RU2587511C1

RU2587511C1 - Air cleaning device

Info

Publication number: RU2587511C1
Application number: RU2015108215/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Николаевич Ермошин; Сергей Владимирович Злобин; Виталий Борисович Ильин; Ольга Викторовна Погребнова; Андрей Николаевич Ефремов
Original assignee: Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2016-06-20

Abstract

FIELD: treatment plants.

SUBSTANCE: invention relates to cleaning air supplied from environment atmosphere and its preparation for feeding gas turbine engine compressor. Air cleaning device includes air receiving chamber, in which combined filtration system units are arranged in tiers including moisture separators and coarse filters, precipitation retaining shields, cycle air heating system, including the looped-back discharge pipeline with branch pipes and holes. System of cycle air heating is equipped with additional pipeline equipped with discharge branch pipes with holes, and branch pipes of looped-back discharge pipeline comprise vertical section with holes; herewith combined system moisture separators are arranged separately from coarse filters in air receiving chamber. Note here that extra pipe may be made of u-shape to set it at the level of precipitation retaining shields. Extra pipeline and its branches are tapering in direction of air flow proportionally to value of pressure in them.

EFFECT: invention provides higher efficiency of cycle air heating system and prevents formation of frost and ice on surfaces of filters at extreme operating conditions.

1 cl, 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 осадков и обледенения.The invention relates to gas purification devices and can be used to clean the air taken from the atmosphere and prepare it for supply to the compressor of a gas turbine engine (GTE), for example, gas pumping units, gas turbine power plants to protect the gas turbine engine path from precipitation and icing.

Известна полезная модель, в которой воздушные фильтры выполнены в виде комбинированной системы фильтрации (КСФ) (патент РФ №79802), представляющей из себя корпус, имеющий в своем составе последовательно установленные влагоотделитель и фильтр грубой очистки (ФГО), и последовательно состыкованный с корпусом фильтр тонкой очистки (ФТО), при этом в корпусе, в месте установки влагоотделителя, имеются дренажные отверстия для отвода влаги из корпуса.A useful model is known in which air filters are made in the form of a combined filtration system (CSF) (RF patent No. 79802), which is a housing having in its composition sequentially installed dehumidifier and a coarse filter (CSF), and a filter sequentially connected to the housing fine cleaning (PTO), while in the case, at the place of installation of the dehumidifier, there are drainage holes for removing moisture from the case.

Недостатком данной полезной модели является то, что влагоотделитель и ФГО находятся в одном корпусе и установлены вплотную друг к другу, что в процессе работы приводит к попаданию большого количества влаги с влагоотделителя на ФГО, а т.к. дренаж жидкости из корпуса, в зоне установки ФГО, не организован, то ФГО постоянно находится во влажном состоянии, что при определенных условиях способствует его обледенению.The disadvantage of this utility model is that the dehumidifier and the TSF are in the same housing and are installed close to each other, which in the process leads to the ingress of a large amount of moisture from the moisture separator to the TSF, and since fluid drainage from the body, in the area of the CSF installation, is not organized, then the CSF is constantly in the wet state, which under certain conditions contributes to its icing.

За прототип взято воздухоочистительное устройство (ВОУ) для газотурбинного двигателя (патент РФ №2504420), содержащее воздухоприемную камеру, воздушные фильтры, расположенные ярусами в воздухоприемной камере, систему подогрева циклового воздуха (СПЦВ), имеющую закольцованный отводящий (раздающий) трубопровод, снабженный сообщенными с ним патрубками, равномерно распределенными по периметру зоны всасывания, и имеющим ряд круглых отверстий в горизонтальной плоскости со стороны воздухоприемной камеры и в патрубках.The prototype is an air-purifying device (HEU) for a gas turbine engine (RF patent No. 2504420), containing an air intake chamber, air filters arranged in tiers in the air intake chamber, a cyclic air heating system (SPVS), having a looped discharge (distributing) pipe equipped with pipes, evenly distributed around the perimeter of the suction zone, and having a number of round holes in the horizontal plane from the side of the air intake chamber and in the pipes.

Недостатками прототипа является следующее:The disadvantages of the prototype is the following:

- конструкция закольцованного раздающего трубопровода, снабженного сообщенными с ним патрубками, равномерно распределенными по периметру зоны всасывания, и имеющего ряд круглых отверстий в горизонтальной плоскости со стороны воздухоприемной камеры и в патрубках, не обеспечивает необходимого расхода горячего воздуха для исключения обледенения воздушных фильтров в связи с выдуванием большой части горячего воздуха из зоны всасывания ВОУ под влиянием бокового ветра, при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ (снежные бури, штормовой ветер и т.д.);- the design of the looped distribution pipe, equipped with pipes connected to it, evenly distributed along the perimeter of the suction zone, and having a series of circular holes in the horizontal plane from the side of the air intake chamber and in the pipes, does not provide the necessary flow of hot air to prevent icing of the air filters due to blowing a large part of the hot air from the HEU suction zone under the influence of a crosswind, under extreme HEU operating conditions (snow storms, storm eter, etc.);

- отбор горячего воздуха на СПЦВ осуществляется от одной из ступеней компрессора газотурбинного двигателя, расход которого (по ограничению поставщиков ГТД), как правило, не превышает 2% от общего расхода циклового воздуха ГТД, что недостаточно для исключения обледенения воздушных фильтров при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ.- the selection of hot air at the TWS is carried out from one of the compressor stages of the gas turbine engine, the flow rate of which (according to the limitation of gas turbine suppliers), as a rule, does not exceed 2% of the total gas flow of gas turbine engines, which is insufficient to exclude icing of air filters under extreme conditions .

Технической задачей изобретения является исключение образования инея и обледенения на поверхностях фильтров при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ.An object of the invention is the elimination of the formation of frost and icing on the surfaces of the filters under extreme HEU operating conditions.

Технический результат достигается тем, что в воздухоочистительном устройстве, содержащем воздухоприемную камеру, в которой ярусами установлены блоки комбинированной системы фильтрации, включающие влагоотделители и фильтры грубой очистки, осадкозадерживающие козырьки, систему подогрева циклового воздуха, включающую закольцованный раздающий трубопровод с патрубками и отверстиями. Система подогрева циклового воздуха снабжена дополнительным трубопроводом, имеющим отводящие патрубки с отверстиями, а патрубки закольцованного отводящего трубопровода содержат вертикальный участок с отверстиями, при этом в воздухоприемной камере влагоотделители комбинированной системы расположены отдельно от фильтров грубой очистки. При этом возможно выполнение дополнительного трубопровода п-образной формы с установлением его на уровне среза осадкозадерживающих козырьков, причем дополнительный трубопровод и его патрубки сужаются по направлению воздушного потока пропорционально величине давления в них.The technical result is achieved in that in an air-cleaning device containing an air intake chamber in which tiers of a combined filtration system are installed, including dehumidifiers and coarse filters, sedimentary canopies, a cyclic air heating system, including a looped distribution pipe with nozzles and holes. The cyclic air heating system is equipped with an additional pipeline having outlet pipes with openings, and the circuits of the looped exhaust pipe contain a vertical section with holes, while in the air intake chamber the moisture separators of the combined system are located separately from the coarse filters. In this case, it is possible to carry out an additional p-shaped pipeline with setting it at the cutoff level of the sediment-holding visors, the additional pipeline and its nozzles narrowing in the direction of air flow in proportion to the pressure in them.

Отличительные признаки являются существенными, поскольку:Distinctive features are significant because:

- добавление в патрубки закольцованного отводящего трубопровода вертикального участка с отверстиями позволит организовать подачу горячего воздуха в область, защищенную от влияния бокового ветра осадкозадерживающими козырьками, находящуюся выше (по потоку воздуха) зоны всасывания, что исключит выдувание горячего воздуха СПЦВ из зоны всасывания, тем самым предотвратит образование инея и обледенения на поверхности фильтров при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ;- the addition of a vertical section with holes in the annular outlet piping nozzles will allow the supply of hot air to the area protected from the influence of the side wind by precipitation-holding visors located above (in the air flow) suction zone, which will exclude the blowing out of hot air from the suction zone, thereby preventing the formation of frost and icing on the surface of the filters under extreme HEU operating conditions;

- снабжение СПЦВ дополнительным трубопроводом позволит обеспечить подачу горячего воздуха от дополнительного источника (например, от блока обогрева производственного помещения), что даст возможность увеличения общего расхода горячего воздуха СПЦВ, а наличие сообщенных с ним отводящих патрубков с отверстиями обеспечит равномерность смешивания горячего и атмосферного воздуха на входе в воздухоприемную камеру. Указанные меры предотвратят образование инея и обледенения на поверхностях фильтров при экстремальных условиях эксплуатации;- supplying an additional pipe to the TWSV will make it possible to supply hot air from an additional source (for example, from the heating unit of the production room), which will make it possible to increase the total consumption of hot air of the TWS, and the presence of outlet pipes connected with it will ensure uniform mixing of hot and atmospheric air the entrance to the air intake chamber. These measures will prevent the formation of frost and icing on the surfaces of the filters under extreme operating conditions;

- в КСФ отделение влагоотделителей от фильтров грубой очистки создаст промежуток между ними, в который под действием силы гравитации будут попадать капли влаги, срываемые с задней стенки влагоотделителя воздушным потоком, что предотвратит попадание большого количества влаги на фильтр грубой очистки, тем самым исключит образование инея и обледенения на его поверхности;- in KSF, the separation of dehumidifiers from the coarse filters will create a gap between them, in which, under the influence of gravity, moisture droplets get torn off the rear wall of the dehumidifier by the air flow, which will prevent a large amount of moisture from entering the coarse filter, thereby eliminating the formation of frost and icing on its surface;

- возможное расположение дополнительного трубопровода на уровне среза осадкозадерживающих козырьков и выполнение его п-образной формы с сужением его и патрубков по направлению воздушного потока пропорционально величине давления в них позволит более равномерно распределить горячий воздух под осадкозадерживающими козырьками, при этом сужение обеспечивает одинаковый расход горячего воздуха через все отверстия.- the possible location of the additional pipeline at the cut-off of the sediment-holding visors and the fulfillment of its p-shape with its constriction and nozzles in the direction of the air flow in proportion to the pressure in them will allow more even distribution of hot air under the sediment-holding visors, while the constriction provides the same flow of hot air through all holes.

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

На фиг. 1 показан общий вид воздухоочистительного устройства. На фиг. 2 - вид сверху воздухоочистительного устройства. На фиг. 3 показан дополнительный трубопровод.In FIG. 1 shows a general view of an air cleaning device. In FIG. 2 is a plan view of an air cleaning device. In FIG. 3 shows an additional pipeline.

Устройство состоит из воздухоприемной камеры 1, комбинированной системы фильтрации, включающей влагоотделитель 2 и корпус с фильтром грубой очистки 3, системы подогрева циклового воздуха, имеющей закольцованный отводящий трубопровод 4, снабженный сообщенными с ним патрубками 5 с отверстиями 6 и дополнительный трубопровод 7, имеющий сообщенные с ним отводящие патрубки 8 с отверстиями 9, шумоглушителя 10 и осадкозадерживающих козырьков 11.The device consists of an air intake chamber 1, a combined filtration system including a water separator 2 and a housing with a coarse filter 3, a cyclic air heating system having a looped exhaust pipe 4, provided with pipes 5 connected with it with openings 6, and an additional pipe 7 having him the outlet pipes 8 with holes 9, a muffler 10 and sediment-retaining visors 11.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Горячий воздух из компрессора ГТД по подводящему трубопроводу (на фиг. не показаны) через шумоглушитель 10 поступает в закольцованный отводящий трубопровод 4 системы подогрева циклового воздуха. Далее через круглые отверстия 6 в сообщенных с ним патрубках 5 горячий воздух, смешиваясь с атмосферным воздухом, поступает в воздухоприемную камеру 1, где проходит последовательно через влагоотделители 2 и корпусы с фильтрами грубой очистки 3.Hot air from the gas turbine compressor through the inlet pipe (not shown in Fig.) Through the muffler 10 enters the looped exhaust pipe 4 of the cyclic air heating system. Then, through the round holes 6 in the pipes 5 connected with it, hot air, mixed with atmospheric air, enters the air intake chamber 1, where it passes successively through the moisture separators 2 and the housings with coarse filters 3.

При необходимости увеличения расхода горячего воздуха СПЦВ в работу включается дополнительный трубопровод 7, в который горячий воздух поступает от блока обогрева производственного помещения (или иного источника тепла). Далее через круглые отверстия 9 в сообщенных с трубопроводом 7 патрубках 8 горячий воздух поступает под осадкозадерживающий козырек и далее, смешиваясь с атмосферным воздухом, поступает в воздухоприемную камеру 1, где проходит через влагоотделители 2 и корпусы с фильтрами грубой очистки 3.If it is necessary to increase the consumption of hot air of the HWPV, an additional pipeline 7 is included in the work, into which hot air comes from the heating unit of the production room (or other heat source). Then, through the round openings 9 in the pipes 8 connected to the pipeline 7, hot air enters under the sediment-retaining visor and then, mixed with atmospheric air, enters the air intake chamber 1, where it passes through the moisture separators 2 and the housings with coarse filters 3.

Благодаря вертикальным участкам патрубков 5 горячий воздух через отверстия 6 подается в зону, защищенную от влияния бокового ветра осадкозадерживающими козырьками 11, что исключает выдувание горячего воздуха из зоны всасывания боковым ветром, а дополнительный трубопровод 7, имеющий отводящие патрубки 8 с отверстиями 9, обеспечивает возможность подачи большего объема горячего воздуха для подогрева атмосферного воздуха, при этом разделение влагоотделителя 2 и корпуса с ФГО 3 позволит исключить попадание большого количества влаги на ФГО. Данный комплекс вышеуказанных мер позволит предотвратить образование инея и обледенения на поверхностях фильтров при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ.Due to the vertical sections of the nozzles 5, hot air through the openings 6 is fed into the zone protected from the influence of the lateral wind by the sediment-holding visors 11, which eliminates the blowing out of hot air from the suction zone by the lateral wind, and the additional pipe 7, having the outlet nozzles 8 with the openings 9, provides the possibility of supply a larger volume of hot air for heating atmospheric air, while the separation of the moisture separator 2 and the housing with FSO 3 will prevent the ingress of a large amount of moisture on the FSO. This set of the above measures will prevent the formation of frost and icing on the surfaces of the filters under extreme HEU operating conditions.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволит повысить эффективность системы подогрева циклового воздуха при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ и, следовательно, исключить образование инея и обледенения на поверхностях фильтров при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ.Thus, the present invention will improve the efficiency of the cyclic air heating system under the extreme conditions of operation of the HEU and, therefore, eliminate the formation of frost and icing on the surfaces of the filters under the extreme conditions of operation of the HEU.

Claims

1. An air-purifying device comprising an air intake chamber in which tiers of a combined filtration system are installed, including moisture separators and coarse filters, precipitation retention visors, a cyclic air heating system, including a looped distribution pipe with nozzles and openings, characterized in that the cyclic air heating system equipped with an additional pipeline having outlet pipes with openings, and pipes of a looped discharge pipe soda a vertical section with openings is pressed, while in the air intake chamber the moisture separators of the combined system are located separately from the coarse filters.

2. The air cleaning device according to claim 1, characterized in that the additional pipe has a p-shaped shape, is installed at the cutoff level of the sediment-retaining visors, while the pipe and pipes narrow in the direction of air flow in proportion to the pressure in them.