ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2001 года по МПК F02C7/04 

Изобретение относится к области газотурбостроения и, в частности, к наземным газотурбинным установкам.

В газотурбинных установках для перекачки природного газа для привода электрогенераторов и другого оборудования на лопатках компрессора образуются маслянистые отложения весом 3,9 - 4,7 г и толщиной до 2 мм после наработки 500 - 1000 ч. При этом мощность установки снижается на 6 - 17%, а удельный расход топливного газа увеличивается на 7%. Очистка проточной части компрессоров моющими жидкостями, косточковой крошкой, рисом, паром, хлористым аммонием, керосином и другими возгоняющимися материалами, малоэффективна.

Известна газотурбинная установка, содержащая размещенный между компрессором и камерой сгорания регенератор с газовым трактом, образующим участок выхлопной системы, а также расположенный в воздухозаборном устройстве перед компрессором инерционный фильтр со сборником пыли и аппаратом для ее удаления [1].

Однако в известной установке инерционный фильтр со сборником пыли и аппаратом для ее удаления, расположенные перед компрессором, недостаточно эффективны, что снижает к. п.д. компрессора, мощность установки и ведет к увеличению удельного расхода топливного газа в процессе эксплуатации.

Наиболее близкой к заявляемой по конструкции является газотурбинная силовая установка, включающая газотурбинный двигатель с силовой турбиной, затурбинным диффузором, а также воздухозаборное и выхлопное устройство [2].

Недостатком известной установки является снижение к.п.д. и мощности, а также повышение удельного расхода топливного газа в процессе эксплуатации в результате отсутствия специальных устройств для разложения маслянистых органических соединений, поступающих с воздухом в компрессор, загрязняющих его проточную часть.

Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в повышении эффективности установки при сохранении ее к.п.д. и мощности за счет предотвращения образования маслянистых отложений в проточной части с помощью фотохимических реакций.

Сущность изобретения заключается в том, что в газотурбинной установке, содержащей контейнер, включающий газотурбинный двигатель с силовой турбиной, затурбинным диффузором, а также воздухозаборное и выхлопное устройства, согласно изобретению, воздухозаборное устройство снабжено по меньшей мере одним рядом разрядных источников света, выполненных в виде ртутных ламп, диапазон излучения каждой из которых составляет 350 - 450 нм с потоком излучения 125 - 225 Вт в ультрафиолетовой и фиолетово-синей областях спектра, причем общая номинальная мощность ртутных ламп составляет 2 - 8 кВт на квадратный метр проходного сечения воздухозаборного устройства.

Кроме того, ртутные лампы размещены в отдельной проточной камере перед входом воздухозаборного устройства, либо на выходе воздухозаборного устройства.

Повышение эффективности установки за счет снижения расхода топливного газа по сравнению с устройством по прототипу обеспечивается в результате отсутствия загрязняющих маслянистых отложений в проточной части двигателя, причем к. п.д. и мощность установки в процессе длительной эксплуатации сохраняются на том же уровне.

Выполнение по меньшей мере одного ряда разрядных источников света в виде ртутных ламп в воздухозаборном устройстве заявляемой установки позволяет за счет фотохимической реакции превращать частицы пыли и другие органические вещества, всасываемые воздухом компрессора, из маслянистых в "сухие" соединения. Такие соединения не являются связующими для отложения пыли и органических веществ и поэтому не образуют маслянистые отложения на статорных и роторных лопатках компрессора.

Фотохимическая реакция инициируется в том случае, когда общая номинальная мощность ртутных ламп составляет 2 - 8 кВт на квадратный метр проходного сечения воздухозаборного устройства. Это возможно осуществлять в том случае, когда каждая ртутная лампа имеет поток излучения 125 - 225 Вт, а диапазон излучения 350 - 450 нм в ультрафиолетовой и фиолетово-синей областях спектра.

Размещение ртутных ламп в отдельной проточной камере перед входом воздухозаборного устройства либо на его выходе упрощает шумо - и теплоизоляцию элементов фильтрующих секций фильтров циклового воздуха, а также снижает отложения пыли на маслянистой основе на фильтрах и потери полного давления в воздухозаборном тракте, т. к. создание местных зон обратных токов заторможенных потоков маслянистой пыли и воздуха повышает время облучения для инициации фотохимических реакций.

На фиг. 1 изображен продольный разрез заявляемой установки преимущественного варианта исполнения. Фиг. 2 представляет собой разрез А-А на фиг. 1, а фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Газотурбинная установка содержит контейнер 1, образующий отсек 2 для газотурбинного двигателя 3 с силовой турбиной 4 и валом привода 5, редуктором 6, электрогенератором 7, затурбинным диффузором 8, а также воздухозаборное устройство 9 и выхлопное устройство 10. Устройство 11 предназначено для охлаждения электрогенератора 7, редуктора 6 и газотурбинного двигателя 3. Воздухозабоное устройство 9 снабжено двумя блоками 12, 13 разрядных источников света, выполненных в виде ряда ртутных ламп 14 и установленных в отдельной проточной камере 15, 16 перед входом 17 воздухозаборного устройства 9. Стенки 18 каждой проточной камеры 15, 16 выполнены в виде диффузорной решетки, образованной уголками 19, направленными вершиной K против потока воздуха 20. Воздухозаборное устройство 9 имеет проходное сечение П. Позицией 21 отмечен основной инерционный блок очистки воздуха.

Установка работает следующим образом.

Воздушный поток 20, содержащий маслянистые частицы, всасывается двигателем 3 через воздухозаборное устройство 9 и блоки 12, 13 с трубными ртутными лампами 14. Маслянистые частицы потока 20, проходя через воздухозаборное устройство с сечением П, облучаются световым потоком ртутных ламп 14 и под действием фотохимических реакций превращаются из маслянистых в "сухие", которые движутся дальше по проточной части, не оседая на лопатках компрессора. Потоки 20 воздуха при обтекании стенок 18 каждой проточной камеры 15, 16 затормаживаются в диффузорной решетке, образованной уголками 19, направленными вершиной К против потока 20. При этом образуются зоны обратных токов, увеличивая время нахождения пылевидных маслянистых частиц в световом потоке ртутных ламп и препятствуя образованию маслянистых отложений на лампах 14, фильтрах основного инерционного блока очистки воздуха 21 и в проточной части газотурбинного двигателя 3.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 680367, F 02 C 7/052, F 02 C 7/047, 1987 г.

2. Патент РФ N 124646, F 02 C 7/25, 1996 г.

Газотурбинная установка содержит контейнер, включающий газотурбинный двигатель с силовой турбиной, затурбинным диффузором, а также воздухозаборное и выхлопные устройства. Воздухозаборное устройство снабжено, по меньшей мере, одним рядом разрядных источников света, выполненных в виде ртутных ламп. Диапазон излучения каждой из ртутных ламп составляет 350-450 нм с потоком излучения 125-225 Вт в ультрафиолетовой и фиолетово-синей областях спектра. Общая номинальная мощность ртутных ламп составляет 2-8 кВт на квадратный метр проходного сечения воздухозаборного устройства. Ртутные лампы размещены в отдельной проточной камере перед входом воздухозаборного устройства либо на его выходе. Изобретение предотвращает образование масляных отложений в проточной части установки с помощью фотохимических реакций. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Газотурбинная установка, содержащая контейнер, включающий газотурбинный двигатель с силовой турбиной, затурбинным диффузором, а также воздухозаборное и выхлопное устройства, отличающаяся тем, что воздухозаборное устройство снабжено по меньшей мере одним рядом разрядных источников света, выполненных в виде ртутных ламп, диапазон излучения каждой из которых составляет 350 - 450 нм с потоком излучения 125 - 225 Вт в ультрафиолетовой и фиолетово-синей областях спектра, причем общая номинальная мощность ртутных ламп составляет 2 - 8 кВт на квадратный метр проходного сечения воздухозаборного устройства. 2. Газотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что ртутные лампы размещены в отдельной проточной камере перед входом воздухозаборного устройства либо на его выходе.