of a gas turbine engine (GTE), for example gas pumping units, gas turbine power plants to protect the gas turbine engine path from dust, precipitation and icing.

Наиболее близким устройством к заявляемому изобретению является воздухоочистительное устройство для ГТД (патент РФ №2504420 от 31.07.2012), принятое за прототип. Воздухоочистительное устройство (ВОУ) содержит воздухоприемную камеру, осадкозадерживающие козырьки, воздушные фильтры, расположенные ярусами в воздухоприемной камере, систему подогрева циклового воздуха с подводящим трубопроводом и соединенным с ним через шумоглушитель закольцованным отводящим трубопроводом. Закольцованный отводящий трубопровод снабжен сообщенными с ним патрубками, равномерно распределенными по периметру зоны всасывания, и имеет ряд круглых отверстий в горизонтальной плоскости со стороны воздухоприемной камеры и в патрубках.The closest device to the claimed invention is an air-cleaning device for gas turbine engines (RF patent No. 2504420 dated July 31, 2012), adopted as a prototype. The air-cleaning device (HEU) contains an air intake chamber, sediment-retaining visors, air filters arranged in tiers in the air intake chamber, a cyclic air heating system with a supply pipe and a looped discharge pipe connected to it through a muffler. The looped-off discharge pipe is equipped with nozzles communicated with it, evenly distributed along the perimeter of the suction zone, and has a number of circular holes in the horizontal plane from the side of the air intake chamber and in the nozzles.

Недостатком конструкции воздухоочистительного устройства, принятого за прототип, является то, что при наличии атмосферного ветра, скорость которого 2,5 м/с и более, часть теплого воздуха, полученного при смешивании горячего воздуха, поступающего из системы подогрева циклового воздуха, и атмосферного воздуха, поступающего на вход ГТД, выносится ветром из-под осадкозадерживающих козырьков. Вследствие этого происходит перераспределение теплого воздуха по поверхности фильтров, вследствие чего часть фильтров (с наветренной стороны) не получает достаточного количества тепла и на их поверхностях происходит образование инея и обледенение. В связи с этим снижается эффективность работы системы подогрева циклового воздуха, происходит повышение гидравлического сопротивления на фильтрах, что приводит к снижению КПД ГТД.The disadvantage of the design of the air cleaning device adopted for the prototype is that in the presence of atmospheric wind, the speed of which is 2.5 m / s or more, part of the warm air obtained by mixing the hot air coming from the heating system of cyclic air and atmospheric air, entering the gas turbine engine, is carried out by the wind from under the sediment-holding visors. As a result of this, redistribution of warm air over the surface of the filters occurs, as a result of which part of the filters (on the windward side) does not receive enough heat and frost and icing form on their surfaces. In this regard, the efficiency of the cyclic air heating system decreases, the hydraulic resistance on the filters increases, which leads to a decrease in the efficiency of the gas turbine engine.

Технической задачей изобретения является устранение указанного недостатка.An object of the invention is to remedy this drawback.

Технический результат достигается тем, что в воздухоочистительном устройстве, содержащем воздухоприемную камеру, осадкозадерживающие козырьки, воздушные фильтры, расположенные в воздухоприемной камере, систему подогрева циклового воздуха, в которой отводящий трубопровод снабжен патрубками с отверстиями и в нем в горизонтальной плоскости со стороны воздухоприемной камеры также выполнены отверстия, между патрубками отводящего трубопровода установлены поперечные перегородки, причем нижние края осадкозадерживающего козырька и перегородок размещены в одной горизонтальной плоскости.The technical result is achieved by the fact that in an air-cleaning device containing an air intake chamber, precipitation retention visors, air filters located in the air intake chamber, a cyclic air heating system in which the exhaust pipe is provided with nozzles with openings and in it in a horizontal plane from the air intake chamber openings, transverse partitions are installed between the branch pipes of the outlet pipe, the lower edges of the sediment-retaining visor and The horns are placed in one horizontal plane.

Отличительные признаки являются существенными, поскольку установка поперечных перегородок и выполнение нижнего края осадкозадерживающего козырька и перегородок в одной горизонтальной плоскости позволяет снизить зависимость работы системы подогрева циклового воздуха от ветра.Distinctive features are significant, since the installation of transverse partitions and the implementation of the lower edge of the sediment-retaining visor and partitions in one horizontal plane reduces the dependence of the operation of the cyclic air heating system on the wind.

Перегородки, установленные между патрубками, позволяют разбить поток атмосферного воздуха равномерно и направить его к патрубкам системы подогрева циклового воздуха. Горячий воздух, поступающий из системы подогрева циклового воздуха, смешивается с атмосферным воздухом и равномерно распределяется под осадкозадерживающим козырьком по поверхности фильтров.Partitions installed between the nozzles allow you to split the flow of atmospheric air evenly and direct it to the nozzles of the cyclic air heating system. Hot air coming from the cyclic air heating system is mixed with atmospheric air and is evenly distributed under the sediment-retaining visor over the surface of the filters.

Нижний край осадкозадерживающего козырька располагают в одной плоскости с перегородками и он выполняет функцию дополнительной перегородки.The lower edge of the sediment-retaining visor is located in the same plane with the partitions and it serves as an additional partition.

Изобретение поясняется эскизами (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3).The invention is illustrated by sketches (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3).

На фиг. 1 показан общий вид воздухоочистительного устройства. На фиг. 2 показан вид сверху воздухоочистительного устройства. На фиг. 3 приведена изометрия с разрезом козырька по плоскостям симметрии.In FIG. 1 shows a general view of an air cleaning device. In FIG. 2 shows a top view of an air cleaning device. In FIG. Figure 3 shows an isometry with a cut of the visor along the planes of symmetry.

Устройство состоит из воздухоприемной камеры 1, осадкозадерживающих козырьков 2 с вертикальной нижней частью 3, воздушных фильтров 4, закольцованного отводящего трубопровода 5 с патрубками 6 системы подогрева циклового воздуха, поперечных перегородок 7 и кронштейнов 8 (шумоглушитель и подводящий трубопровод системы подогрева циклового воздуха не показаны).The device consists of an air intake chamber 1, sediment-retaining visors 2 with a vertical lower part 3, air filters 4, a ring outlet pipe 5 with nozzles 6 of a cyclic air heating system, transverse partitions 7 and brackets 8 (a silencer and a supply pipe of a cyclic air heating system are not shown) .

Поперечные перегородки 7 установлены между патрубками системы подогрева циклового воздуха 6 и прикреплены к силовым элементам ВОУ (кронштейнам 8 и к корпусу воздухоприемной камеры 1). Противоположная сторона поперечных перегородок 7 не жестко прикреплена к нижней части 3 осадкозадерживающих козырьков 2. К крайним перегородкам со стороны торцов перпендикулярно установлены дополнительные поперечные перегородки 9.The transverse partitions 7 are installed between the nozzles of the cyclic air heating system 6 and are attached to the HEU power elements (brackets 8 and to the housing of the air intake chamber 1). The opposite side of the transverse partitions 7 is not rigidly attached to the lower part 3 of the sediment-retaining visors 2. To the extreme partitions from the ends, additional transverse partitions 9 are perpendicularly mounted.

Край нижней части 3 осадкозадерживающих козырьков 2 выполнен в одной плоскости с нижним краем поперечных перегородок 7.The edge of the lower part 3 sedimentary holding visors 2 is made in the same plane with the lower edge of the transverse partitions 7.

При отсутствии перегородок 7 с наветренной стороны образуется зона холодного воздуха между боковой стороной осадкозадерживающего козырька 2 и боковой стороной воздухоприемной камеры 1, в то время как с противоположной, подветренной стороны скапливается горячий воздух в симметрично расположенной зоне.In the absence of partitions 7 on the windward side, a zone of cold air is formed between the lateral side of the sediment-retaining visor 2 and the lateral side of the air intake chamber 1, while hot air accumulates on the opposite, leeward side in a symmetrically located zone.

Высота поперечных перегородок 7 определяется расчетно-экспериментальным путем, исходя из условия оптимального расстояния между нижнем краем поперечной перегородки 7 и нижнем краем воздушного фильтра 4, достаточным для поворота холодного воздуха, его перемешивания с горячим воздухом и, при достижении нижнего края воздушного фильтра 4, для максимально возможного равномерного прогрева и распределения в горизонтальной плоскости.The height of the transverse partitions 7 is determined by calculation and experimentation, based on the condition of the optimal distance between the lower edge of the transverse partitions 7 and the lower edge of the air filter 4, sufficient to turn cold air, mix it with hot air and, when the lower edge of the air filter 4 is reached, for the maximum possible uniform heating and distribution in the horizontal plane.

В поперечных перегородках 7, закрепленных к корпусу воздухоприемной камеры 1, имеется окно 10 для прокладки закольцованного отводящего трубопровода 5 системы подогрева циклового воздуха.In the transverse partitions 7, fixed to the housing of the air inlet chamber 1, there is a window 10 for laying a looped exhaust pipe 5 of the cyclic air heating system.

При необходимости, со стороны нежесткого крепления верхняя часть поперечных перегородок 7 усекается под профиль осадкозадерживающих козырьков 2.If necessary, from the side of non-rigid fastening, the upper part of the transverse partitions 7 is truncated under the profile of the sediment-holding visors 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Поток атмосферного воздуха, имеющий скорость и направление, соответствующие скорости ветра, заходя под осадкозадерживающие козырьки 2, ускоряется. Наличие нижней части 3 позволяет получить больше времени для поворота до достижения трубопровода 5 и патрубков 6 системы подогрева циклового воздуха. Поперечные перегородки 7 разделяют этот поток на отдельные потоки, которые, подходя к трубопроводу 5 и патрубкам 6, имеют направление скорости вверх (к воздушным фильтрам 4), благодаря чему горячий воздух, выходящий из круглых отверстий трубопровода 5 и патрубков 6, смешивается с атмосферным воздухом более равномерно, не образуя с наветренной стороны - холодных, а с подветренной - горячих зон. Далее смешанный теплый воздух поступает на вход к воздушным фильтрам 4, равномерно распределяясь по их поверхности, и затем в воздухоприемную камеру 1.The flow of atmospheric air, having a speed and direction corresponding to the wind speed, entering under sediment-holding visors 2, is accelerated. The presence of the lower part 3 allows you to get more time to turn before reaching the pipeline 5 and pipes 6 of the heating system of cyclic air. The transverse partitions 7 divide this stream into separate streams, which, approaching the pipe 5 and nozzles 6, have a direction of speed up (to the air filters 4), due to which the hot air leaving the round holes of the pipe 5 and nozzles 6 is mixed with atmospheric air more evenly, without forming on the windward side - cold, and on the leeward - hot zones. Next, the mixed warm air enters the inlet to the air filters 4, evenly distributed over their surface, and then into the air intake chamber 1.

Нижняя часть 3 осадкозадерживающего козырька 2, выполняющая функцию перегородки по всему периметру, дополнительно уменьшает вынос ветром теплого воздуха, полученного при смешивании горячего воздуха, поступающего из системы подогрева циклового воздуха и патрубков 6, и атмосферного воздуха, поступающего на вход ГТД из-под осадкозадерживающих козырьков 2.The lower part 3 of the sediment-retaining visor 2, which serves as a partition along the entire perimeter, further reduces the wind-borne removal of warm air obtained by mixing the hot air coming from the heating system of cyclic air and nozzles 6, and atmospheric air entering the gas turbine engine from under the sediment-holding visors 2.

Таким образом, предлагаемое изобретение из-за меньшей зависимости от направления и скорости ветра позволяет более равномерно распределить тепло по поверхности воздушных фильтров, защищая их от инееобразования и обледенения, а значит, повышает эффективность системы подогрева циклового воздуха и эффективность работы воздухоочистительного устройства в целом.Thus, the present invention, due to the lesser dependence on the direction and speed of the wind, makes it possible to more evenly distribute heat on the surface of the air filters, protecting them from frost formation and icing, which means it increases the efficiency of the cyclic air heating system and the overall efficiency of the air-cleaning device.

Claims

An air-cleaning device comprising an air inlet chamber, sediment-retaining visors, air filters located in the air inlet chamber, a cyclic air heating system in which the exhaust duct is provided with nozzles with openings and openings are also made in it in a horizontal plane from the side of the air inlet chamber, characterized in that transverse partitions are installed by the branch pipes of the outlet pipe, and the lower edges of the sediment-retaining visor and partitions are made in one th horizontal plane.