RU2779814C1 - Газотурбинная установка газоперекачивающего агрегата с антиобледенительным устройством - Google Patents
Газотурбинная установка газоперекачивающего агрегата с антиобледенительным устройством Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779814C1 RU2779814C1 RU2021139977A RU2021139977A RU2779814C1 RU 2779814 C1 RU2779814 C1 RU 2779814C1 RU 2021139977 A RU2021139977 A RU 2021139977A RU 2021139977 A RU2021139977 A RU 2021139977A RU 2779814 C1 RU2779814 C1 RU 2779814C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas turbine
- gas
- compressor
- unit
- air
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 33
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к энергетическим установкам, а точнее к газотурбинным установкам газоперекачивающих агрегатов с антиобледенительными устройствами. Газотурбинная установка газоперекачивающего агрегата с антиобледенительным устройством содержит воздухоочистительное устройство 1 и газоперекачивающий агрегат с осевым компрессором 2, камерой сгорания 3, компрессорной газовой турбиной 4 и нагнетателем 6, приводимым силовой газовой турбиной 5, которая связана с атмосферой через выхлопную трубу 9. На входе воздухоочистительного устройства 1 установлено впрыскивающее устройство 12 антиобледенительной системы, связанное паропроводом 11 перегретого пара с парогенератором 10, который размещен в выхлопной трубе 9 силовой газовой турбины 5, а на вход парогенератора 10 питательным насосом 8 подается химически очищенная вода из химводоочистки 7. Изобретение позволяет исключить образование наледи в воздухоочистительной установке и в осевом компрессоре газотурбинной установки и повысить эффективность работы газоперекачивающего агрегата. 1 ил.
Description
Изобретение относится к энергетическим установкам, а точнее к газотурбинным установкам газоперекачивающих агрегатов.
Обледенение входного тракта газотурбинной установки (ГТУ) возникает при температурах атмосферного воздуха от 5 до -5°С, особенно при его высокой влажности. При обледененении входного направляющего аппарата опасно возникновение вибрационных напряжений в рабочих лопатках перовой ступени компрессора и опасность возникновения помпажа.
Известна антиобледенительная система газотурбинного двигателя, в котором на вход компрессора поступает нагретый воздух, подаваемый из теплового укрытия газотурбинной установки (Патент РФ №190359, F02C 7/047, 17.01.2018). Недостатком этой системы является ее невысокая эффективность, связанная с тепловыми потерями из-за необходимости подогрева холодного атмосферного воздуха в тепловом укрытии системой теплоснабжения.
Известна антиобледенительная система входного устройства газоперекачивающего агрегата (ГПА) с газотурбинным двигателем (Патент РФ №174364, F02C 7/047, 21.07.2016). Выхлопные газы из выхлопной шахты эжектируются сжатым воздухом, подаваемым в эжектор из осевого компрессора, а газовоздушная смесь нагревает в теплообменнике цикловой Уч. №01-11/КИ-Б/634 воздух и сбрасывается в атмосферу, не попадая в проточную часть компрессора. Недостатками этой системы является снижение мощности ГПА за счет отбора сжатого воздуха из осевого компрессора.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является антиобледенительная система ГТУ, в которой для подогрева циклового воздуха, поступающего в компрессор, используется автономный паровой котел (рис. 5.7 стр. 129 С.В. Цанев, В.Д. Буров, А.Н. Ремизов. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. - М.: «МЭИ», 2002.). Недостатком этой антиобледенительной системы является снижение экономичности ГПА за счет увеличения удельного расхода топлива на автономный паровой котел. Это техническое решение принято в качестве прототипа к предлагаемому изобретению.
Целью заявляемого изобретения является повышение эффективности работы воздухоочистительной установки при температурах воздуха в диапазоне от 5 до -5°С и исключение образование наледи на лопатках компрессора газоперекачивающего агрегата.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы газоперекачивающего агрегата, исключающего образование наледи в воздухоочистительной установке (ВОУ) и в осевом компрессоре газотурбинной установки за счет впрыска перегретого пара в поток циклового воздуха перед ВОУ.
Поставленная цель и технический результат достигаются тем, что газотурбинная установка газоперекачивающего агрегата с антиобледенительным устройством содержит воздухоочистительное устройство и газоперекачивающий агрегат с осевым компрессором, камерой сгорания, компрессорной газовой турбиной и нагнетателем, приводимым силовой газовой турбиной, которая связана по продуктам сгорания с атмосферой через выхлопную трубу, при чем на входе воздухоочистительного устройства установлено впрыскивающее устройство антиобледенительной системы, связанное паропроводом перегретого пара с Уч. №01-11/КИ-Б/634 парогенератором, который размещен в выхлопной трубе силовой газовой турбины, а на вход парогенератора питательным насосом подается химически очищенная вода из химводоочистки.
На фиг. 1 изображена схема газоперекачивающего агрегата с антиобледенительной системой, где 1 - воздухоочистительное устройство, 2 - осевой компрессор, 3 - камера сгорания, 4 - компрессорная газовая турбина, 5 - силовая газовая турбина, 6 - нагнетатель, 7 - химводоочистка, 8 - питательный насос, 9 - выхлопная труба, 10 - парогенератор, 11 - паропровод перегретого пара, 12 - впрыскивающее устройство антиобледенительной системы.
Газотурбинная установка газоперекачивающего агрегата с антиобледенительным устройством работает следующим образом. При работе газоперекачивающего агрегата при температурах атмосферного воздуха от 5 до -5°С, в цикловой воздух, входящий в воздухоочистительное устройство 1 через впрыскивающие устройства антиобледенительной системы 12 впрыскивается перегретый пар, подводимый по паропроводу перегретого пара 11 из парогенератора 10, размещенного в выхлопной трубе 9 силовой газовой турбины 5. За счет впрыска перегретого пара происходит повышение температуры холодного циклового воздуха перед воздухоочистительным устройством 1 и предотвращается обледенение его элементов и лопаток осевого компрессора 2. Воздух, подогретый и очищенный от примесей в воздухоочистительном устройстве 1, сжимается в осевом компрессоре 2, в камере сгорания 3 сжигается топливо. Продукты сгорания расширяются в компрессорной газовой турбине 4, приводящей осевой компрессор 2, дополнительно расширяются в силовой газовой турбине 5, мощность которой используется для привода нагнетателя 6. Выхлопные газы силовой газовой турбины 5 сбрасываются в атмосферу через выхлопную трубу 9. Теплота выхлопных газов с температурой 400-450°С используется для генерации перегретого пара в парогенераторе 10, расположенном в выхлопной трубе 9. В парогенератор 10 питательным Уч. №01-11/КИ-Б/634 насосом 8 подается химически очищенная вода из химводоочистки 7. Перегретый пар по паропроводу перегретого пара 11 подают во впрыскивающее устройство антиобледенительной системы 12 и смешивают с холодным цикловым воздухом, подаваемым на вход воздухоочистительного устройства 1, при этом за счет подогрева циклового воздуха предотвращается образования льда на элементах воздухоочистительного устройства 1 и на лопатках компрессора 2.
Пусть требуется подогреть на десять градусов цикловой воздух перед ВОУ с расходом GB=100 кг/с, температурой - 5°С и энтальпией 268,2 кДж/кг до температуры 5°С градусов с энтальпией 278,5 кДж/кг, за счет его смешения с перегретым паром с расходом Gп, температурой 250°С и энтальпией 2972 кДж/кг. Из уравнения теплового баланса процесса смешения определится расход впрыскиваемого перегретого пара Gп=0,3867 кг/с.
Предлагаемая газотурбинная установка газоперекачивающего агрегата по сравнению с рассмотренными аналогами и прототипом позволяет:
- производить подогрев циклового воздуха на 10°С за счет его смешения с перегретым паром с температурами 250-300°С, при этом доля расхода перегретого пара, относительно расхода циклового воздуха будет составлять 0,003867-0,00365%,
- использовать для выработки пара теплоту выхлопных газов силовой газовой турбины,
- небольшое количество перегретого пара, вырабатываемого в парогенераторе, позволяет парогенератор небольших габаритов разместить в выхлопной трубе с незначительным увеличением гидравлических потерь в выхлопном газоходе силовой газовой турбины.
Claims (1)
- Газотурбинная установка газоперекачивающего агрегата с антиобледенительным устройством, содержащая воздухоочистительное устройство и газоперекачивающий агрегат с осевым компрессором, камерой сгорания, компрессорной газовой турбиной и нагнетателем, приводимым силовой газовой турбиной, которая связана по продуктам сгорания с атмосферой через выхлопную трубу, отличающаяся тем, что на входе воздухоочистительного устройства установлено впрыскивающее устройство антиобледенительной системы, связанное паропроводом перегретого пара с парогенератором, который размещен в выхлопной трубе силовой газовой турбины, а на вход парогенератора питательным насосом подается химически очищенная вода из химводоочистки.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2779814C1 true RU2779814C1 (ru) | 2022-09-13 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4337674A1 (de) * | 1992-11-17 | 1994-05-19 | Elin Energieversorgung | Verfahren zur Eisfreihaltung des Frischluft-Ansaugfilters von Gas-Dampfturbinenanlagen |
| US7441399B2 (en) * | 1995-12-28 | 2008-10-28 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine, combined cycle plant and compressor |
| US8844258B2 (en) * | 2011-11-23 | 2014-09-30 | General Electric Company | Systems and methods for de-icing a gas turbine engine inlet screen and dehumidifying inlet air filters |
| CN104314691A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-01-28 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 燃气轮机压气机进气升温方法及升温系统 |
| JP2017155736A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 株式会社Ihi | 吸気加熱装置及びガスタービン |
| RU174364U1 (ru) * | 2016-07-21 | 2017-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ МОСКВА" | Система антиобледенения входного очистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4337674A1 (de) * | 1992-11-17 | 1994-05-19 | Elin Energieversorgung | Verfahren zur Eisfreihaltung des Frischluft-Ansaugfilters von Gas-Dampfturbinenanlagen |
| US7441399B2 (en) * | 1995-12-28 | 2008-10-28 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine, combined cycle plant and compressor |
| US8844258B2 (en) * | 2011-11-23 | 2014-09-30 | General Electric Company | Systems and methods for de-icing a gas turbine engine inlet screen and dehumidifying inlet air filters |
| CN104314691A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-01-28 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 燃气轮机压气机进气升温方法及升温系统 |
| JP2017155736A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 株式会社Ihi | 吸気加熱装置及びガスタービン |
| RU174364U1 (ru) * | 2016-07-21 | 2017-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ МОСКВА" | Система антиобледенения входного очистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1332516C (en) | Plant for the generation of mechanical energy, and process for the operation of such a plant | |
| US10563581B2 (en) | System and method of compressor inlet temperature control with eductor | |
| US20100043388A1 (en) | Gas turbine engine arrangement | |
| RU2013125143A (ru) | Нагнетательная система для газотурбинной системы, газотурбинная система и способ работы газовой турбины | |
| EP1285151B1 (en) | Method and apparatus for power augmentation for gas turbine power cycles | |
| GB1284335A (en) | Improvements in or relating to gas turbine engines | |
| EP2617963A2 (en) | Liquid fuel heating system | |
| US10711694B2 (en) | System and method for de-icing a gas turbine engine | |
| RU2561757C1 (ru) | Трехкомпонентный воздушно-реактивный двигатель | |
| RU2779814C1 (ru) | Газотурбинная установка газоперекачивающего агрегата с антиобледенительным устройством | |
| RU2386832C1 (ru) | Способ форсирования авиационного двигателя | |
| US20080047276A1 (en) | Combustion turbine having a single compressor with inter-cooling between stages | |
| Ol’khovskii et al. | Thermal tests of the 9FB gas turbine unit produced by general electric | |
| RU2613755C1 (ru) | Турбопрямоточный воздушно-реактивный двигатель | |
| RU2285131C1 (ru) | Паротурбинный двигатель | |
| RU2561772C1 (ru) | Воздушно-реактивный двигатель | |
| RU2650452C1 (ru) | Газотурбинная установка для переработки попутного нефтяного газа в электроэнергию | |
| RU2376483C1 (ru) | Атомный газотурбинный двигатель с форсажем | |
| RU2308383C1 (ru) | Силовая установка локомотива на базе двухвального газотурбинного двигателя | |
| RU2773995C1 (ru) | Газоперекачивающий агрегат | |
| RU2713785C1 (ru) | Газотурбинная установка для переработки попутного нефтяного и различных низконапорных газов в электроэнергию | |
| RU2554392C1 (ru) | Водородный газотурбинный двигатель | |
| RU2573857C2 (ru) | Способ пуска и газоснабжения электрической экологически чистой газотурбинной установки и устройство для его осуществления | |
| RU2312231C1 (ru) | Силовая установка газотурбовоза с утилизацией тепла | |
| RU2067683C1 (ru) | Трехконтурный парогазовый реактивный двигатель |