Что такое квоу газовой турбины
Конструктивное исполнение современных комплексных воздухоочистительных устройств (КВОУ) для газоперекачивающих агрегатов
Николай Константинович Галанцев, Генеральный директор ЗАО «Мультифильтр».
В статье описываются современные конструкции КВОУ для газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций, подобные решения применяются также на КВОУ для высокотехнологичных энергетических установок, для компрессорных станций металлургических предприятий, для систем промышленной вентиляции.
Для транспортировки природного газа по магистральным трубопроводам широко применяются газоперекачивающие агрегаты, состоящие из компрессора и газотурбинного двигателя. Комплексное воздухоочистительное устройство (КВОУ) входит в состав воздухозаборного тракта газотурбинного двигателя. КВОУ обеспечивает: очистку атмосферного воздуха от пыли; защиту от птиц и насекомых; влагоотделение; подогрев воздуха зимой; охлаждение воздуха летом; шумоглушение [1].
В настоящее время применение циклонов в конструкции КВОУ по своим техническим характеристикам не может быть рекомендовано для новых разработок, т.к. в последние десятилетия появились более совершенные технологии очистки воздуха. Более современные конструкцией КВОУ создаются на базе статических и импульсных круглых (цилиндрических и/или конических) фильтрующих элементов тонкой очистки. Самыми же прогрессивными с точки зрения технико-экономических характеристик являются конструктивные исполнения с плоскими панельными (компактными) фильтрующими элементами [2].
Отдельно стоит отметить КВОУ морского применения, устанавливаемые на стационарных морских платформах на шельфе и на плавучих объектах. Стандарты для контроля воздушных фильтрующих элементов вентиляции общепромышленного исполнения EN779 и EN1822 не оговаривают воздействие брызг соленой морской воды и/или продуктов неполного сгорания углеводородов (сажа/копоть), которое в обязательном порядке следует учитывать для работающих в морских условиях фильтров. Поэтому изготовители фильтров для КВОУ морского применения создают специальные испытательные стенды для имитации морских условий эксплуатации. Фильтрующие элементы для морского применения имеют оригинальную конструкцию, а компоновка КВОУ может быть выполнена по низкоскоростной или высокоскоростной схемам фильтрации [3].
Статическое КВОУ (Рис.1) содержит: Воздухозаборные козырьки; Влагоотделители; Ступень предварительной фильтрации; Ступень фильтров тонкой очистки; Ступень (высоко)эффективных (H)EPA фильтров.
Рис. 1. Статическое КВОУ компании AAF.
Ступень предварительной фильтрации состоит из фильтров класса G4 (EN 779:2002) и применяется для уменьшения пылевой нагрузки на фильтры тонкой очистки F7-F9 (EN 779:2002). Фильтры тонкой очистки конструктивно могут быть выполнены в виде круглых картриджей (Рис.2) или в виде компактных элементов (Рис.3). Фильтры тонкой очистки могут быть статическими или импульсными.
Фильтры КВОУ
Воздух, поступающий в газотурбинные установки или газоперекачивающие агрегаты, должен проходить ступенчатую комплексную воздухоочистительную систему (КВОУ), так как он является технологическим.
Статическая фильтрация
Статическая фильтрация включает в себя три этапа:
1 этап: Предварительная обработка атмосферного воздуха
2 этап: Предварительная очистка
На этом этапе применяются фильтры грубой (предварительной) очистки, которые предназначены для защиты фильтров тонкой очистки от попадания крупных частиц различных загрязнений.
3 этап: Основная фильтрация
На этом этапе используются фильтры тонкой очистки, которые предназначены для защиты проточной части ГТУ от загрязнений, предотвращения эрозии и увеличения срока службы.
Система фильтрации с импульсной очисткой фильтров
Преимущества импульсной очистки:
Проектирование
Воздушные фильтры КВОУ для ГТУ
Воздушные фильтры КВОУ предотвращают загрязнение проточной части, а также обеспечивают защиту газотурбинного двигателя от эрозии. Фильтры тонкой очистки (ФТО) являются последним «рубежом» и определяют качество воздуха, на котором будет работать установка.
В зависимости от региона эксплуатации ГТУ, могут быть применены фильтры с классами фильтрации от F8 до E11 / H12.
Стоимость ФТО может составлять более 70% стоимости всех фильтров, установленных в КВОУ и поэтому очень важно правильно подобрать такие параметры как материал, класс фильтрации, площадь фильтрации для экономичной и эффективной работы всей КВОУ.
Компания AMCOR FITERTECHNIK может предложить выполнение технико-экономического обоснования применения оптимальной схемы фильтрации, которая позволит снизить ваши эксплуатационные издержки.
На все поставляемые нами фильтры предоставляется необходимая документации и протоколы испытаний.
На фото представлен один из типов ФТО, поставку которых мы осуществляем.
Технические характеристики:
Компания AMCOR FITERTECHNIK предлагает решения по проектированию как статических, так и импульсных фильтров КВОУ с использованием объемного 3D-моделирования, что дает возможность сконструировать оптимальный профиль воздухозаборного тракта, повышает КПД газотурбинной установки, снижает эксплуатационные затраты на фильтроэлементы.
AMCOR FITERTECHNIK предоставляет услуги индивидуального сервисного обслуживания для поддержания фильтрационных систем в хорошем рабочем состоянии и поможет разработать комплексную программу сервисного обслуживания, рассчитанную на несколько лет.
Виды услуг:
Запрос презентации
КОМПЛЕКСНЫЕ ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ
В 1990-е годы по заказу ОАО «Газпром» был создан комплексное воздухоочистительное устройство (КВОУ) для газоперекачивающего агрегата ГПА-16 «Нева» (головной разработчик ОАО «Кировский завод»).
Рис. 1. КВОУ для газоперекачивающего агрегата ГПА-16 «Нева».
1990-е годы, ОАО «ВНИИтрансмаш».
КВОУ выполнено по прогрессивной для своего времени схеме с многоступенчатой очисткой воздуха. Мультициклон разработан на основе прямоточного осевого циклона собственной конструкции (ПКЦ-250, название расшифровывается как «прямоточный комбинированный циклон диаметром 250 мм»), прошедшего этапы расчётного моделирования и экспериментальной отработки. При разработке КВОУ выполнен большой объем испытаний на специальном пылевом стенде, позволяющем проводить натурное моделирование и исследования элементов и систем пылеуловителей на расходах воздуха до 20 000 м3/ч и методом инструментальных измерений оценивать эффективность КВОУ любой производительности.
В настоящее время применение циклонов в конструкции КВОУ морально устарело и по своим техническим характеристикам не может быть рекомендовано для новых разработок. Более современные конструкцией КВОУ создаются на базе статических и импульсных круглых (цилиндрических и/или конических) фильтрующих элементов тонкой очистки. Самыми же прогрессивными с точки зрения технико-экономических характеристик являются конструктивные исполнения с плоскими панельными (компактными) фильтрующими элементами.
• в регионах с высокой пылевой нагрузкой;
• в регионах с низкой температурой при опасности забивания поверхности фильтров снегом и инеем.
Статическое КВОУ в общем случае содержит: воздухозаборные козырьки; антиобледенительную систему; влагоотделители; ступень предварительной фильтрации; ступень фильтров тонкой очистки; ступень (высоко)эффективных (H)EPA фильтров.
В 2009-2014 годах «Мультифильтр» разработал ряд воздухо-очистительных установок на основе круглых картриджных фильтрующих элементов компании Donaldson, которая является всемирным лидером в области фильтрации и на протяжении многих лет лидирует в объеме мировых поставок фильтровальных систем и комплектующих. Опираясь на обширный научно-исследовательский потенциал и развитую производственную базу, Donaldson разрабатывает новые технологии и системы фильтрации.
КВОУ с вертикальными круглыми картриджами занимают большие площади, но условия импульсной очистки фильтрующих элементов в таких конструкциях являются наилучшими. ВОУ, разработанное «Мультифильтром» на расход воздуха 80000 м3/ч с фильтрующими элементами Donaldson TTD. Фильтрующие модули Donaldson TTD имеют вертикальные картриджи. Замена картриджей производится снизу. Пылесборника нет, уловленная пыль сбрасывается вниз. Блок управления выполнен на основе контроллера и позволяет вручную устанавливать режимы работы. Конструкции с вертикальными картриджами отличаются простотой, т.к. специальный пылесборник не требуется, а уловленная пыль при регенерации фильтроэлемента сбрасывается непосредственно вниз. Недостатком конструкции являются относительно большие габаритные размеры и занимаемые площади. Более компактные решения удается получить при использовании горизонтальных картриджей. Горизонтальное расположение круглых картриджей позволяет создавать более компактные КВОУ, но условия по очистке картриджей хуже: пыль с верхних рядов картриджей стряхивается на нижние ряды.
Рис. 2. Карманные фильтры
В конструкции сочетаются принципы инерционной сепарации и сухой фильтрации. Наиболее крупные частицы пыли за счет инерции пролетают мимо фильтрующих панелей и попадают в расположенные за фильтрами вертикальные каналы, этим снижается пылевая нагрузка на фильтрующий материал (до 90 и более процентов по массе во время песчаных бурь). Часть забираемого воздуха (обычно 8-10 процентов от общего объема) не проходит через панели, а вместе с пылью попадает непосредственно в вертикальные каналы и с помощью вентиляторной системой пылеудаления возвращается обратно в атмосферу вдали от зоны воздухозабора.
Рис. 3. Картриджные фильтры
При импульсной продувке панели пыль удаляется с поверхности фильтра и уносится проходящим потоком воздуха. КВОУ с плоскими панелями (рис. 2) получается более компактным (примерно на 25%) по сравнению с системами на основе круглых картриджей (рис.3). Конструкция не требует применения байпасного клапана и противообледенительной системы. Импульсная очистка осуществляется в автоматическом режиме либо по перепаду давления на фильтре, либо по установленному интервалу времени, а также может проводиться оператором в ручном режиме. Система управления обеспечивает подачу аварийного сигнала при большом перепаде давления на фильтре и при малом давлении в магистрали сжатого воздуха. Пример применения импульсного КВОУ на компрессорной станции приведен на рис. 4.
Рис. 4. Импульсное КВОУ с самоочищающимися фильтрами ASC компании AAF для газовой турбины Trent60 мощностью 50 МВт компании Rolls Royce. Компрессорная станция «Портовая» магистрального газопровода «Северный Поток».
Выводы и рекомендации:
При классификации по конструктивному исполнению фильтрующих элементов КВОУ можно разделить на статические и импульсные. Наиболее распространены статические КВОУ, они имеют более высокие технико-экономические показатели для большинства условий эксплуатации. Более дорогостоящие импульсные системы применяются: в регионах с высокой пылевой нагрузкой; в регионах с низкой температурой, когда возможно забивание поверхности фильтрующих элементов снегом и инеем.
Современные технологии фильтрации с использованием импульсивных плоских фильтров типа ASC позволяют создавать КВОУ боле простой конструкции: без антиобледенительной системы и байпасного клапана. Такие КВОУ имеют повышенную надежность и требуют меньших затрат на обслуживание, что делает возможным их применение в большинстве регионов РФ в качестве рациональной альтернативы КВОУ со статическими фильтрами.
Существуют КВОУ различных компоновочных схем и конструктивного исполнения: статические КВОУ; импульсивные КВОУ; статические и импульсивные КВОУ со ступенью (H) EPA-фильтров; решения по модернизации существующих КВОУ.
Список литературы:
Фильтры КВОУ
Вы здесь
Крупная поставка фильтров AAF
DMLieferant отгрузила фильтры коалесцеры американского производителя AAF в количестве 90 шт.
AAF фильтры для газовых турбин и ДВС
«Мы делаем воздух лучше» – так уже почти сто лет звучит девиз компании AAF (American Air Filter). Свой путь это предприятие начало в 1921 году, как небольшая мастерская. Благодаря усилиям основателя, Билла Рида, и его наследников компания AAFстала международной корпорацией со штатом сотрудников, превышающим 3000 человек.
Сейчас AAF – это один из лидеров по производству фильтровального оборудования. Фильтры AAF чаще всего устанавливается на предприятиях по добыче, транспортировке и переработке углеводородных ископаемых.
Фильтры КВОУ для ГТУ и ГПА
В целях повышения энергоэффективности, надежности и ресурса газотурбинных установок, для исключения попадания пыли и влаги, содержащихся в атмосферном воздухе, перед входом в турбины устанавливаются комплексные воздухоочистительные устройства (КВОУ), созданные на основе статических, импульсных, картриджных и других систем фильтрации.
КВОУ в составе газотурбинных установок и газоперекачивающих агрегатов нашли широкое применение в нефтегазовой, энергетической и других отраслях промышленности.
Системы фильтрации Donaldson для газовых турбин
Важным направлением деятельности компании Donaldson является разработка и создание высокоэффективных систем очистки воздуха, поступающего в газовые турбины, генераторы и другое вращательное оборудование конструктивно связанное с обустройством воздухозаборных устройств.
Начиная с 1970-х годов, компания занимает ведущие места среди разработчиков передовых технологий и материалов в области фильтрации воздуха для газотурбинных установок.
Продукция Donaldson по лучшим ценам
Поставки фильтров Camfil Farr
DMLieferant с 2012 года является дилером шведской компании Camfil International AB – признанного мирового лидера по разработке передовых систем фильтрации воздуха, специализирующегося на производстве широкого ассортимента воздушных фильтров Camfil Farr.
Основная продукция Camfil Farr:
Фильтры для газовых турбин Camfil Farr
Компания Camfil Farr является ведущим поставщиком фильтров и комплексных воздухоочистительных устройств (КВОУ) для очистки от пыли поступающего в газовые турбины технологического воздуха.
Фильтры Cam GT и Camclose – популярные решения Camfil Farr для промышленной фильтрации воздуха (в разделе бренда на нашем сайте доступны брошюры с технологическими характеристиками данных фильтров).
Фильтры Donaldson – разумная выгода
Компания Donaldson – это признанный мировой лидер по производству фильтров для двигателей автотранспорта, сельскохозяйственных машин, спецтехники, а также систем фильтрации для помещений производственного и специализированого назначения (цеха промышленных предприятий, лаборатории, больницы и др.).
Дистрибьютор Donaldson
Компания DMLieferant официальный дистрибьютор фильтровального оборудования и комплектующих Donaldson в России, мы поставляем только оригинальную продукцию напрямую от производителя, что является залогом сокращения закупочных издержек для Вашего бизнеса.
Более подробно о поставляемой продукции на страницах:
Страницы
Комплексное воздухоочистительное устройство (КВОУ) обеспечивает поступление в газотурбинную установку (ГТУ) или газоперекачивающий агрегат (ГПА) очищенного и подготовленного атмосферного воздуха.
Производители фильтров КВОУ
Производители
Эксплуатация ГТУ во всем мире показывает, что поступление неочищенного воздуха, в котором содержатся пыль и влага, подвергает рабочие элементы газовой турбины абразивному износу и коррозии. В газотурбинных двигателях, работающих в составе ГТУ или ГПА, находящихся на уровне земли, по истечению 1500–2000 часов эксплуатации наблюдается снижение КПД на 2–3 %, а также мощности на 5–10 %.
В связи с этим применение КВОУ напрямую связано с улучшением энергоэффективности ГТУ или ГПА, защитой от агрессивного воздействия пыли и влаги, повышением производительности, надежности и срока эксплуатации турбины.
Среди основных задач, выполняемых КВОУ, выделяют следующие:
В результате многочисленных исследований отечественных и зарубежных научных организаций установлено, что содержание пыли в приземном слое существенно зависит от высоты забора воздуха. Так, с увеличением высоты над уровнем земли на каждые 3 метра содержание пыли снижается в 2 раза, а за пределами высот 6 – 10 метров ее содержание не является существенным. Основываясь на этой информации, при установке КВОУ место забора воздуха располагают на высоте 6 метров и более.
В соответствии с Европейским стандартом ЕН–779 степень очистки атмосферного воздуха должна составлять 99,5–99,7%. Современные КВОУ, созданные на основе статических и импульсных фильтров успешно обеспечивают данный уровень очистки.
Статические КВОУ
Представляют собой самый распространенный вариант КВОУ, применяются в обычных условиях эксплуатации и имеют более низкую стоимость.
В стандартную конструкцию статического КВОУ входят: козырьки для забора воздуха, противообледенительная система, участок фильтровальных элементов грубой очистки, участок фильтровальных элементов тонкой очистки, зона (Н)ЕРА фильтров повышенной эффективности.
Статические КВОУ накапливают пыль в процессе эксплуатации и характеризуются определенной пылеёмкостью.
Импульсные КВОУ
Импульсные КВОУ чаще всего применяются:
В отличие от статических, импульсные КВОУ имеют функцию самоочищения за счет кратковременного импульса сжатого воздуха. Для импульсных КВОУ характерна более высокая стоимость.
Сегодняшние прогрессивные технологии очистки позволяют создавать системы импульсных плоских фильтров повышенной надежности с более простым конструктивным устройством. Предполагается, что в перспективе они способны заменить статические очистительные системы.
Комплексное воздухоочистительное устройство для очистки циклового воздуха газотурбинной установки
Владельцы патента RU 2344302:
Изобретение относится к области энергетики, в частности к газоочистительным устройствам для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовки его к подаче в компрессор газотурбинной установки. Комплексное воздухоочистительное устройство для очистки циклового воздуха газотурбинной установки содержит последовательно установленные по ходу всаса воздушного потока погодозащитный козырек, двухсекционное воздухоподогревающее устройство, блок инерционной очистки, вентиляторы отсоса пыли, блок тонкой очистки, содержащий воздушные фильтры, байпасный блок с размещенными в нем байпасными клапанами, блок шумоглушения, соединенный через переходной воздуховод с входным патрубком компрессора. После погодозащитного козырька по ходу всаса воздушного потока установлена вертикальная шахта, а погодозащитный козырек снабжен разделительной перегородкой. Блок инерционной очистки, воздушные фильтры тонкой очистки, байпасный блок и блок шумоглушения расположены вне пределов вертикальной шахты, параллельно ее нижней части, образуя горизонтальный участок комплексного воздухоочистительного устройства. В нижней части вертикальной шахты выполнен поворот под 90° с радиусом, равным 0,30-0,35 высоты горизонтального участка комплексного воздухоочистительного устройства. Перед блоком инерционной очистки выполнен буферный участок с длиной 0,2-0,3 высоты горизонтального участка комплексного воздухоочистительного устройства. Изобретение позволяет повысить надежности работы оборудования путем уменьшения входной неравномерности и гидравлического сопротивления всего участка воздухозабора, а также улучшить условия его обслуживания и ремонта. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области энергетики, в частности к устройствам для подготовки атмосферного воздуха перед подачей его в турбокомпрессор газотурбинной установки (ГТУ). Изобретение может быть использовано применительно к осевым компрессорам ГТУ, а также для воздушных турбокомпрессоров, работающих в различных климатических зонах в металлургии, химии, энергетике и других отраслях промышленности.
Находящиеся в атмосферном воздухе частицы промышленной и природной пыли, попадая в проточную часть компрессора, вызывают образование отложений в газовоздушном тракте ГТУ и эрозию проточной части компрессоров. Вследствие эрозии происходит профильный износ и подрез лопаток, в 2-4 раза уменьшающий ресурс их работы, что снижает эффективность, надежность и моторесурс энергоустановки в целом.
Одним из главных факторов, влияющих на интенсивность износа проточной части, является концентрация взвешенных в потоке частиц. Разрушающее воздействие запыленного потока прямо пропорционально концентрации пыли в нем.
Основываясь на этих данных, подавляющее большинство фирм-разработчиков и поставщиков комплексных воздухоподготовительных устройств (КВОУ) принимают нижнюю точку воздухозабора на отметке 6,000 и более.
Современные газотурбинные двигатели большей частью являются конвертированными вариантами хорошо отработанных высокоэкономичных авиационных двигателей, устанавливаемых в индивидуальных укрытиях на бесподвальных фундаментах. Осевые компрессоры конвертируемых двигателей способны обеспечить экономичную и надежную работу ГТУ при условии поступления на вход равномерного осевого потока.
Необходимость организации воздухозабора на отметке выше «6.000» при расположении оси агрегата в диапазоне отметок 1.500-2.500 вызывает к жизни в составе КВОУ участок снижения или поворотный участок, который, как правило, располагается непосредственно перед входом в проточную часть.
Ведущие поставщики КВОУ [в России: ВНИИГАЗ, ООО «Самара Авиагаз», ОАО «КМПО»(Казань), НПФ «НЕВТУРБОТЕСТ». в промышленно-развитых странах фирмы: ABB STAL (Швеция), AAF (США), GE (General Electric Company USA, BB Kraftwerke Berlin GbmH (Германия), Donaldson (Дания), EMW filtertechnik (Германия), NORDIC AIR FILTRATIONF (Дания)] предлагают потребителям следующие типовые конструкции КВОУ:
— КВОУ контейнерного типа с односторонним всасыванием или двустороннего всасывания;
— КВОУ шахтного типа;
— панельного типа (для ГТД большой мощности).
Известно комплексное воздухоочистительное устройство (КВОУ) для газовых турбин энергетических установок, состоящее из последовательно соединенных между собой блоков: воздухоприемного с устройством подогрева атмосферного воздуха, инерционного жалюзийного сепаратора с вентиляторами отсоса пыли, фильтра тонкой очистки, устройства шумоглушения и переходника, соединяющего КВОУ с патрубком турбокомпрессора ГТУ (Е.И.Михайлов, В.А.Резник, А.А.Кринский. «Комплексные воздухоочистительные устройства для энергетических установок». Л.: Машиностроение, 1978, с.34-49).
Недостатками данного устройства являются повышенное аэродинамическое сопротивление, повышенный уровень шума, неравномерность поля скоростей воздушного потока, повышенный расход электроэнергии вспомогательного оборудования.
Известно воздухоочистительное устройство шахтного типа, ВОУ-ЦН100 конструкции ООО «Самара Авиагаз». Устройство состоит из погодного козырька, двухступенчатой системы очистки циклового воздуха, системы подогрева, блока байпасных клапанов, шумоглушителя, поворотного устройства (для перехода от вертикальной части ВОУ к горизонтальной), переходника, опорных конструкций и площадок обслуживания. Устройство поставляется с системой освещения, электрооборудованием, КИП, а в циклонной части ВОУ используются мультициклоны конструкции ВНИИГАЗ. Во второй ступени очистки установлены накопительные компакт-кассеты типа МРК-4+VK-KW1/R производства фирмы EMW (Германия). Батарейные циклоны установлены по четырем наружным сторонам прямоугольной воздухоприемной камеры. Камера разделена перегородками на секции, во второй части которых помещены компакт-кассеты.
Плохо организованный поворот на 90° из вертикальной части ВОУ к горизонтальному воздуховоду является источником дополнительных гидравлических потерь и увеличенной, дополнительно к уже имеющейся за блоком воздухоочистки, неравномерности потока на входе в ГТД. При этом в рассматриваемой конструкции характеризующий степень неравномерности потока коэффициент Буссинеска (коэффициент количества движения) может достигать величин Мн=1,3÷1,4, что для современных сверхзвуковых первых ступеней компрессора означает возрастание потерь во входном направляющем аппарате на 30÷60 мм вод. ст.
Повышенное гидравлическое сопротивление приводит к снижению КПД газотурбинной установки и всего газоперекачивающего агрегата в целом.
Сложность конструкции не может обеспечить санитарную норму уровня звукового давления, которое превышает 80 дБ, особенно при включенном подогреве циклового воздуха.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является изобретение «Комплексное воздухоподготовительное устройство газотурбинной установки» (ГТУ), защищенное патентом РФ №2280706 (заявка №2004129040/06), опубликованное 20.12.2006 г.
Устройство включает последовательно установленные по ходу всаса воздушного потока: воздухоприемный блок, снабженный погодозащитным козырьком и антиобледенительным (воздухоподогревающим) устройством, блок инерционной очистки с вентиляторами отсоса пыли; блок воздушных фильтров (блок тонкой очистки); байпасный блок со встроенными в него байпасными клапанами, датчиком постоянного контроля запыленности атмосферного воздуха, установленным на корпусе байпасного блока и подключенным к системе управления ГТУ; блок шумоглушения, соединенный через переходный воздуховод с входным патрубком энергетической установки.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы оборудования путем уменьшения входной неравномерности и гидравлического сопротивления всего участка воздухозабора, состоящего из КВОУ, всасывающего воздуховода и участка проточной части от ее входного сечения до входа в первое рабочее колесо, улучшение условий регламентного обслуживания и ремонта КВОУ.
Технический результат достигается за счет того, что принципиально изменяется пространственная компоновка и частично конструкция отдельных функциональных блоков известного комплексного воздухоочистительного устройства, содержащего последовательно установленные по ходу всаса воздушного потока: воздухоприемный блок, снабженный погодозащитным козырьком и антиобледенительным (воздухоподогревающим) устройством, блок инерционной очистки с вентиляторами отсоса пыли; блок воздушных фильтров (блок тонкой очистки); байпасный блок со встроенными в него байпасными клапанами, датчиком постоянного контроля запыленности атмосферного воздуха, установленным на корпусе байпасного блока и подключенным к системе управления ГТУ; блок шумоглушения, соединенный через переходный воздуховод с входным патрубком компрессора, внесены конструктивные изменения, а именно:
— оно дополнительно содержит вертикальную шахту, установленную по ходу всаса воздушного потока после погодозащитного козырька;
— погодозащитный козырек снабжен разделительной перегородкой, смещенной относительно вертикальной оси шахты в сторону от компрессора;
— блок инерционной очистки, воздушные фильтры тонкой очистки, байбасный блок и блок шумоглушения расположены вне пределов вертикальной шахты, параллельно ее нижней части, образуя горизонтальный участок комплексного воздухоочистительного устройства;
— в нижней части вертикальной шахты выполнен поворот под 90° с радиусом, равным 0,30-0,35 высоты горизонтального участка комплексного воздухоочистительного устройства;
— перед блоком инерционной очистки выполнен буферный участок с длиной, равной 0,2-0,3 высоты горизонтального участка комплексного воздухоочистительного устройства.
Кроме того, переходный воздуховод, соединяющий блок шумоглушения с входным патрубком компрессора, выполнен в виде конфузора, ось которого образует с осью входного патрубка угол не более 15°, а разделительная перегородка на погодозащитном козырьке смещена на величину, равную 0,10-0,15 ширины верхней части вертикальной шахты, которая, в свою очередь, составляет 0,55-0,65 высоты горизонтального участка воздухоочистительного устройства.
Введение вертикальной шахты после погодозащитного козырька, содержащей воздухоприемный блок с обтекателями и воздухоподогревающее устройство, позволило разместить основные блоки комплексного воздухоочистительного устройства соосно с входом компрессора, уменьшив гидравлическое сопротивление, а также облегчить эксплуатацию основных функциональных блоков устройства.
Размещение разделительной перегородки на погодозащитном козырьке с определенным смещением относительно оси вертикальной шахты в сторону от компрессора позволяет повысить равномерность воздушного потока на входе в блока инерционной очистки.
При смещении разделительной перегородки менее 0,10 ширины верхней части вертикальной шахты наблюдаются существенно меньшие, по сравнению со среднерасходным значением, скорости в верхних сечениях блока инерционной очистки. А при смещении большем 0,15 имеют место существенно меньшие, по сравнению со среднерасходным значением, скорости в нижних сечениях блока инерционной очистки.
Выполнение поворота в нижней части вертикальной шахты с радиусом, равным 0,30-0,35 высоты горизонтального участка комплексного воздухоочистительного устройства, позволило плавно повернуть воздушный поток на угол 90°, что уменьшило гидравлическое сопротивление и способствовало стабилизации потока на буферном участке перед инерционном блоком. Выполнение радиуса больше 0,35 высоты горизонтального участка комплексного воздухоочистительного устройства увеличивало бы габариты горизонтального участка, а следовательно, всего устройства.
При выполнении радиуса меньше 0,30 высоты горизонтального участка увеличивает гидравлическое сопротивление воздушного потока и длина буферного участка окажется недостаточной, чтобы стабилизировать поток после его поворота.
При длине буферного участка менее чем 0,2 высоты горизонтального участка комплексного воздухоочистительного устройства воздушный поток не достигает необходимого выравнивания потока по углам набегания потока на инерционные элементы, а при длине буферного участка более 0,3 высоты горизонтального участка увеличиваются габариты устройства.
При выполнении переходного воздуховода, соединяющего блок шумоглушения с входным патрубком компрессора, с углом между осями воздуховода и входного патрубка компрессора более 15° резко возрастает уровень потерь на этом переходе.
При ширине верхней части вертикальной шахты менее 0,55 высоты горизонтального участка комплексного воздухоочистительного устройства заметно возрастают уровень потерь в шахте и неравномерность потока за поворотом. А при ширине более 0,65 увеличиваются габариты комплексного воздухоочистительного устройства.
Конструкция предлагаемого комплексного воздухоочистительного устройства поясняется фиг.1 и 2.
На фиг.1 показан общий вид КВОУ до входа в камеру всасывания компрессора. Оно состоит из погодозащитного козырька 1 грибковой формы, воздухоприемного блока 2 (верхняя часть шахты), воздухоподогревающего устройства 3 (антиобледенительный блок), нижней части шахты 4, блока 5 инерционной очистки, системы отбора пыли 6, вентиляторов отсоса пыли 7, блока тонкой очистки 8, состоящего из воздушных фильтров, байпасного блока 9 с байпасными клапанами 10, блока шумоглушения 11, проводного воздуховода 12, выполненного в виде конфузора, соединенного с входным цилиндрическим патрубком всасывающей камеры 14 компрессора ГТУ, и опорной рамы 13 с площадками для обслуживания КВОУ.
На фиг.2 показаны геометрические размеры шахты, радиуса поворота воздушного потока и остальных частей КВОУ, обозначенных Вш, R, Нг, в, L.
На фиг.2 также показаны обтекатели 15 воздушного потока, разделительная перегородка 16, установленная на погодозащитном козырьке 1, вторая секция 17 воздухоподогревательного устройства 3, раздаточные трубы 18 и буферный участок 19, образованный перед входом воздушного потока в инерционный блок 5 КВОУ.
КВОУ работает следующим образом.
Воздушный поток, обтекая трубчатые обтекатели 15, засасывается с двух сторон погодозащитного козырька 1 и посредством разделительной перегородки 16 разворачивается на 180° и поступает в воздухоприемный блок 2 вертикальной шахты.
Преимущества предлагаемого КВОУ, по сравнению с известными КВОУ шахтного типа, заключаются в следующем:
— расположение основных функциональных блоков КВОУ на более низком уровне относительно земли значительно облегчает эксплуатацию оборудования и повышает безопасность для обслуживающего персонала;
— наличие плавной стыковки вертикальной части шахты с горизонтальной частью КВОУ позволило значительно уменьшить гидравлическое сопротивление КВОУ и выравнять воздушные потоки на всем протяжении КВОУ.
В результате конструктивных изменений КВОУ коэффициент полезного действия (КПД) ГТУ увеличился на 0,3-0,5%.
В настоящее время, головной образец КВОУ смонтирован на магистральном газопроводе компрессорной станции Мокроус, где проходит опытную эксплуатацию.
1. Комплексное воздухоочистительное устройство для очистки циклового воздуха газотурбинной установки, содержащее последовательно установленные по ходу всаса воздушного потока погодозащитный козырек, двухсекционное воздухоподогревающее устройство, блок инерционной очистки, вентиляторы отсоса пыли, блок тонкой очистки, содержащий воздушные фильтры, байпасный блок с размещенными в нем байпасными клапанами, блок шумоглушения, соединенный через переходной воздуховод с входным патрубком компрессора, отличающееся тем, что дополнительно содержит вертикальную шахту, установленную по ходу всаса воздушного потока после погодозащитного козырька, а погодозащитный козырек снабжен разделительной перегородкой, при этом блок инерционной очистки, воздушные фильтры тонкой очистки, байпасный блок и блок шумоглушения расположены вне пределов вертикальной шахты, параллельно ее нижней части, образуя горизонтальный участок комплексного воздухоочистительного устройства, в нижней части вертикальной шахты выполнен поворот под 90° с радиусом, равным 0,30-0,35 высоты горизонтального участка комплексного воздухоочистительного устройства, а перед блоком инерционной очистки выполнен буферный участок с длиной, равной 0,2-0,3 высоты горизонтального участка комплексного воздухоочистительного устройства.
2. Комплексное воздухоочистительное устройство по п.1, отличающееся тем, что разделительная перегородка на погодозащитном козырьке смещена относительно вертикальной оси шахты, в сторону от компрессора на величину, равную 0,10-0,15 ширины верхней части вертикальной шахты, которая, в свою очередь, составляет 0,55-0,65 высоты горизонтального участка комплексного воздухоочистительного устройства.
3. Комплексное воздухоочистительное устройство по п.1, отличающееся тем, что переходный воздуховод выполнен в виде конфузора, ось которого образует с осью входного патрубка компрессора угол не более 15°.