СИСТЕМА АНТИОБЛЕДЕНЕНИЯ ВХОДНОГО ОЧИСТИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА С ГАЗОТУРБИННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

При температуре окружающего воздуха ниже +5°С, относительной влажности воздуха более 80%, при наличии осадков в виде моросящего дождя, мокрого снега либо тумана возможно обледенение входного воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем, входного коллектора двигателя, лопаток входного направляющего аппарата.
Полезная модель относится к техническим устройствам для предотвращения антиобледенения входного воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем за счет повышения температуры циклового воздуха энергией выхлопных газов, и может использоваться в нефтегазовой, энергетической и машиностроительной отраслях промышленности.
Задачей заявляемой полезной модели является исключение образование наледи на элементах входного воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем, повышение эффективности его работы и увеличения срока эксплуатации газоперекачивающего агрегата.
Известна принятая в качестве прототипа противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом (Патент RU 2573437 от 20 января 2016), которая могла бы быть использована для решения поставленной задачи. Противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом, содержащая газовоздухопровод, транспортирующий смесь горячего воздуха и выхлопных газов в воздухозаборный тракт, соединенный с одной стороны с входным направляющим аппаратом осевого компрессора, а с другой - с воздухоочистительным устройством, газовоздухопровод, транспортирующий смесь горячего воздуха и выхлопных газов в воздухозаборный тракт, соединенный с одной стороны с входным направляющим аппаратом осевого компрессора, а с другой - с воздухоочистительным устройством, снабжен вихревым насосом и электроприводными регулирующим и запорным клапанами, управляемыми посредством блока управления клапанами по сигналам от датчиков состояния атмосферного воздуха и воздуха в воздухозаборном тракте, и соединен с воздухоподогревателем, который посредством воздухопроводов и газовоздухопроводов соединен с осевым компрессором, камерой сгорания, газовой турбиной и дымовой трубой, причем электроприводной регулирующий клапан расположен на воздухопроводе, соединяющем вихревой насос и воздухопровод, соединяющий осевой компрессор и воздухоподогреватель, а электроприводной запорный клапан расположен на газовоздухопроводе, соединяющем вихревой насос и газовоздухопровод, соединяющий воздухоподогреватель и дымовую трубу.
Недостатком противообледенительной системы газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом является то, что она будет эффективна для защиты от наледи входного направляющего аппарата осевого компрессора, а не воздухозаборной камеры. Это не предотвратит образования наледи на элементах воздухозаборной камеры, и в последствие может привести к возникновению помпажа осевого компрессора газотурбинного двигателя из-за недостаточного количества поступающего воздуха. Также в проточную часть осевого компрессора газотурбинного двигателя поступают выхлопные газы, которые препятствуют процессу горения и загрязняют лопаточный аппарат, что в итоге снижает эффективность работы двигателя.
Целью полезной модели является исключение образование наледи на элементах входного воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем за счет применения заявленной системы антиобледенения, что повысит эффективность работы как входного воздухоочистительного устройства, так и агрегата в целом.
Техническим результатом является повышения эффективности работы и срока эксплуатации газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем и исключение образования наледи на элементах входного воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем путем повышения температуры циклового воздуха, проходящего через теплообменную секцию и нагреваемого за счет энергии выхлопных газов, эжектируемых из выхлопной шахты агрегата воздухом осевого компрессора газотурбинного двигателя.
Поставленная цель и указанный технический результат достигается тем, что система антиобледенения входного воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем, состоит из газовоздуховода для движения по нему с помощью эжектора газовоздушной смеси выхлопных газов из выхлопной шахты агрегата и воздуха, отбираемого от осевого компрессора газотурбинного двигателя; газовоздуховод выполнен для подачи газовоздушной смеси в теплообменную секцию; теплообменная секция содержит теплообменные трубы для отдачи тепла цикловому воздуху, который обтекает их снаружи и нагревается для поступления на всасывание в воздухоочистительное устройство и далее в осевой компрессор газотурбинного двигателя; теплообменная секция содержит выхлопную трубу для выброса газовоздушной смеси в атмосферу. Теплообменные трубы теплообменной секции системы антиобледенения входного воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем могут быть выполнены как с оребрением на наружной поверхности, так и без.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена общая схема теплообменной секции системы антиобледенения входного воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем, с помощью которой возможна реализация полезной модели в соответствии с назначением, где:
1 - входной коллектор;
2 - теплообменные трубы (которые могут быть выполнены как с оребрением на наружной поверхности, так и без, в зависимости от требуемого количества энергии, которое необходимо передать цикловому воздуху);
3 - выходной коллектор;
4 - выхлопная труба.
Теплообменная секция содержит входной коллектор (1), теплообменные трубы (2), выходной коллектор (3), выхлопную трубу (4), что все вместе образует теплообменную секцию.
На фиг. 2 представлена схема работы системы антиобледенения входного воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем, посредством которой возможна реализация полезной модели в соответствии с назначением, где:
5 - осевой компрессор газотурбинного двигателя;
6 - силовая турбина газотурбинного двигателя;
7 - выхлопная шахта газоперекачивающего агрегата;
8 - трубопровод подачи выхлопных газов в эжектор;
9 - эжектор;
10 - трубопровод подачи воздуха из осевого компрессора газотурбинного двигателя в эжектор;
11 - задвижка;
12 - газовоздуховод;
13 - теплообменная секция;
14 - воздухоочистительное устройство.
Система антиобледенения входного воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем содержит трубопровод подачи выхлопных газов в эжектор (8), эжектор (9), трубопровод подачи воздуха из осевого компрессора газотурбинного двигателя в эжектор (10), задвижку с электроприводом (11), газовоздуховод (12), теплообменную секцию (13).
Система антиобледенения входного воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем работает следующим образом: выхлопные газы после силовой турбины газотурбинного двигателя (6) поступают в выхлопную шахту (7), откуда часть газов выбрасывается в атмосферу, а часть по трубопроводу подачи выхлопных газов (8) поступает в эжектор (9), где эжектируется воздухом, поступающим через задвижку (11) по трубопроводу подачи воздуха (10) из осевого компрессора газотурбинного двигателя (5), после эжектора газовоздушная смесь по газовоздуховоду (12) поступает в теплообменную секцию (13), в которой происходит повышение температуры циклового воздуха, после чего весь цикловой воздух поступает в воздухоочистительное устройство (14) и далее в осевой компрессор газотурбинного двигателя (5).
Таким образом, исключение образование наледи на элементах входного воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем за счет применения системы антиобледенения позволит повысить эффективность работы входного воздухоочистительного устройства и увеличит срок безопасной эксплуатации газоперекачивающего агрегата.