КОЛПАК БЛОКА МАСЛООХЛАДИТЕЛЯ ТУРБОКОМПРЕССОРНОГО АГРЕГАТА

Полезная модель относится к устройствам для изменения теплопередачи за счет управления размером проходного сечения канала воздуховода и может применяться при регулировании расхода воздуха, проходящего через блок маслоохладителей газоперекачивающих агрегатов.
Из уровня техники известна система каналов [RU 2472092 С2, МПК F28F 13/08, опубликовано 10.01.2013], которая применима для оптимизации соотношения между падением давления и теплообменом, влагопереносом и/или массообменом текучих сред, протекающих через систему. При этом система каналов содержит, по меньшей мере, один канал, имеющий, по меньшей мере, одну стенку канала и, по меньшей мере, один элемент для направления потока, имеющий заданную высоту.
Недостатком известного технического решения является его низкая технологичность, связанная с тем, что каналы имеют сложную конструкцию, обусловленную их сложной пространственной геометрией. Кроме того, конструкция каналов не предусматривает возможность регулирования объема потока текучей среды, протекающего через них.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, признан воздухоподогреватель для газотурбинной установки [RU 56992 U1, МПК F28F 13/08, опубликовано 27.09.2006], выполненный из двух однотипных модулей, содержащих теплообменные матрицы, выполненные из разделенных перегородками змеевиков, сообщенных с впускным и выпускным воздушными коллекторами.
Недостатком известного воздухоподогревателя является сложность его адаптации для подачи воздуха в блок маслоохладителей турбокомпрессорного агрегата, кроме того в конструкции устройства не предусмотрена возможность регулирования площади проходного сечения воздушных коллекторов.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является разработка конструкции воздухозаборного устройства с регулируемой площадью проходного сечения.
Указанная задача решена тем, что колпак блока маслоохладителя турбокомпрессорного агрегата содержит первую неподвижную и вторую подвижную в радиальном направлении секции, выполненные в виде полых коробчатых патрубков, в поперечном сечении имеющих прямоугольную форму. Отличает устройство от известных аналогов тем, что первая секция закреплена в отверстии воздуховода маслоохладителя газоперекачивающего агрегата, в центре ее боковых поверхностей закреплены пластины с отверстиями, в нижней части боковых поверхностей закреплены упоры для фиксации второй секции в нижнем положении, а в верхней части боковых поверхностей выполнены отверстия для фиксации второй секции в верхнем положении; вторая секция шарнирно соединена с первой секцией с возможностью частичного вхождения в нее, при этом шарнирное соединение состоит из проушин с отверстиями, выполненных на боковых поверхностях второй секции, совмещенных с отверстиями пластин первой секции и соединенных с ними болтовым соединением; дополнительно в верхней части второй секции на боковых поверхностях выполнены отверстия с возможностью их совмещения с отверстиями первой секции и их соединения болтовым соединением для фиксации второй секции в верхнем положении.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью признаков устройства, является возможность регулировать площадь проходного сечения воздухозаборного устройства за счет применения в его конструкции второй радиально подвижной секции, которая может быть зафиксирована в верхнем и нижнем крайних положениях. Возможность регулирования площадь проходного сечения воздухозаборного устройства в свою очередь обеспечивает возможность регулирования расхода воздуха через блок маслоохладителей турбокомпрессорного агрегата.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано положение второй секции устройства в зимний период эксплуатации, а на фиг. 2 - в летний период.
Колпак блока маслоохладителя турбокомпрессорного агрегата имеет следующую конструкцию.
Колпак состоит из первой неподвижной и второй подвижной в радиальном направлении секций 1 и 2 (Фиг. 1). Первая секция 1 закреплена в отверстии воздуховода маслоохладителя газоперекачивающего агрегата, в центре ее боковых поверхностей закреплены пластины 3 с отверстиями 4, в нижней части боковых поверхностей закреплены упоры 5 для фиксации второй секции 2 в нижнем положении, а в верхней части боковых поверхностей выполнены отверстия 6 для фиксации второй секции в верхнем положении; вторая секция 2 шарнирно соединена с первой секцией с возможностью частичного вхождения в нее, при этом шарнирное соединение состоит из проушин 7 с отверстиями, выполненных на боковых поверхностях второй секции, совмещенных с отверстиями 4 пластин первой секции и соединенных с ними болтовым соединением. Дополнительно в верхней части второй секции 2 на боковых поверхностях выполнены отверстия 8 с возможностью их совмещения с отверстиями 6 первой секции и их соединения болтовым соединением.
Использования устройства поясняется на примере применения при эксплуатации турбокомпрессорного агрегата типа ТКА-Ц-8БД/0,3-8,16.
В турбокомпрессорном агрегате ТКА-Ц-8БД/0,3-8,16 применена циркуляционная система смазки компрессора и мультипликатора, которая обеспечивает смазку и работу опорных и опорно-упорных подшипников в диапазоне температур от 95 до 100°С. Каждый турбокомпрессорный агрегат оборудован блоками маслоохладителей (БМОК) №1 и №2, в которых установлены пластинчато-ребристые маслоохладители, предназначенные для охлаждения масла системы смазки компрессора и мультипликатора, нагретого в процессе работы опорных и опорно-упорных подшипников. Рабочий диапазон температуры масла на выходе с БМОК №2 должен находиться в диапазоне от 30 до 50°С. При этом в летний период времени при температуре окружающего воздуха +5°С при работе турбокомпрессорного агрегата в режиме «Магистраль» было выявлено непрерывное повышение температуры масла в коллекторе маслосистемы компрессора и мультипликатора до 55÷59°С. Повышение температуры масла приводило к повышению температуры колодок опорных и упорных подшипников, а также к превышению допустимого уровня вибрации переднего конца вала компрессора высокого давления. При этом верхний предел уровня вибраций составляет 100 мкм, а при проведении измерений было зафиксированы значения вибраций, достигающие предупредительного уровня, составляющего 102 мкм. Было выявлено, что причиной нештатной работы узлов турбокомпрессорного агрегата явились существенные отклонения в работе блоков маслоохладителей по производительности расхода воздуха от паспортных данных по причине повышенного сопротивления воздуха во всасывающих воздуховодах, вызванных значительным перепадом давлений на границе воздухозаборных устройств. Для комплексного решения описанной выше проблемы было применено заявляемое устройство. Секции 1 и 2 были изготовлены из листового материала, при этом вторую секцию 2 выполняют на 20 мм уже по ширине в поперечном сечении по сравнению с первой секцией 1. Секция 1 была закреплена в штатном отверстии воздуховода, секция 2 установлена в секцию 1, совмещая отверстия 4 пластин 3 с отверстиями проушин 7, соединяя секции болтовым соединением. Боковые стенки секции 2 дополнительно были укреплены жестким V-образным каркасом 9 из уголков. В зимнем режиме работы блоков маслоохладителей секцию 2 опускают вниз до фиксации ее упорами 5, при этом размер эффективного проходного сечения воздухозаборника составляет A=1076 мм. (поз А на Фиг. 1). В летнем режиме работы блоков маслоохладителей секцию 2 поднимают, совмещая отверстия 6 и 8, фиксируя секцию 2 болтовым соединением, устанавливаемым в упомянутые отверстия, при этом размер эффективного проходного сечения воздухозаборника составляет В=1652 мм. (Поз. В на Фиг. 2). Таким образом, заявленная полезная модель является простым и эффективным устройством, для регулирования площади проходного сечения воздуховода блока маслоохладителей, в зависимости температуры наружного воздуха в двухсезонном режиме (зима-лето). Дополнительно конструкция устройства обеспечивает защиту воздуховода от обледенения в зимний период.
2
3
3
Реализация технического решения на практике позволяет увеличить общую площадь воздухозабора на 0,82 м. При этом объемный расход воздуха трех вентиляторов составляет: БМОК №1 - Q=70500 м/час и БМОК №2 - Q=74000 м/час. Работа маслоохладителя с измененной конструкцией воздухозаборника обеспечивает суммарный теплосъем 364 кВт при требуемых 300 кВт. При указанных расходах воздуха температура масла на выходе из БМОК №1 составляет t=51,8°С, из БМОК №2 - t=48,8°С. Заявляемая полезная модель эффективно используется на блоках маслоохладителей турбокомпрессорного агрегата ТКА-Ц-8БД/0,3-8,16.