воздухозаборная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем

Формула изобретения

Воздухозаборная система газотурбинного двигателя, содержащая воздухоочистительное устройство, камеру всасывания, выполненную в виде плавно изогнутого на 90° патрубка, отличающаяся тем, что в ней изогнутый патрубок телескопически связан одним концом с выходным участком воздухоочистительного устройства, а другим концом - с входным участком газовоздушного тракта газотурбинного двигателя, при этом на выходном участке воздухоочистительного устройства или на входном участке патрубка размещено защитное заграждение, например сетка с антиобледенительным покрытием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в газоперекачивающих агрегатах (ГПА) с газотурбинным двигателем (ГТД) в качестве привода для центробежного нагнетателя. Одним из показателей, влияющих на коэффициент полезного действия (КПД) ГПА является гидравлическое сопротивление его воздухозаборной системы. Снижение гидравлического сопротивления на 10 мм вод. ст. повышает КПД ГПА ˜ на 0,1%. Учитывая, что гидравлическое сопротивление на входе в двигатель достигает порой до 500 мм вод. ст., поиск путей снижения гидравлического сопротивления является актуальным.

В воздухозаборную систему ГПА непосредственно входят воздухоочистительное устройство (ВОУ), камера всасывания и промежуточный блок.

Известны ГПА разработки Сумского машиностроительного производственного объединения им. М.В.Фрунзе, г.Сумы, Украина (свидетельства на промышленные образцы №17622 от 20.02.84, МКПО 23-01, №18071 от 15.06.84, МПКО 15-02).

В качестве аналога принята конструкция воздухозаборной системы, приведенная в книге А.И. Апанасенко и др. Монтаж, испытания и эксплуатация газоперекачивающих агрегатов в блочно-контейнерном исполнении. Л.: «Недра», 1991, стр.17, 19, 31-34.

Наличие кубообразной камеры всасывания, куда поступает воздух с внезапным расширением, приводит к турбулизации потока, который при входе в леминискату ГТД имеет в сечении различные значения скорости и давления. Для формирования равномерного потока до входа в компрессор ГТД устанавливают промежуточный блок в виде цилиндрической трубы. Наличие турбулизованного потока в камере всасывания увеличивает гидравлическое сопротивление тракта, снижая при этом КПД ГТД и ГПА в целом. Камера всасывания для монтажа ГТД имеет проемы в стенках, перпендикулярных оси ГПА, которые после монтажа закрываются дверями и щитами с герметизацией стыков. К недостаткам рассмотренной конструкции относится:

- повышенное гидравлическое сопротивление воздухозаборной системы;

- наличие разъемных соединений и необходимость их герметизации;

- увеличенные габариты и металлоемкость из-за наличия промежуточного блока и леминискаты.

Технической задачей изобретения является устранение отмеченных выше недостатков.

Технический результат достигается тем, что в воздухозаборной системе ГПА камера всасывания выполнена в виде плавно изогнутого на 90° патрубка, телескопически связанного одним концом с выходным участком ВОУ, а другим концом - с входным участком газовоздушного тракта ГТД, при этом патрубок снабжен устройствами регулирования его геометрического положения и отката от ГТД, а на выходном участке ВОУ или на входном участке патрубка размещено защитное заграждение, например сетка с антиобледенительным покрытием.

Сущность изобретения показана на чертеже.

Воздухозаборная система ГПА с ГТД включает ВОУ 1, плавно изогнутый патрубок 2, входной участок газовоздушного тракта 3 ГТД, герметизирующие устройства 4, 5, 6, стойки 7 крепления патрубка 2 к раме 8, регулирующие устройства 9, защитную сетку 10 на входном участке патрубка 2. ГТД размещен в контейнере 11. Выходной участок ВОУ имеет переходник 12, который телескопически соединен с патрубком 2.

Сборка воздухозаборной системы производится в последовательности:

- ВОУ 1 монтируется на опоры ГПА;

- герметизирующее устройство 6 устанавливается на герметизирующее устройство 5;

- герметизирующее устройство 5 пристыковывается к двигателю 3, а герметизирующее устройство 6 поджимается к контейнеру 11;

- на горизонтальную площадку патрубка 2 устанавливается герметизирующее устройство 4 и поджимается к ней;

- в герметизирующее устройство 4 устанавливается переходник 12 с установленной на нем защитной сеткой 10;

- патрубок 2 с помощью регулирующих устройств 9 центрируется относительно газовоздушного тракта 3 двигателя и вводится в герметизирующее устройство 5;

- переходник 12 стыкуется с выходным торцом ВОУ 1.

Особенности работы воздухозаборной системы.

Очищенный поток воздуха из ВОУ проходит через защитную сетку и поступает в камеру всасывания, в которой плавно разворачивается на 90° и практически без потерь поступает в газовоздушный тракт двигателя. Защитная сетка исключает возможность попадания в газовоздушный тракт двигателя посторонних предметов, а противообледенительное покрытие сетки исключает скопление на ней снега и льдообразование.

Использование предлагаемого изобретения позволит:

- повысить КПД ГПА за счет снижения гидравлического сопротивления воздухозаборной системы;

- уменьшить габариты и металлоемкость воздухозаборной системы и ГПА в целом;

- повысить надежность работы газотурбинного двигателя.