ВЫХЛОПНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ
EXHAUST UNIT FOR GAS-TURBINE PLANT

Изобретение относится к выхлопным устройствам и может использоваться в составе газоперекачивающего агрегата (ГПА) с газотурбинной установкой (ГТУ).
Основным источником шума газоперекачивающего агрегата является поток выхлопных газов из газотурбинной установки. Выхлопное устройство предназначено для безопасного удаления выхлопных газов из газотурбинной установки и снижения уровня шума. Известно выхлопное устройство для ГТУ, описанное в книге «Монтаж, испытания и эксплуатация ГПА в блочно-контейнерном исполнении» Апанасенко А.И. и др., Л., Недра, 1991 г., стр.17-29, содержащее последовательно соединенные диффузор, переходник, шумоглушитель. Шумоглушитель кассетного типа, в котором каждая кассета состоит из силового каркаса, обшитого листами, полость между которыми заполнена звукопоглощающим материалом. Кассеты установлены вдоль направления потока.
Устройство взято за прототип.
Недостатком данного технического решения является то, что при работе агрегата выхлопные газы внутри выхлопного устройства сохраняют высокую турбулентность, что приводит к образованию высокого уровня шума. Поворот газов под прямым углом в переходнике создает высокое газодинамическое сопротивление. Шумоглушащие кассеты, установленные вдоль потока выхлопных газов, имеют низкую эффективность звукопоглощения вследствие небольшого угла установки к направлению распространения звука.
Такой тракт не обеспечивает равномерного движения выхлопных газов, которое является главным условием глушения звука.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства по снижению шума в работающем ГПА за счет оптимизации геометрических параметров проточной части выхлопного устройства.
Технический результат достигается тем, что в выхлопном устройстве, содержащем диффузор, переходник, шумоглушитель кассетного типа, каждая кассета в котором состоит из силового каркаса, обшитого листами, полость между которыми заполнена звукопоглощающим материалом, в переходнике установлены разделяющие поток ребра, шумоглушитель размещен под углом 30-60° к продольной оси переходника, а кассеты обшиты перфорированным листом со стороны, наклоненной к диффузору, и цельным листом с противоположной стороны.
Разделение потока выхлопных газов на несколько потоков с помощью ребер снижает турбулентность потока и, соответственно, снижает уровень шума. Размещение шумоглушителя под углом 30-60° к продольной оси переходника повышает поглощение звука шумопоглощающим материалом кассет, размещенным за перфорированным листом. Сплошной лист кассет с обратной стороны повышает эффективность шумоглушения за счет шумоизоляции потока и дополнительно - прочность конструкции.
Изобретение поясняется эскизами, на которых изображен общий вид устройства и показаны направления движения турбулентных потоков выхлопных газов (фиг.1). На фиг.2 показана конструкция с вертикальным выхлопом.
На эскизах обозначены:
1 - диффузор,
2 - переходник,
3 - шумоглушитель,
4 - ребра,
5 - кассета,
6 - перфорированный лист,
7 - сплошной лист,
α - угол между осью диффузора и шумоглушителем (плоскостью корпуса).
Устройство работает следующим образом.
При запуске и работе ГТУ внутри выхлопного устройства образуется турбулентный пульсирующий поток выхлопных газов, являющийся носителем звуковых колебаний большой силы, что создает экологическую опасность на рабочих местах персонала. Верхний уровень шума, кроме того, ограничен санитарными нормами.
Турбулентный поток, проходя через диффузор 1 в переходник 2 между ребрами 4, разделяется и теряет энергию. Разделенные потоки, попадая в глушитель 3, теряют шумность вследствие гашения собственных колебаний в звукопоглощающем материале, размещенном в кассетах 5 под перфорированными листами 6. Сплошные листы 7, установленные на противоположной стороне кассет, обеспечивают звукоизоляцию от потока газов. Замена поворота всего потока под прямым углом на два поворота разделенных потоков под углом 30-60° существенно снижает газодинамическое сопротивление в тракте и повышает равномерность истечения газов из устройства, что также снижает уровень шума, т.е. повышает эффективность работы выхлопного устройства.
Таким образом, использование изобретения позволяет обеспечить повышение эффективности работы выхлопного устройства по снижению шума за счет повышения равномерности движения потока выхлопных газов и снижения пульсации.