УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА ОТРАБОТАННЫХ ГАЗОВ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к газоперекачивающим агрегатам с газотурбинным двигателем и используется для отвода отработанных газов в атмосферу на всех режимах работы газоперекачивающего агрегата.
Известен аналог устройства выпуска отработанных газов газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным двигателем (Воздухоприемные и газоотводные устройства судовых газотурбинных установок / Ю.А. Бордовицын [и др.]. - Л.: Судостроение, 1969. - 168 с. ), состоящего из кольцевого диффузора, расположенного в корпусе газоотвода с окном для выхода отработанных газов.
7
Наиболее близким устройством, выбранным в качестве прототипа, является газоотводное устройство газотурбинной установки (Пат. 2202697 Российская Федерация, МПК F01D 25/30. Газоотводное устройство газотурбинной установки / Кустов Ю.И.; заявитель и патентообладатель ОАО «НПО «Искра». - №2001103579/06; заявл. 07.02.01; опубл. 20.04.03, Бюл. №22) содержащее кольцевой осерадиальный диффузор и охватывающий его кожух, имеющий выходное окно для выпуска отработанных газов. При этом в кожухе имеется отверстие для присоединения сбросного воздушного патрубка клапана перепуска воздуха газогенератора, который предназначен для перепуска части воздуха из-за компрессора низкого давления газотурбинного двигателя в атмосферу при запуске и его останове.
Недостатком существующей конструкции является прямое соединение полости устройства с патрубком клапана перепуска воздуха газогенератора, в связи с чем возникает зона со знакопеременным пульсирующим давлением отработанных газов, которая находится на стенке корпуса газоотвода в месте присоединения патрубка от клапана перепуска воздуха газогенератора. Такая зона образуется за счет тангенциально закрученного потока газов, выходящего из газотурбинного двигателя с образованием продольных и поперечных вихревых потоков ввиду конструктивных особенностей газоотвода. Знакопеременное пульсирующее давление отработанных газов появляется за счет автогенерации волн низкочастотного звукового диапазона в воздушном патрубке клапана перепуска воздуха газогенератора во время работы двигателя на установившемся режиме, то есть с закрытым клапаном перепуска воздуха. Также недостатком существующей конструкции указанного газоотводного устройства является непостоянство зоны разряжения выхлопных газов в месте присоединения патрубка клапана перепуска воздуха газогенератора.
Указанные недостатки приводят к перетеканию отработанных газов газотурбинного двигателя из полости газоотводного устройства в эксплуатационный блок двигателя через патрубок клапана перепуска воздуха газогенератора, а также к повышению вибрации его элементов, что приводит к снижению надежности и эффективности работы газотурбинного привода.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежной и эффективной работы газотурбинного привода путем оснащения устройства для выпуска отработанных газов каналом разделения потоков газовой среды.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является предотвращение попадания отработанных газов из устройства для выпуска отработанных газов в эксплуатационный блок двигателя через патрубок клапана перепуска воздуха, а также снижение осевой вибрации элементов устройства.
Технический результат достигается тем, что на стенке газоотвода в месте выходного сечения патрубка от клапана перепуска воздуха газогенератора устанавливается канал разделения потоков отработанных газов (далее - канал), выходным сечением влево от направления их движения.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1 и фиг. 2, на которой изображено заявляемое устройство, содержащее кольцевой осерадиальный диффузор 1, имеющий выходное окно для выпуска отработанных газов 2, охватывающий его кожух 3 с закрепленным на внутренней стенке, в месте присоединения патрубка клапана перепуска воздуха газогенератора 5, каналом 4. На фиг. 3, фиг. 4 представлена трехмерная модель устройства с выполненным четвертным разрезом. Для простоты понимания заявляемого устройства канал 4 на фиг. 3 и фиг. 4 изображен без учета влияния четвертного разреза и отдельно представлен на виде В (фиг. 4). Стрелками 6 и 7 представлены простейшие линии тока отработанных газов. Кроме того, канал 4 в собранном состоянии поясняется трехмерной моделью на фиг. 5, и представляет собой сварную конструкцию, у которой стенки 8, 9, 10 соединяются с помощью сварки. Боковые стенки 8 и задняя стенка 9 располагаются относительно верхней стенки 10 перпендикулярно. Для обеспечения равномерности смешения газовых потоков боковые стенки 8 имеют с одной стороны косой срез. Канал 4 при помощи сварки закрепляется на внутренней стенке кожуха 3 заявляемого устройства таким образом, чтобы закрыть прямое соединение патрубка клапана перепуска воздуха 5 с полостью устройства. Выход из короба направлен в сторону хода отработанных газов, то есть влево от направления их движения.
Заявляемое устройство осуществляется следующим образом. При работе газотурбинного двигателя отработанные газы 7 (фиг. 3) поступают в кольцевой осерадиальный диффузор 1. За счет установленного канала 4 поток газа 7, направлявшийся в сторону патрубка клапана перепуска воздуха газогенератора 5, отражается и направляется к выходному окну 2, предназначенного для выпуска отработанных газов. Кроме того, во время перепуска воздуха через патрубок 5 поток газов 6 за счет установленного канала 4 поворачивает и направляется также к выходному окну 2, смешиваясь с потоком газов 7 без встречного сопротивления.
Одновременно с этим, за счет использования канала 4, происходит организация направленного движения выхлопных газов в месте присоединения патрубка клапана перепуска воздуха газогенератора со стенкой газоотвода, что предотвращает попадание выхлопных газов в эксплуатационный блок двигателя. Таким образом снижается вибрация элементов устройства в осевом направлении за счет уменьшения пульсации звуковых волн.
В совокупности заявляемое устройство для выпуска отработанных газов газотурбинного двигателя газоперекачивающего агрегата, оснащенное каналом разделения потоков отработанных газов, обеспечивает повышение эффективности работы газоперекачивающего агрегата и его надежности за счет предотвращения перетекания отработанных газов из полости газоотвода в эксплуатационный блок двигателя через патрубок клапана перепуска воздуха газогенератора, а также снижает осевую вибрацию патрубка клапана перепуска воздуха газогенератора.
Данная полезная модель была использована в 2014 году в Дюртюлинском линейном производственном управлении магистральных газопроводов ООО «Газпром трансгаз Уфа» в компрессорном цехе №3 на ГПА-16Р «Уфа» (ст. №32, 33, 35).