RU2573437C1 - Противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом - Google Patents
Противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2573437C1 RU2573437C1 RU2014130678/06A RU2014130678A RU2573437C1 RU 2573437 C1 RU2573437 C1 RU 2573437C1 RU 2014130678/06 A RU2014130678/06 A RU 2014130678/06A RU 2014130678 A RU2014130678 A RU 2014130678A RU 2573437 C1 RU2573437 C1 RU 2573437C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- gas
- duct
- axial compressor
- vortex pump
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом содержит газовоздухопровод, транспортирующий смесь горячего воздуха и выхлопных газов в воздухозаборный тракт, соединенный с одной стороны с входным направляющим аппаратом осевого компрессора, а с другой - с воздухоочистительным устройством. Газовоздухопровод, транспортирующий смесь горячего воздуха и выхлопных газов в воздухозаборный тракт, соединенный с одной стороны с входным направляющим аппаратом осевого компрессора, а с другой с воздухоочистительным устройством, снабжен вихревым насосом и электроприводными регулирующим и запорным клапанами, управляемыми посредством блока управления клапанами по сигналам от датчиков состояния атмосферного воздуха и воздуха в воздухозаборном тракте, и соединен с воздухоподогревателем, который посредством воздухопроводов и газовоздухопроводов соединен с осевым компрессором, камерой сгорания, газовой турбиной и дымовой трубой. Электроприводной регулирующий клапан расположен на воздухопроводе, соединяющем вихревой насос и воздухопровод, соединяющий осевой компрессор и воздухоподогреватель, а электроприводной запорный клапан расположен на газовоздухопроводе, соединяющем вихревой насос и газовоздухопровод, соединяющий воздухоподогреватель и дымовую трубу. Технический результат - повышение надежности газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом путем подачи газовоздушной смеси повышенной температуры в воздухозаборный тракт осевого компрессора перед входным направляющим аппаратом с помощью вихревого насоса. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технике, применяемой для транспорта газа по магистральным газопроводам, и может быть использовано в газотранспортной отрасли промышленности для модернизации противообледенительных систем или дооборудования ими стационарных газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом, установленных на компрессорных станциях магистральных газопроводов.
Изобретение может быть также использовано и в области газотурбостроения при изготовлении новых газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом.
Известна противообледенительная система газотурбинного двигателя, имеющего осевой многоступенчатый компрессор с корпусом и рабочими лопатками, содержащая основную магистраль, сообщающую обогреваемые элементы с основным источником обогревающего воздуха. Система снабжена дополнительным источником обогревающего воздуха, выполненным в виде ресивера, расположенного на корпусе компрессора. Рабочие лопатки компрессора, по крайней мере, у одной ступени снабжены бандажными полками, на них закреплены дополнительные лопатки, имеющие угол установки, отличный от угла установки рабочих лопаток. Дополнительные лопатки расположены в ресивере. В основной магистрали установлен основной обратный клапан. Ресивер имеет возможность сообщения с атмосферой и основной магистралью между основным клапаном и обогреваемыми элементами посредством дополнительной магистрали с обратным клапаном (см. патент РФ на изобретение №2203432, опубл. 27.04.2003).
Недостатком данного технического решения является необходимость изменения конструкции лопаток осевого компрессора, влекущего повышение его металлоемкости и сложности изготовления.
Известна принятая в качестве прототипа антиобледенительная система газовой турбины, содержащая распределительный воздухопровод, транспортирующий в соединенный с компрессором газовой турбины воздухозаборный тракт нагретый воздух, удаляемый из теплового укрытия газовой турбины с размещенным в нем компрессором, на вход которого поступает атмосферный воздух из воздухоочистительного устройства воздухозаборного тракта, камеру сгорания и газовую турбину, диффузор которой соединен с котлом-утилизатором, находящимся за пределами теплового укрытия. Удаление нагретого воздуха из теплового укрытия газовой турбины осуществляется при помощи установленных на выходящем из теплового укрытия газовой турбины напорном воздуховоде вентиляторов (см. патент РФ на полезную модель №127408, опубл. 17.09.2012).
Основным недостатком данной системы является то, что смешение холодного атмосферного воздуха с горячим воздухом теплового укрытия газовой турбины, происходящее при их поступлении в воздухозаборный тракт, является недостаточно полным, а это, в свою очередь, при определенных условиях влечет недостаточное предотвращение обледенения рабочих органов осевого компрессора и газовой турбины.
Задачей заявленного изобретения является создание противообледенительной системы газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом, не требующей внесения изменений в конструкцию осевого компрессора, а также нивелирующей указанный недостаток прототипа.
Технический результат, достигаемый при применении заявленного изобретения, заключается в повышении надежности газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом путем подачи газовоздушной смеси повышенной температуры в воздухозаборный тракт осевого компрессора перед входным направляющим аппаратом с помощью вихревого насоса.
Поставленная задача и указанный технический результат в противообледенительной системе газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом, содержащей газовоздухопровод, транспортирующий смесь горячего воздуха и выхлопных газов в воздухозаборный тракт, соединенный с одной стороны с входным направляющим аппаратом осевого компрессора, а с другой - с воздухоочистительным устройством, соответственно решается и достигается тем, что газовоздухопровод, транспортирующий смесь горячего воздуха и выхлопных газов в воздухозаборный тракт, соединенный с одной стороны с входным направляющим аппаратом осевого компрессора, а с другой - с воздухоочистительным устройством, снабжен вихревым насосом и электроприводными регулирующим и запорным клапанами, управляемыми посредством блока управления клапанами по сигналам от датчиков состояния атмосферного воздуха и воздуха в воздухозаборном тракте, и соединен с воздухоподогревателем, который посредством воздухопроводов и газовоздухопроводов соединен с осевым компрессором, камерой сгорания, газовой турбиной и дымовой трубой, причем электроприводной регулирующий клапан расположен на воздухопроводе, соединяющем вихревой насос и воздухопровод, соединяющий осевой компрессор и воздухоподогреватель, а электроприводной запорный клапан расположен на газовоздухопроводе, соединяющем вихревой насос и газовоздухопровод, соединяющий воздухоподогреватель и дымовую трубу.
Заявленное изобретение поясняется графическими материалами, где на чертеже схематично представлена противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом, посредством которой возможна реализация заявленного изобретения в соответствии с его назначением, где:
1 - воздухоочистительное устройство;
2 - воздухозаборный тракт;
3 - осевой компрессор;
4 - входной направляющий аппарат осевого компрессора 3;
5 - газовая турбина;
6 - нагнетатель природного газа;
7 - камера сгорания;
8 - воздухоподогреватель;
9 - воздухопровод, соединяющий осевой компрессор 3 и воздухоподогреватель 8;
10 - воздухопровод, соединяющий воздухоподогреватель 8 и камеру сгорания 7;
11 - газовоздухопровод, соединяющий газовую турбину 5 и воздухоподогреватель 8;
12 - газовоздухопровод, соединяющий воздухоподогреватель 8 и дымовую трубу (на фиг. условно не показана);
13 - датчики состояния атмосферного воздуха и воздуха в воздухозаборном тракте 2 (температуры, влажности, сопротивления воздухозаборного тракта 2, водности);
14 - вихревой насос;
15 - воздухопровод, соединяющий вихревой насос 14 и воздухопровод 9;
16 - электроприводной регулирующий клапан;
17 - газовоздухопровод, соединяющий вихревой насос 14 и газовоздухопровод 12;
18 - электроприводной запорный клапан;
19 - газопровод смеси горячего воздуха и выхлопных газов, соединяющий вихревой насос 14 и воздухозаборный тракт 2;
20 - блок управления клапанами.
При этом воздухопровод, газовоздухопровод, транспортирующий нагретый воздух, смесь горячего воздуха и выхлопных газов в воздухозаборный тракт 2, состоит из газовоздухопровода 17, соединяющего вихревой насос 14 и газовоздухопровод 12, соединяющий воздухоподогреватель 8 и дымовую трубу, газопровода смеси горячего воздуха и выхлопных газов 19, соединяющего вихревой насос 14 и воздухозаборный тракт 2, и воздухопровода 15, соединяющего вихревой насос 14 и воздухопровод 9, соединяющий осевой компрессор 3 и воздухоподогреватель 8.
Работает противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом следующим образом.
Воздух из атмосферы при работе газовой турбины 5 поступает, пройдя через воздухоочистительное устройство 1, в воздухозаборный тракт 2 с входным направляющим аппаратом 4 осевого компрессора 3.
Сжатый в осевом компрессоре 3 и нагревшийся при этом воздух по воздухопроводу 9, соединяющему осевой компрессор 3 и воздухоподогреватель 8, поступает в воздухоподогреватель 8, где подогревается до более высокой температуры.
Далее нагревшийся воздух по воздухопроводу 10, соединяющему воздухоподогреватель 8 и камеру сгорания 7, поступает в камеру сгорания 7, в которой происходит сжигание топлива (природного газа) в потоке воздуха.
Из камеры сгорания 7 образовавшаяся в ней в результате сгорания высокотемпературная газовоздушная смесь поступает в газовую турбину 5, в которой под воздействием потока указанной смеси происходит вращение ротора газовой турбины 5, выходной вал которой является приводом нагнетателя природного газа 6.
Отработанная в газовой турбине 5 высокотемпературная газовоздушная смесь все еще достаточно высокой температуры по газовоздухопроводу 11, соединяющему газовую турбину 5 и воздухоподогреватель 8, поступает в воздухоподогреватель 8, пройдя который и отдав в нем часть тепла сжатому воздуху, поступающему в воздухоподогреватель 8 по воздухопроводу 9 из осевого компрессора 3, по газовоздухопроводу 12, соединяющему воздухоподогреватель 8 и дымовую трубу, уходит в дымовую трубу.
Для исключения обледенения (обмерзания, инееобразования) элементов воздухозаборного тракта 2, входного направляющего аппарата 4 и осевого компрессора 3 по анализу сигналов датчиков 13 состояния атмосферного воздуха и воздуха в воздухозаборном тракте 2 (температуры, влажности, давления атмосферного воздуха, сопротивления воздухозаборного тракта 2) блок управления клапанами 20 выдает команды на открытие электроприводного регулирующего клапана 16 и электроприводного запорного клапана 18 для подачи нагревшейся газоводушной смеси в воздухозаборный тракт 2.
Сжатый горячий воздух по воздухопроводу 15, соединяющему вихревой насос 14 и воздухопровод 9, соединяющий осевой компрессор 3 и воздухоподогреватель 8, поступает в вихревой насос 14, выполненный в виде вихревой трубы Ранка-Хилша, в котором образующийся высокоскоростной вихревой поток горячего воздуха создает разрежение, благодаря которому происходит интенсивное подсасывание по газовоздухопроводу 17, соединяющему вихревой насос 14 и газовоздухопровод 12, соединяющий воздухоподогреватель 8 и дымовую трубу, выхлопных газов из газовоздухопровода 12, соединяющего воздухоподогреватель 8 и дымовую трубу.
Далее в вихревом насосе 14 происходит смешение поступающего в него горячего воздуха и выхлопных газов и эта смесь по воздухопроводу 19, соединяющему вихревой насос 14 и воздухозаборный тракт 2, поступает в воздухозаборный тракт 2, где «вбрасывается» в основной поток воздуха, поступающего в воздухозаборный тракт 2 через воздухоочистительное устройство 1 из атмосферы.
Противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом, изготовленная с использованием заявленного изобретения, была применена на действующей компрессорной станции для газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом ГТК-10-4 в условиях его эксплуатации при различных параметрах атмосферы и режимах работы.
Исходя из данных о работе этого агрегата без противообледенительной системы, установлено, что снижение температуры воздуха на кромках входного направляющего аппарата 4 достигает 12°C. При этом даже при относительной влажности 50% и температуре наружного воздуха +10°C температура воздуха на кромках лопаток входного направляющего аппарата 4 составляет -2°C, что обуславливает образование инея на лопатках входного направляющего аппарата 4.
Применение же противообледенительной системы, изготовленной с использованием заявленного изобретения, позволило полностью предотвратить обледенение (обмерзание, инееобразование) элементов воздухозаборного тракта 2, входного направляющего аппарата 4 и осевого компрессора 3 указанного выше газоперекачивающего агрегата, что безусловно повышает надежность его работы.
Claims (1)
- Противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом, содержащая газовоздухопровод, транспортирующий смесь горячего воздуха и выхлопных газов в воздухозаборный тракт, соединенный с одной стороны с входным направляющим аппаратом осевого компрессора, а с другой - с воздухоочистительным устройством, отличающаяся тем, что газовоздухопровод, транспортирующий смесь горячего воздуха и выхлопных газов в воздухозаборный тракт, соединенный с одной стороны с входным направляющим аппаратом осевого компрессора, а с другой - с воздухоочистительным устройством, снабжен вихревым насосом и электроприводными регулирующим и запорным клапанами, управляемыми посредством блока управления клапанами по сигналам от датчиков состояния атмосферного воздуха и воздуха в воздухозаборном тракте, и соединен с воздухоподогревателем, который посредством воздухопроводов и газовоздухопроводов соединен с осевым компрессором, камерой сгорания, газовой турбиной и дымовой трубой, причем электроприводной регулирующий клапан расположен на воздухопроводе, соединяющем вихревой насос и воздухопровод, соединяющий осевой компрессор и воздухоподогреватель, а электроприводной запорный клапан расположен на газовоздухопроводе, соединяющем вихревой насос и газовоздухопровод, соединяющий воздухоподогреватель и дымовую трубу.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130678/06A RU2573437C1 (ru) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130678/06A RU2573437C1 (ru) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2573437C1 true RU2573437C1 (ru) | 2016-01-20 |
Family
ID=55087185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014130678/06A RU2573437C1 (ru) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2573437C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2685802C1 (ru) * | 2017-12-28 | 2019-04-23 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Газоперекачивающий агрегат |
RU190359U1 (ru) * | 2018-01-17 | 2019-06-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Волжский инжиниринговый центр" | Антиобледенительная система газовой турбины |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1210202A (en) * | 1969-03-06 | 1970-10-28 | Rolls Royce | Gas turbine engine |
SU680367A1 (ru) * | 1977-01-28 | 1987-09-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Природных Газов "Вниигаз" | Регенеративна газотурбинна установка |
SU1490311A1 (ru) * | 1986-12-29 | 1989-06-30 | Специальное Конструкторское Бюро По Созданию Воздушных И Газовых Турбохолодильных Машин | Способ охлаждени и вентил ции отсека газотурбинного двигател газоперекачивающего агрегата |
SU1739065A1 (ru) * | 1990-05-30 | 1992-06-07 | Моторостроительное Конструкторское Бюро Г.Омск | Газотурбинный двигатель |
RU2095601C1 (ru) * | 1993-12-10 | 1997-11-10 | Юрий Иванович Климнюк | Газотурбинная установка с противообледенительным устройством |
-
2014
- 2014-07-25 RU RU2014130678/06A patent/RU2573437C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1210202A (en) * | 1969-03-06 | 1970-10-28 | Rolls Royce | Gas turbine engine |
SU680367A1 (ru) * | 1977-01-28 | 1987-09-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Природных Газов "Вниигаз" | Регенеративна газотурбинна установка |
SU1490311A1 (ru) * | 1986-12-29 | 1989-06-30 | Специальное Конструкторское Бюро По Созданию Воздушных И Газовых Турбохолодильных Машин | Способ охлаждени и вентил ции отсека газотурбинного двигател газоперекачивающего агрегата |
SU1739065A1 (ru) * | 1990-05-30 | 1992-06-07 | Моторостроительное Конструкторское Бюро Г.Омск | Газотурбинный двигатель |
RU2095601C1 (ru) * | 1993-12-10 | 1997-11-10 | Юрий Иванович Климнюк | Газотурбинная установка с противообледенительным устройством |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2685802C1 (ru) * | 2017-12-28 | 2019-04-23 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Газоперекачивающий агрегат |
RU190359U1 (ru) * | 2018-01-17 | 2019-06-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Волжский инжиниринговый центр" | Антиобледенительная система газовой турбины |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3318743B1 (en) | Intercooled cooled cooling integrated air cycle machine | |
US8844258B2 (en) | Systems and methods for de-icing a gas turbine engine inlet screen and dehumidifying inlet air filters | |
US8904747B2 (en) | Gas turbine inlet heating system | |
CN104420999B (zh) | 用于对燃气涡轮发动机入口滤网除冰和对入口空气过滤器除湿的系统和方法 | |
JP2016528432A5 (ru) | ||
EP2664765B1 (en) | System and method for heat recovery in a gas turbine engine | |
CA2381947A1 (en) | A ram air duct for an aeroplane air conditioning system | |
JP6900175B2 (ja) | 入口抽気加熱制御システム | |
JP2016537550A (ja) | ガスタービンエンジン用の圧縮機抽気及び周囲空気による冷却システム | |
JP2014505252A5 (ru) | ||
RU2573437C1 (ru) | Противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом | |
US10036321B2 (en) | Systems and methods for utilizing gas turbine compartment ventilation discharge air | |
GB619390A (en) | Improvements in or relating to gas-turbine power-plant installations | |
RU127408U1 (ru) | Антиобледенительная система газовой турбины | |
RU190359U1 (ru) | Антиобледенительная система газовой турбины | |
CN104271897B (zh) | 一种透平装置和用于冷却透平装置的方法 | |
RU2478790C1 (ru) | Способ воздушного теплоснабжения вентиляции подземных выработок горнорудных предприятий | |
RU138823U1 (ru) | Энергокомплекс для теплоснабжения и вентиляции подземных разработок и воздушного отопления (варианты) | |
RU174364U1 (ru) | Система антиобледенения входного очистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем | |
US9593862B2 (en) | Air disruption system for an enclosure | |
RU40399U1 (ru) | Система вентиляции отсека газотурбинного двигателя контейнерного газоперекачивающего агрегата | |
GB2503315A (en) | Air handling system using Venturi effect | |
RU2753094C1 (ru) | Способ нагрева воздуха приточной вентиляции | |
CN207113215U (zh) | 一种气体燃烧装置 | |
RU2166656C2 (ru) | Энергоблок газотурбинной электростанции |