Система подачи воздуха в котел Советский патент 1991 года по МПК F23L15/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано в транспор- тныхсиловыхустановках,

преимущественно судовых, и является усовершенствованием известной системы по авт. св. Ne 1210008.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности путем предотвращения обледенения компрессора.

На чертеже изображена схема установки, в которой использована предлагаемая система подачи воздуха в котел.

Установка содержит высоконапорный котел 1, установленные на одном валу паровую турбину 2, газовую турбину 3 и компрессор 4, во входной магистрали 5 которого размещены последовательно воздухоподогреватель б и эжектор 7. Воздухоподогреватель б по греющей стороне подключен к выхлопному патрубку 8 паровой турбины 2, а трубопроводом 9 - к конденсатной системе установки (не показана). Газовая турбина 3 установлена в выхлопном тракте 10 котла 1. Байпасная линия 11с регулирующим органом 12 соединяет входную магистраль 5 с выходной магистралью 13 компрессора 4. Эжектор 7 снабжен активным соплом 14. Трубопровод 15 с регулирующим органом 16 служит для подвода пара к турбине 2, причем регулирующие органы 12 и 16 связаны между собой кинематически и подключены к регулятору 17, соединенному с датчиком 18 расхода воздуха в котел 1. Кроме того, регулятор 17 соединен с датчиком 19 нагрузки котла 1, т.е. регулятор 17 является программным по нагрузке котла 1. Система содержит также дополнительную байпасную линию 20 с регулирующим органом 21, соединяющую выходную магистраль 13 компрессора 4 с соплом 14 эжектора 7. Регулирующий орган 21 связан линией управления с регулятором 22 давления, соединенным с датчиком 23 давления, подключенным к эжектору 7.

Подачу воздуха в котел осуществляют следующим образом.

Производительность компрессора 4, приводимого во вращение газовой турбиной 3, использующей энергию отходящих по тракту 10 от котла 1 газов, устанавливают регулятором 17 по сигналу от датчика 18 расхода воздуха в котел 1, сравнивающего измеренное значение расхода воздуха с заданным для данной нагрузки котла 1 значением, и сигнал на перестройку программы регулятора 17 поступает к последнему от датчика 19 нагрузки котла 1. При расходе воздуха больше заданного значения (вследствие избыточной мощности газовой турби- ны 3 на режимах полных и средних

нагрузок) регулятор 17 расхода воздуха открывает клапан и перепускает часть нагретого при сжатии в компрессоре 4 воздуха из его выходной магистрали 13 по байпасной

линии 11 во входную магистраль 5. За счет этого увеличивается расход, степень сжатия и температура воздуха, проходящего через компрессор 4, а следовательно, и мощность, необходимая для его привода. В результате

0 достигается баланс мощностей компрессора 4 и газовой турбины 3, повышается температура воздуха перед компрессором 4, что способствует защите его воздухоприем- ного устройства от обледенения. Темпера5 тура воздуха, поступающего в топку котла 1, также повышается, а следовательно, повышается КПД котла 1. На режимах снижения нагрузок, когда мощность газовой турбины 3 меньше мощности, потребной для приво0 да компрессора 4, и измеренное значение расхода воздуха меньше заданного значения, регулятор 17 закрывает орган 12 и открывает кинематически связанный с ним орган 16, изменяя тем самым расход пара

5 через трубопровод 15 на турбину 2, а следовательно, и производительность компрессора 4. При этом отработавший в турбине 2 пар поступает по патрубку 8 в воздухоподогреватель 6 и повышает температуру воздуха

0 перед компрессором 4, что способствует защите его воздухоприемного устройства от обледенения. Кроме того, повышается температура воздуха, поступающего в топку котла 1, а значит, и КПД последнего. Конден5 сат отработавшего пара из воздухоподогревателя 6 по трубопроводу 9 отводят в конденсатную систему установки.

В связи с тем, что скорость воздуха в воздухоподогревателе 6 и воздухоприем0 ном устройстве компрессора 4 меньше, чем в горле эжектора 7, в последнем (на всех нагрузках) раньше создаются условия льдообразования (из-за падения с увеличением скорости воздуха его температуры и увели5 чения относительной влажности). При появлении льда в горле эжектора 7 возрастает давление воздуха, фиксируемое датчиком 23, по сигналу которого регулятор 22 открывает орган 21 на магистрали 20 и перепуска0 ет часть воздуха из выходной магистрали 13 компрессора 4 в его входную магистраль 5 через сопло 14 эжектора 7. Регулятор 17 для восстановления заданного расхода воздуха в котел 1 по сигналу от датчика 18 закрывает

5 орган 12 (если он был открыт) и открывает (или увеличивает открытие) орган 16, подавая (увеличивая) тем самым расход пара на турбину 2 и, следовательно, увеличивая производительность компрессора 4. При этом отработавший в турбине 2 пар поступает по

патрубку 8 в воздухоподогреватель 6 и повышает температуру воздуха перед компрессором 4, что предотвращает обледенение его воздухоприемного устройства. Кроме того, повышается температура воздуха, поступающего в топку котла, а значит, и его КПД.

Техническое преимущество системы заключается в том, что она обеспечивает надежность работы компрессора А, предотвращая обледенение его воздухоприемного устройства на всех режимах работы при отрицательных температурах атмосферного воздуха. При этом система позволяет повысить температуру воздуха перед компрессором 4 с упреждением - до начала льдообразования на его воздухопри- емном устройстве, так как в горле эжектора 7 раньше создаются условия льдообразоваО

5

0

ния из-за падения при увеличении скорости воздуха его температуры и увеличения относительной влажности.

Формула изобретения Система подачи воздуха в котел по авт. св. № 1210008. отличающаяся тем, Что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем предотвращения обледенения компрессора, она снабжена дополнительной байпасной линией с регулирующим органом и его линией управления с датчиком давления, а также включающим активное сопло эжектором, который установлен во входной магистрали после воздухоподогревателя, при этом дополнительная байпас- ная линия одним концом подключена к активному соплу эжектора и другим - к выходной магистрали, а упомянутый датчик давления подключен к эжектору.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в транспортных силовых установках. Цель изобретенияповышение эксплуатационной надежности путем предотвращения обледенения компрессора. Отработавший в турбине 2 пар поступает в воздухоподогреватель (ВП) 6 и подогревает воздух (В) перед компрессором (К) 4. В связи с тем. что скорость В в ВП 6 и воэдухоприемном устройстве К 4 меньше, чем в эжекторе (Э) 7, в последнем раньше создаются условия для льдообразования. При появлении льда в Э 7 возрастает давление, что фиксируется датчиком 23. по сигналу которого регулятор 22 по магистрали (М) 13 перепускает часть В из М 13 К 4 в М 5 К 4 через сопло 14 Э 7. что препятствует льдообразованию и повышает надежность. 1 ил. kjHW.cam Ё 0 (л Ы ю Сл о ю