Входное устройство газотурбинного двигателя

 

Использование: очистка циклового воздуха перед его поступлением в компрессоры газотурбинного двигателя. Сущность изобретения: входное устройство ГТД снабжено тремя цилиндрами - внешним, промежуточным и внутренним, конусом, пылевоздухопроводами, пылесборником, дополнительными патрубками отсоса; при этом цилиндры установлены внутри цилиндрической части корпуса и соосно ему, внешний цилиндр соединен с конусом, инерционная решетка расположена между цилиндрической частью корпуса и внешним цилиндром, патрубки отсоса расположены тангенциально относительно внешнего цилиндра и соединены с полостью между внешним и промежуточным цилиндрами, пылевоздухопроводы соединены с полостью между промежуточным и внутренним цилиндрами и конусом, патрубок отсоса пыли установ лен между конусом и пылесборником, а полость внутреннего цилиндра в верхней части соединена с выходным патрубком. 2 ил, СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 02 С 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4776834/06 (22) 04,01.90 (46) 30,08.92. Бюл, N 32 (71) Научно-производственное обьединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им.И.И.Ползунова (72) В.А,Резник, Е.И,Михайлов, Н,Н.Прокофичев и В,CD.Горяченко (56) Авторское свидетельство СССР

М 178927, кл. F 23 J 6/01, 1966.

Авторское свидетельство СССР

N 641147, кл. F 02 М 35/02, 1977. (54) ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Использование: очистка циклового воз духа перед его поступлением в компрессоры газотурбинного двигателя. Сущность изобретения: входноеустройство ГТДснабжено тремя цилиндрами — внешним, промеИзобретение относится к энергетике и может быть использовано при подготовке циклового воздуха к поступлению в компрессоры ГТД для защиты лопаточного аппарата от абразивного износа, а входных устройств — от обледенения, Известно газоочистительное устройство, стенки каждой секции которого составлены двумя штампованными решетками, гаэонаправляющие элементы которых расположены с удвоенным шагом по отношению к шагу штамповки, но совмещены при сборке со сдвигом íà шаг. Газоочистительное устройство обеспечивает повышенную эффективность и надежность очистки воздуха или газа перед компрессором или газовой турбиной..Ы3 „» 1758259 А1 жуточным и внутренним, конусом, пылевоздухопроводами, пылесборником, дополнительными патрубками отсоса; при этом цилиндры установлены внутри цилиндрической части корпуса и соосно ему, внешний цилиндр соединен с конусом, инерционная решетка расположена между цилиндрической частью корпуса и внешним цилиндром, патрубки отсоса расположены тангенциально относительно внешнего цилиндра и соединены с полостью между внешним и промежуточным цилиндрами, пылевоздухопроводы соединены с полостью между промежуточным и внутренним цилиндрами и конусом, патрубок отсоса пыли установлен между конусом и пылесборником, а полость внутреннего цилиндра в верхней части соединена с выходным патрубком.

2 ил, Данное устройство неработоспособно без отсоса концентрированной газовзвеси из канала между решетками. Но при эксплуатации отсосные вентиляторы IIe включаются в целях экономии энергии на собственные нужды.

Известен инерционный воздухоочиститель, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, патрубок отсоса пыли и решетку с наклонными пылеотбойными элементами, отличающиеся тем, что для повышения эффективности очистки решетка выполнена составной из двух KOcocvlMMt:Tричных частей с перекрывающимися пылеотборными элементами, Однако этот воздухоочиститель также ненадежен по указанной причине {отключе1758259 ние вентиляторов или эжекторов, удаляющих аэропыль из патрубка отсоса), а также вследствие обледенения патрубков отсоса при улавливании мокрого снега из атмосферного воздуха с температурой около 0 С.

К недостаткам прототипа следует отнести невозможность резко повысить степень очистки воздуха, поступающего в копрессор, при работе ГТД в степях и пустынях, где возможны пыльные бури; или в зоне повышенного загрязнения атмосферы вредными промышленными пылевыми выбросами, Цель изобретения — повышение эффективности очистки циклового воздуха и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что входное устройство газотурбинного двигателя, содержащее корпус, состоящий из цилиндрической и поворотной частей; входной и выходной патрубки, патрубок отсоса пыли, инерционную решетку, снабжено тремя цилиндрами — внешним, промежуточным и внутренним, конусом, пылевоздухопроводами, пылесборником, дополнительными патрубками отсоса, при этом цилиндры установлены внутри цилиндрической части корпуса и соосно ему, внешний цилиндр соединен с конусом, инерционная решетка расположена между цилиндрической частью корйуса и внешним цилиндром, патрубки отсоса расположены тангенциально относительно внешнего цилиндра и соединены с полостью между внешним и промежуточным цилиндрами, пылевоздухопроводы соединены с полостью между промежуточным и внутренним цилиндрами и конусом, причем дополнительный патрубок отсоса пыли введен между конусом и пылесборником, а полость .внутреннего цилиндра в верхней части соединена с выходным патрубком.

На фиг.1 и 2 изображено входное устройство ПД.

8 вертикальном цилиндрическом корпусе 1 под верхней крышкой установлены по периметру инерционные воэдухоочистители 2, а по оси — три цилиндра — один внутри другого: внешний 3, внутренний цилиндр 4 наименьшего диаметра и промежуточный цилиндр 5. Внешний вместе с . коническим переходным патрубком 6 образует подобие циклона, отличающегося от

- последнего числом вводов концентрированной аэропыли: для входного устройства

ГТН-25А это число равняется 48, На фиг.2 показано условно только 6тангенциальных вводов концентрированной аэропыли из бтсосных патрубков инерционных воэдухоочистителей по внешний цилиндр 3. Коаксизльный зазор между цилиндрами 4 и 5, открытыми снизу, в верхней части заканчивается кольцевой камерой, которая двумя пылевоздухопроводами

7 сообщена с двумя отверстиями в нижней части конического патрубка 6. Сопла 8 горячего сжатого воздуха расположены по оси прямых участков пылевоздухопровода 7 непосредственно перед отверстиями в нижней части конуса. Пылеспуск 9 выводит

10 уловленные атмосферные включения (снег, дождь, пыль) за пределы устройства в пылевую камеру — герметичный бункер 10, Внутренний цилиндр 4 соединен трубопроводом

11 с общим воэдухоп роводом чистого воздуха от входного устройства к компрессору, с входом в компрессор.

Нижняя часть корпуса 1 переходит в поворотную камеру 12, в пределах которой или непосредственно за ней устанавливает15

20 ся глушитель 13 шума всасывания, На выходе из глушителя 13 шума к общему воздухопроводу чистого воздуха присоединяется трубопровод 11, образуя смесительный участок 14 на входе в компрессор.

Входное устройство ГТД работает следующим образом.

Воздух из атмосферы, содержащий включения, поступает на вход инерционных воздухоочистителей (ИВО), Направление его движения обозначено темными стрелками на двух изб ИВО фиг.2. В ИВО цикловой воздух разделяется на два потока, Основной обеспыленный воздух (900j>) движется

35 вниз, в поворотной камере 12 изменяет направление на горизонтальное и после глушителя 13 шума попадает в общий трубопровод чистого воздуха, Меньшая часть воздуха (10 ф,) по отсосным патрубкам цилиндр 3, в циклон с несколькими десятками входных патрубков. На вход в цилиндр 3 подается аэросмесь с концентрацией амтосферных включений в 8-10 раз большей, чем на входе в ИВО, Во внутренний цилиндр

4 обеспыленный воздух (те же 100, от общего расхода через входное устройство ГТД) засасывается через трубопровод 11 под влиянием разрежения, создаваемого на входе

50 компрессора в смесительном участке 14.

Внутренний дополнительный контур рециркуляции воздуха состоит из промежуточного цилиндра 5, пылевоэдухопроводов 7, соединяющих кольцевую камеру над коаксиаль55 ным зазором между цилиндрами 4 и 5 с нижней частью конуса 6, и дополнительных патрубков отсоса пыли. содержащих каждый прямой участок пылевоздухопровода (перед введением их в конус) и сопла 8 компресированного воздуха, 40 ИВО поступает тангенциально во внешний

1758259

Рециркуляция в контуре интенсифицируется при подаче в сопла 8 эжектирующего воздуха. В режиме обледенения горячий воздух растапливает улавливаемый мокрый снег, повышает температуру переохлажден- 5 ных капель воды, которые вместе с другими атмосферными включениями по пылеспуску

9 под действием силы тяжести поступают в пылевую камеру 10.

Первые стендовые опыты показали, что 10 содержание пыли в трубопроводе 11 не превышает остаточной запыленности циклового воздуха в поворотной камере 12. При подаче сжатого воздуха в сопла 8 в бункер

10 поступает 97 5% пыли, уловленной 15

ИВО (2) и введенной тангенциально в цилиндр 3, Общая степень очистки воздуха, поступающего в компрессор ГТД, резко возрастает.

Эжекторы на сжатом воздухе в пылеп- 20 роводах 7 с соплами 8 обычно выключены, что не мешает поддержанию остаточной запыленности воздуха перед компрессором не более 20% от входной концентрации. В проведенных стендовых опытах расход воз- 25 духа в тракте отсосные патрубки ИВΠ— цилиндр — циклон 3 — выхлопная труба 4— трубопровод 11 составляет по данным опытов на стенде 8,5% без пластин шумоглушителя 13 и 10% при установленных пластинах 30 глушителя 13 шума, Гидравлическое сопротивление смесительнаго участка 14 составляет 150-200 Па, Во входном устройстве нет дополнительных вращающихся механизмов, электро- 35 двигателей, нуждающихся в обслуживании и своевременном запуске при появлении неблагоприятных атмосферных включений.

Входное устройство работает без выбросов части воздуха с пылью, поэтому его целесообразно применять не только перед компрессорами ГТД, но и перед дутьевыми воздуходувками металлургии, работающими на обогащенной кислородом газовой среде в загрязненной промышленной зоне.

Формула изобретения

Входное устройство газотурбинного двигателя, содержащее корпус, состоящий из цилиндрической и поворотной частей, входной и выходной патрубки, патрубок отсоса пыли, инерционную решетку, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки циклового воздуха и надежности, устройство снабжено тремя цилиндрами — внешним, промежуточным и внутренним, конусом, пылевоздухопроводамИ, пылесборником, дополнительными патрубками отсоса, при этом цилиндры установлены внутри цилиндрической части корпуса и соосно с ним; внешний цилиндр соединен с конусом, инерционная решетка расположена между цилиндрической частью корпуса и внешним цилиндром, патрубки отсоса расположены тангенциально относительно внешнего цилиндра и соединены с полостью между внешним и промежуточным цилиндрами, пылевоздухопроводы соединены с полостью между промежуточным и внутренним цйлиндрами и конусом, патрубок отсоса пыли установлен между конусом и пылесборником, а полость внутреннего цилиндра в верхней части соединена с выходным патрубком.

1758259

1758259

Составитель B 5урматов

Техред М,Моргентал Корректор A. Мотыль

Редактор Е. Копча

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2981 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета йо изобретениям и открйтиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5