RU2684294C1 - Gas-pumping unit (gpu), gpu air suction path, gpu suction air duct, gpu air suction chamber (variants) - Google Patents
Gas-pumping unit (gpu), gpu air suction path, gpu suction air duct, gpu air suction chamber (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684294C1 RU2684294C1 RU2018107975A RU2018107975A RU2684294C1 RU 2684294 C1 RU2684294 C1 RU 2684294C1 RU 2018107975 A RU2018107975 A RU 2018107975A RU 2018107975 A RU2018107975 A RU 2018107975A RU 2684294 C1 RU2684294 C1 RU 2684294C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- duct
- pipe
- section
- chamber
- suction
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 32
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 35
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 23
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 9
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004887 air purification Methods 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 72
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 241000231281 Burmannia Species 0.000 description 1
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области двигателестроения, а именно, к конструкциям составляющих тракта всасывания воздуха газоперекачивающих агрегатов (ГПА), содержащих газотурбинный двигатель (ГТД) в составе газотурбинных установок (ГТУ), и может быть использовано на компрессорных станциях нефтегазовой и энергетической промышленности.The group of inventions relates to the field of engine building, namely, to the designs of the components of the air intake path of gas pumping units (GPU) containing a gas turbine engine (GTE) as part of gas turbine units (GTU), and can be used at compressor stations in the oil and gas and energy industries.
Из существующего уровня техники известен газоперекачивающий агрегат, содержащий газотурбинный двигатель, включающий газогенератор и турбину, расположенные на общей подмоторной раме. ГПА содержит тракт всасывания воздуха с воздуховодами и камерой всасывания, входное устройство для подачи воздушного потока из камеры всасывания на вход двигателя, выхлопную систему с трактом выхлопа для удаления продуктов сгорания. Выхлопная система выполнена с возможностью установки утилизационного теплообменника. Система охлаждения газотурбинной установки выполнена с возможностью принудительной подачи атмосферного воздуха под защитный кожух (RU 2403416 С1, опубл. 10.11.2010).A gas pumping unit comprising a gas turbine engine including a gas generator and a turbine located on a common engine frame is known from the prior art. The GPA contains an air intake path with air ducts and a suction chamber, an input device for supplying air flow from the suction chamber to the engine inlet, an exhaust system with an exhaust path for removing combustion products. The exhaust system is configured to install a recycling heat exchanger. The cooling system of a gas turbine installation is configured to force the supply of atmospheric air under a protective casing (RU 2403416 C1, publ. 10.11.2010).
Известен газоперекачивающий агрегат, содержащий ГТД с входным устройством и центробежный компрессор для сжатия газа, КВОУ, выхлопную систему с выхлопной шахтой для удаления продуктов сгорания. ГТД вместе с входным устройством расположен на общей фундаментной раме. Система охлаждения ГТД выполнена с возможностью обеспечения регулирования количества охлаждающего воздуха. Выхлопная шахта выполнена с возможностью установки утилизационного теплообменника и оснащена погодным колпаком (зонтом) (RU 115843 U1, опубл. 10.05.2012).Known gas pumping unit containing a gas turbine engine with an input device and a centrifugal compressor for compressing gas, KVOU, an exhaust system with an exhaust shaft to remove combustion products. The gas turbine engine together with the input device is located on a common foundation frame. The gas turbine engine cooling system is configured to control the amount of cooling air. The exhaust shaft is made with the possibility of installing a recycling heat exchanger and is equipped with a weather hood (umbrella) (RU 115843 U1, publ. 05/10/2012).
Известен тракт всасывания воздуха ГПА с ГТД с воздухозаборной системой, которая содержит воздухоочистительное устройство и камеру всасывания. Камера всасывания выполнена в виде изогнутого патрубка. Патрубок одним концом связан с воздухоочистительным устройством и другим концом - с газовоздушным трактом ГТД (RU 2266415 С1, опубл. 10.12.2005).A known GPA air intake duct with a gas turbine engine with an air intake system that includes an air purifying device and a suction chamber. The suction chamber is made in the form of a curved nozzle. The pipe is connected at one end to an air-cleaning device and at the other end to a gas-turbine engine gas pipeline (RU 2266415 C1, publ. 10.12.2005).
Известен входной тракт ГДТ, который содержит опору, воздухоочистительное устройство и воздуховод, выполненный с возможностью поворота рабочей среды (RU 2246901 С1, опубл. 20.08.2011).Known input path GDT, which contains a support, an air cleaning device and an air duct made with the possibility of rotation of the working environment (RU 2246901 C1, publ. 08/20/2011).
Недостатком известных решений является относительно невысокая эффективность, надежность и долговечность работы ГПА, неадаптированность конкретно к техническим решениям двухвального, двухконтурного ГТД, сложность получения компромиссного сочетания повышенных значений КПД и ресурса ГПА с одновременным повышением компактности входящих в ГПА сборочных единиц и деталей, в том числе недостаточной проработанности тракта всасывания воздуха для подачи рабочего тела в камеру всасывания ГПА, что в конечном итоге снижает эксплуатационную надежность и ресурс работы как ГТУ, так и ГПА в целом.A disadvantage of the known solutions is the relatively low efficiency, reliability and durability of the gas compressor unit, the lack of adaptation specifically to the technical solutions of the twin-shaft, double-circuit gas turbine engine, the difficulty of obtaining a compromise combination of increased efficiency and resource of the gas compressor unit with a simultaneous increase in the compactness of the assembly units and parts included in the gas unit, including insufficient sophisticated air intake path for supplying a working fluid to the suction chamber of the gas compressor unit, which ultimately reduces the operational ezhnost and service life of both GTP and overall GPA.
Задача, решаемая группой изобретений, заключается в повышении КПД, эксплуатационной надежности и ресурса работы ГПА для транспортировки газа и газотурбинной станции.The problem solved by the group of inventions is to increase the efficiency, operational reliability and service life of the gas compressor station for transporting gas and a gas turbine station.
Поставленная задача решается тем, что газоперекачивающий агрегат компрессорной станции (КС), согласно изобретению, содержит последовательно сообщенные по рабочему телу: тракт всасывания воздуха, включающий комплексное воздухоочистительное устройство (КВОУ), всасывающий воздуховод и камеру всасывания воздуха; газотурбинную установку (ГТУ) ГПА, содержащую входное устройство (ВУ) в виде соосной с осью двигателя трубы для подачи воздуха из камеры всасывания на вход в двухвальный двухконтурный газотурбинный двигатель (ГТД), в который входят модуль газогенератора (ГГ), включающий в качестве функциональных узлов компрессоры низкого и высокого давления (КНД и КВД), камеру сгорания, турбины высокого и низкого давления (ТНД и ТВД) и газодинамически связанный с модулем ГГ модуль силовой турбины (СТ), которая выполнена осевой, имеет корпус с многоступенчатым сопловым аппаратом и вал ротора с рабочими колесами ступеней СТ, имеющими лопаточные венцы, газодинамически сообщенные с потоком рабочего тела; причем воздуховод тракта всасывания воздуха выполнен в виде составной цилиндрической трубы с полнопроходным сечением проточной части, соединяющей КВОУ с входным устройством ГТД, и состоит из основного горизонтального и переходного участков трубы и двух оголовков, при этом первый оголовок воздуховода установлен на входе в воздуховод, наделен функцией переходной камеры и имеет форму усеченного параллелепипеда, входная вертикально ориентированная грань которого сообщена на проток с КВОУ, усеченная скошенная грань параллелепипеда наделена функцией изменения направления потока рабочего тела, а нижняя выходная грань сообщена с переходным участком трубы воздуховода, выполненным с криволинейной в условной вертикальной плоскости осью, очерченной радиусом не менее проходного диаметра трубы воздуховода с понижением к горизонтальному участку воздуховода на перепад высот ΔНв.в. между осью входной грани первого оголовка и осью горизонтального участка трубы воздуховода, удовлетворяющий условиюThe problem is solved in that the gas pumping unit of the compressor station (KS), according to the invention, contains successively communicated through the working fluid: an air intake path comprising a complex air-cleaning device (KVOU), a suction duct and an air intake chamber; a gas turbine unit (GTU) of a gas turbine unit containing an input device (VU) in the form of a pipe coaxial with the axis of the engine for supplying air from the suction chamber to the inlet of a twin-shaft double-circuit gas turbine engine (GTE), which includes a gas generator module (GG), including as functional nodes, low and high pressure compressors (KND and KVD), a combustion chamber, high and low pressure turbines (HP and TCD) and a gas turbine module of a power turbine (ST), which is made axially, has a multi-stage housing nozzle assembly and the rotor shaft with the impellers steps ST having blade rows, gasdynamically communicated with the working fluid flow; moreover, the air duct of the air intake duct is made in the form of a composite cylindrical pipe with a full bore cross-section of the flowing part connecting the KVOU with the GTE input device, and consists of the main horizontal and transition sections of the pipe and two heads, while the first air duct tip is installed at the entrance to the air duct, endowed with the function transition chamber and has the shape of a truncated parallelepiped, the input vertically oriented face of which is connected to the duct with a CVOU, a truncated beveled face of the parallelepiped above ene function of changing the direction of working fluid flow, and the bottom face communicates with the outlet transition portion of the pipe duct formed with curvilinear in the conventional vertical axis, contoured radius not less than the passage diameter of the duct pipe down to the horizontal portion of the duct on the elevation? H i.v. between the axis of the input face of the first tip and the axis of the horizontal section of the duct pipe, satisfying the condition
ΔНв.в.>1,8⋅Dт.в.в., где Dт.в.в. - диаметр трубы воздуховода;? H cc > 1.8⋅D tv.v. where D t.v.v. - diameter of the duct pipe;
а второй оголовок установлен на выходе из горизонтальной трубы воздуховода и выполнен совмещенным на проток с двухсекционной камерой всасывания, состоящей из нижней приемной и сообщенной с ней через аэропрозрачный пол-перекрытие верхней секций, при этом верхняя секция размещена в высотном диапазоне над трубой воздуховода и на выходе сообщена с входным устройством ГТД, выполненным в виде трубы, оснащенной входным насадком с заведенным в верхнюю секцию камеры всасывания раструбом и выполненным в продольном осевом сечении в форме лемнискаты с наибольшим входным граничным сечением в плоскости, нормальной к оси двигателя, не менее чем в 1,65 раза превышающем промежуточное рабочее сечение трубы входного устройства.and the second tip is installed at the outlet of the horizontal duct pipe and is made aligned to the duct with a two-section suction chamber, consisting of a lower receiving chamber and communicated with it through the air-transparent floor-overlap of the upper sections, while the upper section is located in the altitude range above the duct and at the outlet communicated with the GTE inlet device, made in the form of a pipe, equipped with an inlet nozzle with a bell inserted into the upper section of the suction chamber and made in a longitudinal axial section in the form of a lemnis Ata with the largest input boundary section in a plane normal to the engine axis, not less than 1.65 times the working section of the pipe intermediate the input device.
При этом узел КВОУ тракта всасывания воздуха может включать последовательно расположенные в корпусе по потоку рабочего тела воздухозаборник с горизонтальным, открытым снизу проемом и защитным козырьком, следующие за ним вертикально ориентированные аэропрозрачные панели, включая панель противообледенительной системы (ПОС), противошумную панель с элементами шумоглушения, улавливающую механические частицы сетчатую панель, циклонную панель инерционного фильтрования воздуха, панель тканевых фильтров, систему удаления пыли, а на выходе байпасные клапаны и фланец разъемного герметичного соединения с всасывающим воздуховодом; при этом переходной участок трубы воздуховода сообщен через переходную камеру первого оголовка по рабочему телу с КВОУ и выполнен составным из фрагментов цилиндрической оболочки трубы, косоусеченных относительно средней условной плоскости, нормальной к оси фрагмента, кроме того переходной участок трубы снабжен выполненным внутри проточной части воздуховода трапом, обеспечивающем возможность осмотра состояния трубы и при необходимости выполнения работ внутри трубы в процессе эксплуатации ГПА, а входное устройство ГТД расположено с осевым превышением на перепад высот ΔНву над осью расположенного ниже горизонтального участка воздуховода, удовлетворяющий условию ΔНву≥0,9⋅Dп.с., где Dп.c. - диаметр проходного сечения трубы нижнего горизонтального участка воздуховода тракта всасывания, причем КВОУ с примыкающей к нему входной частью воздуховода тракта всасывания размещен на открытой площадке за пределами здания КС, установлен на специально оборудованной металлической конструкции с площадками для обслуживания и выполнения работ в процессе эксплуатации ГПА, кроме того ГТД и все управляемые узлы ГПА выполнены командно и сервисно подчиненными системе автоматического управления и регулирования (САУиР).At the same time, the KVOU unit of the air intake path can include an air intake sequentially located in the housing along the flow of the working fluid with a horizontal, open below the opening and a protective visor, vertically oriented air-transparent panels next to it, including an anti-icing system (PIC) panel, an anti-noise panel with noise suppression elements, mechanical particle trap mesh panel, inertial air filter cyclone panel, fabric filter panel, dust removal system, and outlet aypasnye valves and flange releasably sealed connection with the suction duct; in this case, the transitional section of the duct pipe is communicated through the transition chamber of the first tip through the working fluid with CVOU and made of composite fragments of the cylindrical shell of the pipe, oblique relative to the average conditional plane normal to the axis of the fragment, in addition, the transitional section of the pipe is provided with a gangway made inside the duct part, providing the opportunity to inspect the condition of the pipe and, if necessary, perform work inside the pipe during the operation of the gas compressor unit, and the inlet device of the gas turbine engine is located with sevym excess to? H count elevation above the axis is located below the horizontal portion of the duct satisfies the condition ps? H count ≥0,9⋅D where D p.c. - the diameter of the pipe cross-section of the lower horizontal section of the suction duct duct, and KVOU with the inlet duct of the suction duct adjacent to it is located on an open area outside the compressor station building, installed on a specially equipped metal structure with platforms for servicing and performing work during the GPU operation, in addition, the gas turbine engine and all controlled GPU units are made command and service subordinate to the automatic control and regulation system (SAUiR).
Поставленная задача в части тракта всасывания воздуха ГПА компрессорной станции решается тем, что тракт всасывания, согласно изобретению, содержит последовательно сообщенные по потоку рабочего тела узел КВОУ, всасывающий воздуховод и камеру всасывания воздуха, при этом узел КВОУ включает воздухозаборник с горизонтальным, открытым снизу проемом и защитным козырьком, следующие за ним вертикально ориентированные аэропрозрачные панели, в состав которых входят панель ПОС, противошумная панель с элементами шумоглушения, улавливающая механические частицы сетчатая панель, циклонная панель инерционного фильтрования воздуха, панель тканевых фильтров, кроме того узел КВОУ содержит систему удаления пыли, включающую воздухозаборное устройство, воздуховод отсоса пыли и, по меньшей мере, один вытяжной вентилятор, а на выходе КВОУ наделено байпасными клапанами и фланцем разъемного герметичного соединения со всасывающим воздуховодом, причем воздуховод тракта всасывания воздуха выполнен в виде составной цилиндрической трубы с полнопроходным сечением проточной части, соединяющей КВОУ с входным устройством ГТД, и состоит из основного горизонтального и переходного участков трубы и двух оголовков, при этом первый оголовок воздуховода установлен на входе в воздуховод, наделен функцией переходной камеры и имеет форму усеченного параллелепипеда, входная вертикально ориентированная грань которого сообщена на проток с КВОУ, усеченная скошенная грань параллелепипеда наделена функцией изменения направления потока рабочего тела, а нижняя выходная грань сообщена с переходным участком трубы воздуховода, выполненным с криволинейной в условной вертикальной плоскости осью, очерченной радиусом не менее проходного диаметра трубы воздуховода с понижением к горизонтальному участку воздуховода на перепад высот ΔНв.в. между осью входной грани первого оголовка и осью горизонтального участка трубы воздуховода, удовлетворяющий условиюThe problem in part of the GPU air intake duct of the compressor station is solved by the fact that the suction duct, according to the invention, contains a KVOU assembly, a suction duct and an air intake chamber sequentially communicated by the flow of the working fluid, while the KVOU assembly includes an air inlet with a horizontal opening open from below and a protective visor, followed by vertically oriented aerosol transparent panels, which include a PIC panel, an anti-noise panel with sound attenuation elements, trapping furs particles, a mesh panel, a cyclone panel of inertial air filtering, a fabric filter panel, in addition, the KVOU assembly contains a dust removal system including an air intake device, a dust extraction duct and at least one exhaust fan, and at the outlet of the KVOU it is equipped with bypass valves and a flange detachable tight connection with the suction duct, and the duct of the air intake path is made in the form of a composite cylindrical pipe with a full bore section of the flowing part, connecting th KVOU with a gas turbine input device, and consists of the main horizontal and transition sections of the pipe and two heads, the first end of the duct installed at the entrance to the duct, endowed with the function of the transition chamber and has the shape of a truncated parallelepiped, the input vertically oriented face of which is connected to the duct with KVOU, the truncated beveled face of the parallelepiped is endowed with the function of changing the direction of flow of the working fluid, and the lower output face is in communication with the transitional section of the duct pipe made with an axis curved in a conventional vertical plane, outlined by a radius of at least the bore diameter of the duct pipe, decreasing to a horizontal section of the duct by a height difference ΔH V.V. between the axis of the input face of the first tip and the axis of the horizontal section of the duct pipe, satisfying the condition
ΔНв.в.>1,8⋅Dт.в.в., где Dт.в.в. - диаметр трубы воздуховода; ? H cc > 1.8⋅D tv.v. where D t.v.v. - diameter of the duct pipe;
а второй оголовок установлен на выходе из горизонтальной трубы воздуховода и выполнен совмещенным на проток с двухсекционной камерой всасывания, состоящей из нижней приемной и сообщенной с ней через аэропрозрачный пол-перекрытие верхней секций, размещенной в высотном диапазоне над трубой всасывающего воздуховода, причем панель пола-перекрытия выполнена в виде решетки с коэффициентом аэродинамической прозрачности Ка.п. панели пола, удовлетворяющем условиюand the second tip is installed at the outlet of the horizontal duct pipe and is made aligned with the duct with a two-section suction chamber, consisting of a lower inlet and communicated with it through an air-transparent floor overlapping of the upper sections, located in the altitude range above the suction duct pipe, and the floor-overlapping panel made in the form of a lattice with an aerodynamic transparency coefficient K a.p. floor panel
где Fо.п.п. - общая площадь поперечного сечения проточной части пола на уровне перекрытия между нижней и верхней секциями камеры всасывания;where F o.p.p. - the total cross-sectional area of the flowing part of the floor at the level of overlap between the lower and upper sections of the suction chamber;
Fз.п.п. - то же, площадь затенения проточной части;F s.p.p. - the same, the area of shading of the flow part;
кроме того верхняя секция на выходе сообщена с приемной частью входного устройства ГТД, выполненного в виде трубы с входным насадком в форме лемнискаты, заведенным раструбом в верхнюю секцию камеры всасывания не менее чем на осевую длину ΔLвх.н.>0,3⋅Dmin п.ч.., где ΔLвх.н. - длина участка входного насадка трубы ВУ, заведенного в камеру всасывания; Dmin п.ч. - минимальный диаметр проточной части входного насадка и трубы ВУ.in addition, the upper section at the outlet is in communication with the receiving part of the GTE input device, made in the form of a pipe with an inlet nozzle in the form of a lemniscate, brought into the upper section of the suction chamber by a bell not less than at least an axial length ΔL in . > 0.3⋅D min s.p. , where ΔL int.h. - the length of the portion of the inlet nozzle of the VU pipe brought into the suction chamber; D min p.ch. - the minimum diameter of the flow part of the inlet nozzle and the WU pipe.
При этом переходной участок трубы воздуховода может быть сообщен через переходную камеру первого оголовка по рабочему телу с КВОУ и выполнен составным из фрагментов цилиндрической оболочки трубы, косоусеченных относительно средней условной плоскости, нормальной к оси фрагмента, кроме того переходной участок трубы снабжен выполненным внутри проточной части воздуховода трапом, обеспечивающем возможность осмотра состояния трубы и при необходимости выполнения работ внутри трубы в процессе эксплуатации ГПА, а входное устройство ГТД расположено с осевым превышением на перепад высот ΔНву над осью расположенного ниже горизонтального участка воздуховода, удовлетворяющий условию ΔНву≥0,9⋅Dп.c., где Dп.с. - диаметр проходного сечения трубы нижнего горизонтального участка воздуховода тракта всасывания, при этом КВОУ с примыкающей к нему входной частью воздуховода тракта всасывания размещен на открытой площадке за пределами здания КС, установлен на специально оборудованной металлической конструкции с площадками для обслуживания и выполнения работ в процессе эксплуатации ГПА, кроме того ГТД и все управляемые узлы ГПА выполнены командно и сервисно подчиненными САУиР.In this case, the transitional section of the duct pipe can be communicated through the transition chamber of the first tip through the working fluid with CVO and made of composite fragments of the cylindrical shell of the pipe, oblique relative to the average conditional plane normal to the axis of the fragment, in addition, the transitional section of the pipe is provided inside the duct ladder, providing the opportunity to inspect the condition of the pipe and, if necessary, perform work inside the pipe during the operation of the gas compressor, and the input device of the gas turbine olozheno axial elevation in excess of? H count above the axis is located below the horizontal portion of the duct satisfies the condition? H count ≥0,9⋅D p.c. where D ps - the diameter of the pipe bore of the lower horizontal section of the suction duct duct, while the KVOU with the inlet duct of the suction duct adjacent to it is located on an open area outside the compressor station building, installed on a specially equipped metal structure with platforms for servicing and performing work during the GPU operation In addition, the gas turbine engine and all managed units of the gas compressor unit are executed by command and service subordinate SAUiR.
Поставленная задача в части воздуховода тракта всасывания ГПА компрессорной станции решается тем, что воздуховод, согласно изобретению, выполнен в виде составной цилиндрической трубы с полнопроходным сечением проточной части, соединяющей КВОУ с входным устройством ГТД, и состоит из основного горизонтального участка трубы, переходного участка и двух оголовков, первый из которых установлен на входе в воздуховод, а второй - на выходе из горизонтальной трубы воздуховода и выполнен совмещенным на проток с двухсекционной камерой всасывания, состоящей из нижней приемной и сообщенной с ней через несущий аэропрозрачный пол-перекрытие верхней секции, размещенной в высотном диапазоне над трубой воздуховода, причем первый оголовок наделен функцией переходной камеры и имеет форму усеченного параллелепипеда, входная вертикальная грань которого сообщена на проток с КВОУ, усеченная скошенная грань параллелепипеда наделена функцией изменения направления потока рабочего тела, изменяющего направление на угол αв.в.≥(π/2), а нижняя выходная грань сообщена с переходным участком трубы воздуховода, выполненным с криволинейной в условной вертикальной плоскости осью, очерченной радиусом не менее проходного диаметра трубы воздуховода с понижением к горизонтальному участку воздуховода на перепад высот ΔНв.в. между осью входной грани первого оголовка и осью горизонтального участка трубы воздуховода, удовлетворяющий условиюThe problem in the duct part of the suction path of the compressor compressor station is solved by the fact that the duct, according to the invention, is made in the form of a composite cylindrical pipe with a full bore cross-section of the flowing part connecting the HVAC to the inlet of the gas turbine engine, and consists of a main horizontal pipe section, a transition section and two heads, the first of which is installed at the inlet to the duct, and the second at the outlet of the horizontal pipe of the duct and is made combined with the duct with a two-section suction chamber, consisting of a lower reception and communicated with it through an aerosol-bearing half-floor of the upper section, located in the altitude range above the duct, the first head endowed with the function of a transition chamber and has the shape of a truncated parallelepiped, the input vertical face of which is connected to the duct with the CVO, truncated beveled the parallelepiped face is endowed with the function of changing the direction of flow of the working fluid, which changes direction by an angle α century ≥ (π / 2), and the lower output face is in communication with the transitional section of the duct pipe, made with an axis curved in a conditional vertical plane, outlined by a radius of at least the duct diameter of the duct pipe with a decrease in the horizontal section of the duct by a height difference ΔH V.V. between the axis of the input face of the first tip and the axis of the horizontal section of the duct pipe, satisfying the condition
ΔНв.в>1,8⋅Dт.в.в., где Dт.в.в. - диаметр трубы воздуховода;? H VV> 1,8⋅D t.v.v. where D t.v.v. - diameter of the duct pipe;
при этом переходной участок трубы воздуховода выполнен составным из фрагментов цилиндрической оболочки трубы, дважды симметрично косоусеченных относительно средней условной плоскости, нормальной к оси фрагмента, а ось воздуховода в пределах переходного участка выполнена ломаной по числу образующих его фрагментов трубы, либо аппроксимировано криволинейной, описывающей в условной вертикальной плоскости вершины излома отрезков осей состыкованных фрагментов трубы радиусом не менее проходного диаметра трубы воздуховода, ниспадающей до сопряжения с осью горизонтального участка воздуховода.in this case, the transitional section of the duct pipe is made up of fragments of the cylindrical shell of the pipe twice symmetrically oblique relative to the average conditional plane normal to the axis of the fragment, and the axis of the duct within the transitional section is broken in the number of pipe fragments forming it, or it is approximated curved, describing in the conditional the vertical plane of the tip of the fracture of the segments of the axes of the joined pipe fragments with a radius of not less than the passage diameter of the duct pipe, falling about pairing with the axis of the horizontal section of the duct.
При этом горизонтальный участок трубы воздуховода может быть оперт на стойку-подставку, снабженную узлом опоры качения, и дополнительно может быть снабжен хомутом с возможностью подвески к опорной конструкции КС, а переходной участок трубы воздуховода снабжен выполненным внутри проточной части воздуховода трапом, обеспечивающем возможность осмотра состояния трубы и при необходимости выполнения работ внутри трубы в процессе эксплуатации ГПА, при этом узел соединения горизонтального участка с переходным участком воздуховода наделен сильфонным компенсатором для гашения взаимных перемещений составных частей воздуховода, кроме того для обеспечения тепло- и шумоизоляции всасывающий воздуховод обмотан шумоизолирующим материалом типа войлока и алюминиевой фольгой.In this case, the horizontal section of the duct pipe can be supported on a stand-stand equipped with a rolling support assembly, and can additionally be equipped with a clamp with the possibility of suspension to the supporting structure of the compressor, and the transitional section of the duct pipe is provided with a ladder made inside the duct part, which makes it possible to inspect the condition pipes and, if necessary, work inside the pipe during the operation of the gas compressor unit, while the connection node of the horizontal section with the transition section of the duct is endowed ilfonnym compensator for damping reciprocal movement of the constituent parts of the duct, in addition to provide a thermal and soundproofing insulation of the suction duct wound type pictures felt and aluminum foil.
Поставленная задача в части камеры всасывания воздуха тракта всасывания ГПА компрессорной станции решается тем, что камера всасывания воздуха, согласно изобретению, выполнена двухсекционной, состоящей из нижней приемной и сообщенной с ней через аэропрозрачный пол-перекрытие верхней секции, размещенной в высотном диапазоне над трубой всасывающего воздуховода, причем нижняя приемная секция камеры всасывания выполнена в виде продольно ориентированного лотка, днище и боковые стенки которого объединены в моноэлемент составной дугообразной формы в поперечном сечении с вершиной, обращенной вниз, включает нижнюю криволинейную часть, очерченную постоянным или переменным радиусом, превышающим в точке минимального удаления от трубы воздуховода не менее чем на 15% радиус последней, и обрамлена по продольным торцам плоскими, наклонно расходящимися кверху пластинами до примыкания к продольным торцам аэропрозрачного перекрытия, при этом оболочка лотка нижней секции наделена двумя поперечными торцевыми диафрагмами, одна из которых фронтальная выполнена входной по потоку рабочего тела, снабжена сквозным отверстием с диаметром, равным диаметру трубы воздуховода, и усилена герметично соединенным с ней патрубком с параметрами трубы последнего, а вторая диафрагма - тыльная выполнена глухой, причем аэропрозрачное перекрытие выполнено панельным с полом верхней секции камеры в виде решетки с шагом перекрестных несущих элементов, создающим затенение потока и имеющим коэффициент аэродинамической прозрачности Ка.п.п. панели пола, удовлетворяющем условиюThe problem in the part of the air intake chamber of the suction duct of the compressor station GPA is solved by the fact that the air intake chamber, according to the invention, is made two-section, consisting of a lower receiving and communicated with it through the air-transparent floor-overlap of the upper section located in the altitude range above the suction duct pipe moreover, the lower receiving section of the suction chamber is made in the form of a longitudinally oriented tray, the bottom and side walls of which are combined into a single element composite arc of a cross-sectional shape with the apex facing down includes a lower curvilinear part outlined by a constant or variable radius exceeding the radius of the latter at the point of minimum distance from the duct by at least 15%, and is framed along the longitudinal ends by flat, inclined upwardly diverging plates to adjoin the longitudinal ends of the aero-transparent overlap, while the shell of the tray of the lower section is endowed with two transverse end diaphragms, one of which is frontal made upstream working its body, is provided with a through hole with a diameter equal to the diameter of the duct pipe, and is reinforced with a pipe that is hermetically connected to it with the parameters of the pipe of the latter, and the second diaphragm is rear blind, and the translucent overlap is made panel with the floor of the upper section of the chamber in the form of a lattice with cross steps load-bearing elements, creating a shadowing of the flow and having an aerodynamic transparency coefficient K a.p.p. floor panel
где Fо.п.п. - общая площадь поперечного сечения проточной части пола на уровне перекрытия между нижней и верхней секциями камеры всасывания;where F o.p.p. - the total cross-sectional area of the flowing part of the floor at the level of overlap between the lower and upper sections of the suction chamber;
Fз.п.п. - то же, площадь затенения проточной части;F s.p.p. - the same, the area of shading of the flow part;
при этом нижняя секция камеры всасывания на входе соосно на проток сообщена с горизонтальным участком трубы воздуховода, а верхняя секция на выходе сообщена с приемной частью входного устройства ГТД, выполненного в виде трубы с раструбом в форме лемнискаты, заведенным в камеру всасывания, не менее чем на осевую длину ΔLву>0,3⋅Dву, где Lву - длина трубы входного устройства, Dву - диаметр проточной части трубы входного устройства, для чего в верхней секции камеры всасывания установлена раздвижная листовая створка прямоугольной формы, состоящая из двух половинок с центральным отверстием для прохода раструба трубы входного устройства.the lower section of the suction chamber at the inlet coaxially to the duct is in communication with the horizontal section of the duct pipe, and the upper section at the outlet is communicated with the receiving part of the gas turbine inlet device, made in the form of a pipe with a bell in the form of a lemniscate inserted into the suction chamber, at least the axial length ΔL woo > 0.3⋅D wu , where L wu is the length of the inlet pipe, D wu is the diameter of the flow part of the inlet pipe, for which a rectangular squared sheet is installed in the upper section of the suction chamber, consisting consisting of two halves with a central hole for the passage of the socket of the pipe of the input device.
При этом нижняя секция камеры понизу может быть снабжена боковыми опорными лапами, разъемно опертыми с образованием осевого излома на вертикальные или наклонные стойки с образованием поперечной опорной базы камеры, при этом опорные лапы выполнены коробчатыми с образованием прерывистого криволинейно вогнутого ложемента, кривизна верхней поверхности опорных участков которого выполнена конгруэнтной кривизне ответных опорных участков оболочки корпуса нижней секции камеры, кроме того лоток нижней секции камеры всасывания воздуха снабжен аэродинамическим экраном, изменяющим направление потока рабочего тела, и наделен функцией поперечного силового элемента, обеспечивающего пространственную жесткость нижней секции и в целом камеры всасывания воздуха, а верхняя и нижняя секции камеры всасывания герметично соединены крепежными элементами через фланцы, между которыми установлен фланец решетки аэропрозрачного перекрытия, кроме того корпус камеры всасывания выполнен сварной конструкции, состоящий из каркаса с внутренней и наружной обшивками, пространство между которыми заполнено тепло- и шумоизолирующим материалом.In this case, the lower section of the chamber can be equipped with lateral support legs, detachably supported with the formation of an axial fracture on vertical or inclined racks with the formation of a transverse support base of the camera, while the support legs are box-shaped with the formation of an intermittently curved concave lodgement, the curvature of the upper surface of the support sections of which the congruent curvature of the mating support sections of the shell of the housing of the lower chamber section is made, in addition, the tray of the lower section of the air intake chamber is provided with It is equipped with an aerodynamic screen that changes the direction of flow of the working fluid, and is endowed with the function of a transverse force element providing spatial rigidity of the lower section and the entire air intake chamber, and the upper and lower sections of the suction chamber are hermetically connected by fasteners through flanges between which there is a flange of the grating of the translucent overlap In addition, the housing of the suction chamber is made of a welded structure, consisting of a frame with inner and outer skin, the space between which and filled with thermal and sound insulation material.
Поставленная задача в части камеры всасывания воздуха тракта всасывания ГПА компрессорной станции по второму варианту решается тем, камера всасывания, согласно изобретению, выполнена двухсекционной, состоящей из нижней приемной секцией, сообщенной на входе соосно на проток с горизонтальным участком трубы воздуховода и через аэропрозрачный пол-перекрытие с верхней секции, размещенной в высотном диапазоне над трубой воздуховода, причем нижняя приемная секция камеры всасывания выполнена в виде продольно ориентированного лотка, днище и боковые стенки которого объединены в моноэлемент составной дугообразной формы, представляющей фрагмент цилиндрической оболочки переменного радиуса в поперечном сечении, имеющей конфигурацию кривой второго порядка с вершиной, обращенной вниз и расходящимися кверху пластинами до примыкания к продольным торцам аэродинамически прозрачного перекрытия, при этом аэропрозрачное перекрытие выполнено панельным с полом верхней секции камеры в виде решетки с шагом перекрестных несущих элементов, создающим затенение потока и имеющим коэффициент аэродинамической прозрачности Ка.п.п. пола, удовлетворяющий условиюThe problem in the part of the air intake chamber of the suction path of the compressor station GPA according to the second embodiment is solved by the fact that the suction chamber, according to the invention, is made two-section, consisting of a lower receiving section, connected at the inlet coaxially to the duct with a horizontal section of the duct pipe and through an air-transparent floor from the upper section, located in the altitude range above the duct, and the lower receiving section of the suction chamber is made in the form of a longitudinally oriented tray, the bottom and the side walls of which are combined into a mono-element of a composite arcuate shape, representing a fragment of a cylindrical shell of variable radius in cross section, having the configuration of a second-order curve with a vertex facing downward and diverging upward plates to adjoin the longitudinal ends of the aerodynamically transparent overlap, while the aero-transparent overlap is made panel with the floor of the upper section of the chamber in the form of a lattice with a step of cross supporting elements, creating a shading of the flow and having a coefficient aerodynamic transparency K a.p.p. satisfying condition
где Fo.п.п. - общая площадь поперечного сечения проточной части пола на уровне перекрытия между нижней и верхней секциями камеры всасывания;where F o.p.p. - the total cross-sectional area of the flowing part of the floor at the level of overlap between the lower and upper sections of the suction chamber;
Fз.п.п. - то же, площадь затенения проточной части;F s.p.p. - the same, the area of shading of the flow part;
кроме того лоток нижней секции камеры всасывания воздуха снабжен аэродинамическим экраном, изменяющим направление потока рабочего тела на угол αпов.≤π/2, и наделен функцией поперечного силового элемента, обеспечивающего пространственную жесткость нижней секции и в целом камеры всасывания воздуха, при этом нижняя секция камеры всасывания имеет проточную часть, расширяющуюся по ходу потока рабочего тела от входа до выхода в верхнюю секцию с общим коэффициентом диффузорности не менее 1,5, причем нижняя секция камеры понизу снабжена боковыми опорными лапами, разъемно опертыми с образованием осевого излома на вертикальные или наклонные стойки с образованием поперечной опорной базы камеры шириной Во.б., превышающей диаметр трубы всасывающего воздуховода не менее чем в 1,4 раза, при этом опорные лапы выполнены коробчатыми с образованием прерывистого криволинейно вогнутого ложемента, кривизна верхней поверхности опорных участков которого выполнена конгруэнтной кривизне ответных опорных участков оболочки корпуса нижней секции камеры.in addition, the tray of the lower section of the air intake chamber is equipped with an aerodynamic screen that changes the direction of flow of the working fluid by an angle α pov. ≤π / 2, and is endowed with the function of a transverse force element providing spatial rigidity of the lower section and the air intake chamber as a whole, while the lower section of the suction chamber has a flow part that expands along the flow of the working fluid from the entrance to the exit to the upper section with a common coefficient diffusivity is not less than 1.5, and the lower section of the chamber is equipped with lateral support legs, detachably supported with the formation of axial fracture on vertical or inclined racks with the formation of a transverse support base ry wide in about exceeding the diameter of the pipe of the suction duct by at least 1.4 times, while the support legs are box-shaped with the formation of an intermittent curvilinearly concave lodgement, the curvature of the upper surface of the support sections of which is made congruent curvature of the mating support sections of the shell of the lower section of the chamber.
При этом корпус камеры всасывания может быть выполнен сварной конструкции, состоящий из каркаса с внутренней и наружной обшивками, пространство между которыми заполнено тепло- и шумоизолирующим материалом, а верхняя секция камеры на выходе может быть сообщена с приемной частью входного устройства ГТД, выполненного в виде трубы с раструбом в форме лемнискаты, заведенным в камеру всасывания, не менее чем на осевую длину ΔLву>0,3⋅Dву, где Lву - длина трубы входного устройства, Dву - диаметр проточной части трубы входного устройства, для чего в верхней секции камеры всасывания для прохода раструба трубы ВУ установлена раздвижная листовая створка прямоугольной формы, состоящая из двух половинок с центральным отверстием.In this case, the housing of the suction chamber can be made of a welded structure, consisting of a frame with inner and outer casing, the space between which is filled with heat and sound insulating material, and the upper section of the chamber at the outlet can be in communication with the receiving part of the GTE input device, made in the form of a pipe flare shaped lemniscate lodged in the suction chamber is not less than an
Технический результат, достигаемый группой изобретений, объединенных единым творческим замыслом, состоит в повышении КПД, эксплуатационной надежности и ресурса работы ГПА за счет улучшения конструктивных, аэродинамических и энергетических параметров входящих в тракт всасывания функциональных узлов, обеспечивающих подачу воздушного потока из КВОУ в камеру всасывания ГПА с минимальными гидравлическими потерями, в улучшении технологичности сборки составных частей тракта всасывания с возможностью компенсации взаимных перемещений воздуховодов, а также в повышении тепло- и шумоизоляции составляющих тракта всасывания. Предлагаемая в изобретении камера всасывания для подвода потока воздуха из тракта всасывания во входной устройство ГПА выполнена двухсекционной с возможностью первичного выравнивания параметров воздушного потока в нижней приемной секции и дополнительной его фильтрации в верхней секции от посторонних частиц, которые могут появиться в камере всасывания и в тракте всасывания во время монтажно-ремонтных работ или проведения ТО, чем также достигают повышении надежности, долговечности и ресурса работы функциональных узлов тракта и ГПА в целом.The technical result achieved by the group of inventions, united by a single creative concept, is to increase the efficiency, operational reliability and service life of the gas compressor unit by improving the design, aerodynamic and energy parameters of the functional units included in the suction path, providing air flow from the air compressor unit to the suction chamber of the gas compressor unit minimal hydraulic losses, in improving the manufacturability of the assembly of the components of the suction path with the possibility of compensating for mutual movements in duhovodov, as well as in improving the heat and sound insulation components intake tract. The suction chamber proposed in the invention for supplying the air flow from the suction path to the GPU inlet is made two-sectional with the possibility of primary alignment of the air flow parameters in the lower receiving section and its additional filtration in the upper section from foreign particles that may appear in the suction chamber and in the suction path during installation and repair work or maintenance, which also achieve increased reliability, durability and service life of the functional units of the tract and GPU in elom.
Сущность группы изобретений поясняется чертежами, где:The essence of the group of inventions is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 изображен газоперекачивающий агрегат с трактом всасывания воздуха, вид сбоку;in FIG. 1 shows a gas pumping unit with an air intake path, side view;
на фиг. 2 - тракт всасывания воздуха, вид сбоку;in FIG. 2 - side air intake, side view;
на фиг. 3 - камера всасывания воздуха, вид сбоку с частичным разрезом;in FIG. 3 - air intake chamber, side view with a partial section;
на фиг. 4 - камера всасывания воздуха, вид по А на фиг. 2, со стороны воздуховода тракта всасывания;in FIG. 4 - air intake chamber, view along A in FIG. 2, from the side of the intake duct duct;
на фиг. 5 - камера всасывания воздуха, вид по Б на фиг. 2, со стороны входного устройства ГДТ.in FIG. 5 - air intake chamber, view according to B in FIG. 2, from the input side of the gas turbine engine.
Газоперекачивающий агрегат компрессорной станции содержит последовательно сообщенные по рабочему телу тракт всасывания воздуха и газотурбинную установку ГПА.The gas pumping unit of the compressor station contains the air intake path and the gas turbine unit of the GPU sequentially communicated through the working fluid.
Тракт всасывания воздуха включает комплексное воздухоочистительное устройство КВОУ-1, всасывающий воздуховод 2 и камеру 3 всасывания воздуха.The air intake path includes a complex air cleaning device KVOU-1, a
Газотурбинная установка ГПА содержит входное устройство ВУ-4 в виде соосной с осью двигателя трубы для подачи воздуха из камеры всасывания на вход в двухвальный двухконтурный газотурбинный двигатель 5, в который входят модули газогенератора ГГ-6 и силовой турбины СТ-7. Модуль ГГ-6 включает в качестве функциональных узлов КНД и КВД, камеру сгорания, ТНД, связанную валом ротора низкого давления с КНД и ТВД, объединенную соосным валом ротора высокого давления с КВД. Модуль СТ-7 газодинамически связан с модулем ГГ-6. СТ-7 выполнена осевой, имеет корпус с многоступенчатым сопловым аппаратом и вал ротора с рабочими колесами ступеней СТ, имеющими лопаточные венцы, газодинамически сообщенные с потоком рабочего тела.The gas turbine unit GPA contains the input unit VU-4 in the form of a pipe coaxial with the axis of the engine for supplying air from the suction chamber to the inlet of the twin-shaft double-circuit
Воздуховод 2 тракта всасывания воздуха выполнен в виде составной цилиндрической трубы с полнопроходным сечением проточной части, соединяющей КВОУ-1 с входным устройством ВУ-4 двигателя 5. Воздуховод 2 состоит из основного горизонтального участка 8 и переходного участка 9 трубы и двух оголовков 10, 11.The
Первый оголовок 10 воздуховода 2 установлен на входе в воздуховод и наделен функцией переходной камеры. Оголовок 10 воздуховода 2 имеет форму усеченного параллелепипеда. Входная вертикально ориентированная грань 12 параллелепипеда сообщена на проток с КВОУ-1. Усеченная скошенная грань 13 наделена функцией изменения направления потока рабочего тела, изменяющего направление на угол αв.в.≥(π/2). Нижняя выходная грань 14 параллелепипеда сообщена с переходным участком 9 трубы воздуховода 2. Переходный участок 9 выполнен с криволинейной в условной вертикальной плоскости осью 15, очерченной радиусом не менее проходного диаметра трубы воздуховода 2 с понижением к горизонтальному участку 8 воздуховода 2 на перепад высот ΔНв.в. между осью 16 входной грани 12 первого оголовка 10 и осью 17 горизонтального участка 8 трубы воздуховода, удовлетворяющий условиюThe
ΔНв.в.>1,8⋅Dт.в.в., где Dт.в.в. - диаметр трубы воздуховода.? H cc > 1.8⋅D tv.v. where D t.v.v. - diameter of the duct pipe.
Второй оголовок 11 установлен на выходе из горизонтального участка 8 трубы воздуховода 2 и выполнен совмещенным на проток с камерой 3 всасывания. Камера 3 всасывания выполнена двухсекционной, состоящей из нижней приемной секции 18 и сообщенной с ней через аэропрозрачный пол-перекрытие 19 верхней секции 20.The
Переходной участок 9 трубы воздуховода 2 сообщен через переходную камеру первого оголовка 10 по рабочему телу с КВОУ-1. Переходной участок 9 трубы воздуховода 2 выполнен составным из фрагментов цилиндрической оболочки трубы, дважды симметрично косоусеченных относительно средней условной плоскости, нормальной к оси фрагмента. Ось 15 воздуховода 2 в пределах переходного участка 9 выполнена ломаной по числу образующих его фрагментов трубы, либо аппроксимировано криволинейной, описывающей в условной вертикальной плоскости вершины излома отрезков осей состыкованных фрагментов трубы радиусом не менее проходного диаметра трубы воздуховода, ниспадающей до сопряжения с осью 16 горизонтального участка 8 воздуховода 2.The
Верхняя секция 20 камеры 3 размещена в высотном диапазоне над горизонтальным участком 8 трубы воздуховода 2 и на выходе сообщена с ВУ-4 двигателя 5. ВУ-4 выполнено в виде трубы 21, оснащенной входным насадком 22 с заведенным в верхнюю секцию 20 камеры 3 всасывания раструбом. Раструб входного насадка 22 трубы ВУ-4 выполнен в продольном осевом сечении в форме лемнискаты с наибольшим входным граничным сечением в плоскости, нормальной к оси 23 двигателя, не менее чем в 1,65 раза превышающем промежуточное рабочее сечение трубы 21 ВУ-4. Труба ВУ-4 двигателя 5 расположена с осевым превышением на перепад высот ΔНву над осью 17 расположенного ниже горизонтального участка 8 трубы воздуховода 2, удовлетворяющий условию ΔНву≥0,9⋅Dп.c., где Dп.c. - диаметр проходного сечения трубы горизонтального участка 8 воздуховода тракта всасывания.The
Горизонтальный участок 8 трубы воздуховода 2 оперт на стойку-подставку 24, снабженную узлом опоры качения 25, и дополнительно снабжен хомутом 26 с возможностью подвески к опорной конструкции КС. Переходной участок 9 трубы снабжен выполненным внутри проточной части воздуховода трапом 27, обеспечивающем возможность осмотра состояния трубы и при необходимости выполнения работ внутри трубы в процессе эксплуатации ГПА. Узел соединения горизонтального участка 8 с переходным участком 9 трубы воздуховода 2 наделен сильфонным компенсатором 28 для гашения взаимных перемещений составных частей воздуховода. Для обеспечения тепло- и шумоизоляции всасывающий воздуховод обмотан шумоизолирующим материалом типа войлока и алюминиевой фольгой, который закреплены на воздуховоде посредством крепежных элементов.The
Узел КВОУ-1 тракта всасывания воздуха включает последовательно расположенные в корпусе по потоку рабочего тела воздухозаборник 29 с горизонтальным, открытым снизу проемом и защитным козырьком 30, следующие за ним вертикально ориентированные аэропрозрачные панели, в которых последовательно размещены панель 31 противообледенительной системы (ПОС), противошумную панель 32 с элементами шумоглушения, улавливающую механические частицы сетчатую перегородку 33, циклонную панель 34 инерционного фильтрования воздуха, панель 35 тканевых фильтров, систему 36 удаления пыли. На выходе КВОУ-1 содержит байпасные клапаны и фланец (на чертежах не показано) разъемного герметичного соединения с всасывающим воздуховодом 2.The KVOU-1 unit of the air intake path includes an
КВОУ-1 с примыкающим к нему входной частью воздуховода 2 тракта всасывания размещен на открытой площадке за пределами здания 37 КС. КВОУ-1 установлен на специально оборудованной металлической конструкции 38 с площадками 39 для обслуживания и выполнения работ в процессе эксплуатации ГПА,KVOU-1 with the inlet part of the
ГТД и все управляемые узлы ГПА выполнены командно и сервисно подчиненными системе автоматического управления и регулирования (САУиР).The gas turbine engine and all controlled units of the gas compressor unit are made command and service subordinate to the automatic control and regulation system (SAUiR).
Камера 3 всасывания воздуха тракта всасывания ГПА в вариантном исполнении выполнена двухсекционной, состоящей из нижней приемной секции 18 и сообщенной с ней через аэропрозрачный пол-перекрытие 19 верхней секции 20.The
Нижняя приемная секция 18 камеры 3 всасывания выполнена в виде продольно ориентированного лотка. Днище и боковые стенки лотка объединены в моноэлемент, составной дугообразной формы, представляющей фрагмент цилиндрической оболочки переменного радиуса в поперечном сечении, имеющей конфигурацию кривой второго порядка с вершиной, обращенной вниз. Нижняя криволинейная часть 40 лотка (днище) очерчена постоянным или переменным радиусом, превышающем в точке минимального удаления от трубы воздуховода 2 не менее чем на 15% радиус последней. Нижняя часть 40 лотка обрамлена по продольным торцам плоскими, наклонно расходящимися кверху пластинами 41 до примыкания к продольным торцам аэропрозрачного пола-перекрытия 19. Нижняя секция 18 камеры 3 всасывания на входе соосно на проток сообщена с горизонтальным участком 8 трубы воздуховода 2. Оболочка лотка нижней секции 18 наделена двумя поперечными торцевыми диафрагмами. Фронтальная диафрагма 42 выполнена входной по потоку рабочего тела, снабжена сквозным отверстием 43 с диаметром, равным диаметру трубы воздуховода 5 и усилена герметично соединенным с ней патрубком с параметрами трубы последнего. Вторая диафрагма 44 - тыльная выполнена глухой.The
Аэропрозрачное перекрытие 19 выполнено панельным с полом верхней секции 20 камеры 3 в виде решетки с шагом перекрестных несущих элементов, создающим затенение потока и имеющим коэффициент аэродинамической прозрачности Ка.п. панели пола, удовлетворяющем условиюAeropaque overlap 19 is made panel with the floor of the
где Fо.п.п. - общая площадь поперечного сечения проточной части пола на уровне перекрытия между нижней и верхней секциями камеры всасывания;where F o.p.p. - the total cross-sectional area of the flowing part of the floor at the level of overlap between the lower and upper sections of the suction chamber;
Fз.п.п. - то же, площадь затенения проточной части.F s.p.p. - the same, the area of shading of the flowing part.
Верхняя секция 20 на выходе сообщена с приемной частью ВУ-4 двигателя 5, выполненного в виде трубы 21 раструбом 22 в форме лемнискаты, заведенным в камеру 3 всасывания, не менее чем на осевую длину ΔLву>0,3⋅Dву, где Lву - длина трубы входного устройства, Dву - диаметр проточной части трубы входного устройства. Для прохода раструба 22 трубы 21 ВУ-4 в верхней секции 20 камеры 3 всасывания установлена раздвижная листовая створка 45 прямоугольной формы, состоящая из двух половинок с центральным отверстием.The
Нижняя секция 18 камеры 3 всасывания понизу снабжена боковыми опорными лапами 46. Лапы 46 разъемно оперты с образованием осевого излома на вертикальные или наклонные стойки 47 с образованием поперечной опорной базы камеры 3 всасывания. Опорные лапы 46 выполнены коробчатыми с образованием прерывистого криволинейно вогнутого ложемента, кривизна верхней поверхности опорных участков которого выполнена конгруэнтной кривизне ответных опорных участков оболочки корпуса нижней секции камеры. Лоток нижней секции 18 камеры 3 всасывания снабжен аэродинамическим экраном 48, изменяющим направление потока рабочего тела, и наделен функцией поперечного силового элемента, обеспечивающего пространственную жесткость нижней секции 18 и в целом камеры 3 всасывания. Нижняя и верхняя секции 18 и 20 камеры 3 всасывания герметично соединены крепежными элементами через фланцы (на чертежах не показано), между которыми установлен фланец решетки аэропрозрачного перекрытия.The
По второму варианту нижняя секция 18 камеры 3 всасывания имеет проточную часть, расширяющуюся по ходу потока рабочего тела от входа до выхода в верхнюю секцию 20 с общим коэффициентом диффузорности не менее 1,5. Лоток нижней секции 18 камеры 3 всасывания снабжен аэродинамическим экраном 48, изменяющим направление потока рабочего тела на угол αпов.≤π/2. Нижняя секция 18 камеры 3 всасывания понизу снабжена боковыми опорными лапами 46, разъемно опертыми с образованием осевого излома на вертикальные или наклонные стойки 47 с образованием поперечной опорной базы камеры шириной Во.б., превышающей диаметр трубы всасывающего воздуховода не менее чем в 1,4 раза.According to the second variant, the
При этом корпус камеры всасывания выполнен сварной конструкции, состоящий из каркаса, изготовленного из стальных труб и обшитого с врутренней и наружной сторон стальными листами. Пространство между внутренней и наружной обшивками заполнено тепло- и шумоизолирующим материалом. Для доступа обслуживающего персонала внутрь камеры в верхней секции камеры всасывания выполнена дверь 49 и под дверью смонтирована лестница для схода на аэропрозначный пол-перекрытие 19, выполненный в виде решетки.At the same time, the housing of the suction chamber is made of a welded structure, consisting of a frame made of steel pipes and sheathed with steel sheets on the outer and outer sides. The space between the inner and outer skin is filled with heat and sound insulating material. For access for maintenance personnel to the inside of the chamber, a
Работа ГПА осуществляется следующим образом.GPA work is carried out as follows.
Перед запуском ГПА выполняют предпусковые работы. Перед запуском выполняют заполнение контура газовых систем ГПА топливным и пусковым газом. Выполняют запуск ГПА. По команде «Запуск» с пульта управления из магистрального трубопровода пусковой газ поступает в газовый стартер двигателя, который начинает раскручивать РВД. КВОУ-1 предназначено для забора атмосферного воздуха, очистки его от пыли и посторонних частиц, подогрева (при начале льдообразования) и подачи в воздуховод 2 тракта всасывания. При работе ГПА за счет разрежения, создаваемого компрессором ГТД, атмосферный воздух поступает под козырек 30 КВОУ и далее в воздухозаборник 29. После воздухозаборного блока воздух поступает в блок инерционной очистки и проходит циклонную панель 34 фильтрования воздуха и панель 35 тканевых фильтров. На выходе КВОУ-1 содержит байпасные клапаны для организации байпасирования предыдущего участка КВОУ в случае его засорения или обледенения. После воздух поступает в воздуховод 2 тракта всасывания и далее в камеру 3 всасывания воздуха для подвода потока воздуха в ВУ-4 ГПА, первичного выравнивания параметров воздушного потока и дополнительной его фильтрации от посторонних частиц.Before starting the GPU, they perform prestarting work. Before starting, they fill the circuit of the gas compressor systems with fuel and starting gas. Run the GPA. At the “Start” command, from the control panel from the main pipeline, the starting gas enters the gas starter of the engine, which begins to spin the WFD. KVOU-1 is intended for intake of atmospheric air, cleaning it from dust and foreign particles, heating (at the beginning of ice formation) and supplying 2 suction paths to the air duct. During the operation of the gas compressor unit due to the vacuum created by the gas turbine compressor, atmospheric air enters under the
Одновременно атмосферный воздух поступает через КВОУ-1, предназначенный для забора атмосферного воздуха, очистки его от пыли и посторонних частиц, подогрева (при начале льдообразования) и подачи в воздуховод 2 тракта всасывания. При работе ГПА за счет разрежения, создаваемого компрессором ГТД, атмосферный воздух поступает под козырек 30 КВОУ и далее в воздухозаборник 29. После воздухозаборного блока воздух поступает в блок инерционной очистки и проходит полициклонную панель 34 фильтрования воздуха и панель 35 тканевых фильтров. На выходе КВОУ-1 содержит байпасные клапаны для организации байпасирования предыдущего участка КВОУ в случае его засорения или обледенения. После воздух поступает в воздуховод 2 тракта всасывания и далее в камеру 3 всасывания воздуха для подвода потока воздуха в ВУ-4 ГПА, первичного выравнивания параметров воздушного потока и дополнительной его фильтрации от посторонних частиц. Через всасывающий воздуховод 2, камеру 3 всасывания воздуха и ВУ-4 поступает на вход в КНД и затем в КВД двигателя 5. В компрессоре ГТД воздух сжимается, в результате чего повышается его температура и давление. После этого подготовленное рабочее тело поступает в камеру сгорания. Через контрольный промежуток времени по сигналу САУиР ГПА в камеру сгорания начинается подача топливного газа. Происходит перемешивание сжатого воздуха с топливным газом и воспламенением топливовоздушной смеси из камеры сгорания. Топливовоздушная смесь сгорает в камере сгорании, продукты сгорания поступают в модуль ГГ-6. Кинетическая энергия продуктов сгорания при расширении на рабочих лопатках модуля ГГ-6 преобразуется в механическую работу компрессора без помощи газового стартера. Через контрольный промежуток времени по циклограмме САУиР подача пускового газа прекращается. После модуля ГГ-6 продукты сгорания поступают в СТ-7, где кинетическая энергия продуктов сгорания при расширении на рабочих лопатках турбины СТ также преобразуется в механическую работу вращения ротора СТ. Ротор СТ-7 через промежуточный вал 50 вращает ротор центробежного нагнетателя 51. В нагнетателе 51 компрессор сжимает природный газ, отбираемый из магистрального трубопроводов, до требуемых параметров. Из нагнетателя 51 сжатый технологический газ поступает в станционную систему охлаждения 52, откуда, после охлаждения, направляется обратно в магистральный трубопровод для дальнейшей транспортировки. После СТ-7 двигателя 5 продукты сгорания через газоотвод поступают в тракт выхлопа (на чертежах не показано), откуда через выхлопную трубу ГПА выходят в атмосферу. Конструкция тракта выхлопа обеспечивает рассеивание в окружающей атмосфере вредных выбросов до требуемого уровня ПДК. При наличии теплообменника утилизатора теплоты (на чертежах не показано), в системе тракта выхлопа до выхода в атмосферу часть горячих продуктов сгорания осуществляет подогрев теплоносителя для нужд КС и затем через системы выхлопа теплоутилизатора теплоты выбрасываются в атмосферу.At the same time, atmospheric air enters through KVOU-1, intended for intake of atmospheric air, cleaning it from dust and foreign particles, heating (at the beginning of ice formation) and supplying to the
Таким образом, за счет улучшения конструктивных, аэродинамических и энергетических параметров составляющих тракта всасывания воздуха обеспечивают подачу воздушного потока из КВОУ в камеру всасывания ГПА с минимальными гидравлическими потерями, чем достигают повышение надежности и ресурса ГПА в процессе эксплуатации ГПА для транспортировки газа или газотурбинной электростанции.Thus, by improving the design, aerodynamic and energy parameters of the components of the air intake path, the air stream is supplied from the air compressor unit to the suction chamber of the gas compressor unit with minimal hydraulic losses, thereby increasing the reliability and resource of the gas compressor unit during the operation of the gas compressor unit for transporting gas or a gas turbine power plant.
Claims (27)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107975A RU2684294C1 (en) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Gas-pumping unit (gpu), gpu air suction path, gpu suction air duct, gpu air suction chamber (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107975A RU2684294C1 (en) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Gas-pumping unit (gpu), gpu air suction path, gpu suction air duct, gpu air suction chamber (variants) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2684294C1 true RU2684294C1 (en) | 2019-04-05 |
Family
ID=66089747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018107975A RU2684294C1 (en) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Gas-pumping unit (gpu), gpu air suction path, gpu suction air duct, gpu air suction chamber (variants) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2684294C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2781385C1 (en) * | 2022-03-30 | 2022-10-11 | Эдуард Борисович Назаров | Reinforcement element of the internal coating of the unit of the exhaust system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2289706C2 (en) * | 2004-10-04 | 2006-12-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-Производственная Фирма "НЕВТУРБОТЕСТ" (ЗАО "НПФ "НЕВТУРБОТЕСТ") | Complex air preparation device of gas-turbine plant |
| RU2009109712A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-27 | Закрытое акционерное общество "Уральский турбинный завод" (RU) | DISABLING SYSTEM OF GAS-TURBINE INSTALLATIONS |
| RU2403416C1 (en) * | 2009-05-04 | 2010-11-10 | Закрытое акционерное общество "Объединенные газопромышленные технологии "Искра-Авигаз" (ЗАО "Искра-Авигаз") | Gas-compressor plant |
| US20130193127A1 (en) * | 2012-01-26 | 2013-08-01 | General Electric Company | Combustion turbine inlet anti-icing resistive heating system |
| RU2593869C1 (en) * | 2015-04-09 | 2016-08-10 | Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Air cleaning device |
-
2018
- 2018-03-05 RU RU2018107975A patent/RU2684294C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2289706C2 (en) * | 2004-10-04 | 2006-12-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-Производственная Фирма "НЕВТУРБОТЕСТ" (ЗАО "НПФ "НЕВТУРБОТЕСТ") | Complex air preparation device of gas-turbine plant |
| RU2009109712A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-27 | Закрытое акционерное общество "Уральский турбинный завод" (RU) | DISABLING SYSTEM OF GAS-TURBINE INSTALLATIONS |
| RU2403416C1 (en) * | 2009-05-04 | 2010-11-10 | Закрытое акционерное общество "Объединенные газопромышленные технологии "Искра-Авигаз" (ЗАО "Искра-Авигаз") | Gas-compressor plant |
| US20130193127A1 (en) * | 2012-01-26 | 2013-08-01 | General Electric Company | Combustion turbine inlet anti-icing resistive heating system |
| RU2593869C1 (en) * | 2015-04-09 | 2016-08-10 | Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Air cleaning device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2781385C1 (en) * | 2022-03-30 | 2022-10-11 | Эдуард Борисович Назаров | Reinforcement element of the internal coating of the unit of the exhaust system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103184913B (en) | Close-coupled high pressure gas silencing means | |
| CN104334835B (en) | High pressure silencing apparatus | |
| EP2578841A2 (en) | System and method for conditioning air flow to a gas turbine | |
| CN104088705B (en) | A kind of gas turbine inlet air system | |
| US9470150B2 (en) | Gas turbine power augmentation system | |
| RU115843U1 (en) | GAS PUMPING UNIT | |
| JP5271596B2 (en) | Method and apparatus for promoting gas compression | |
| WO2010075393A3 (en) | Gas turbine engine and system for servicing a gas turbine engine | |
| CA2673001A1 (en) | Jet flow discharge nozzle and jet engine | |
| US10267234B2 (en) | Motive air conditioning system for gas turbines | |
| US20180135514A1 (en) | Sound attenuating system for gas turbine engine | |
| RU2684294C1 (en) | Gas-pumping unit (gpu), gpu air suction path, gpu suction air duct, gpu air suction chamber (variants) | |
| RU134244U1 (en) | GAS PUMPING UNIT | |
| US10533496B2 (en) | Compact gas turbine air inlet system | |
| US20150113938A1 (en) | Weather hood water removal system and method for assembly | |
| CN204060938U (en) | Gas turbine inlet air system | |
| EP4202196A1 (en) | System and method for preventing icing in the combustion inlet air path of a gas turbine system | |
| RU2005102424A (en) | GAS-TURBINE POWER INSTALLATION | |
| RU2289706C2 (en) | Complex air preparation device of gas-turbine plant | |
| RU2727735C1 (en) | Air cleaning device | |
| RU2675969C1 (en) | Gas-pumping unit (gpu), gas duct of gpu exhaust tract and inlet assembly of gas duct of gpu exhaust tract | |
| RU2684297C1 (en) | Gas-pumping unit (gpu), gas-discharge circuit (versions), gpu exhaust pipe and exhaust pipe noise suppression unit | |
| RU64712U1 (en) | MOBILE COMPRESSOR STATION | |
| RU2761711C1 (en) | Air-cleaning device | |
| CN112983647B (en) | Gas turbine air intake system |