Вихревой сепаратор для промышленных газотурбинных установок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.04, кандидат технических наук Яхнис, Валентин Александрович

• Яхнис, Валентин Александрович
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Яхнис, Валентин Александрович

Введение.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ВОЗДУХОПОДГОТОВКИ И КОНСТРУКЦИЙ ВОЗДУХОПОДГОТОВИТЕЛЪНЫХ УСТРОЙСТВ

ДНЯ ГАЗВПЕРЕКАЧИВАКЩИХ ГАЗОТУРБИННЫХ АГРЕГАТОВ.

1.1. Атмосферный воздух, как рабочее тело ГТУ.

1.2. Определение минимально необходимой степени очистки циклового воздуха ГТУ.

1.3. Современные защиты ГТУ от атмосферных и промышленных аэрозолей.

1.4. Анализ конструкций и эффективности систем воздухоподготовки ГТУ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Вихревой сепаратор для промышленных газотурбинных установок»

В свете проблемы экономии топливо-энергетических и материальных ресурсов страны, вцдвинутых ХХУТ съездом КПСС, актуальное значение приобретают задачи, связанные с обеспечением надежности, долговечности и поддержанием на спецификационном уровне основных параметров и характеристик газотурбинных установок /ГТУУ в процессе эксплуатации {1,2} .

Накопленный опыт работы ГТУ в промышленной энергетике свидетельствует о возможностях значительного ухудшения их термодинамических и прочностных характеристик из-за воздействий на проточную часть ГТУ промышленных и естественных аэрозолей, поступающих с цикловым воздухом. Широко набладаются следующие результаты воздействия аэрозолей; эрозионный износ лопаток компрессора, турбины и других деталей; отложения аэрозольных частиц в проточной части, изменяющие конфигурацию и шероховатость поверхности лопаток, что нарушает их рабочие и прочностные характеристики; усиление коррозии лопаток и других деталей ГТУ и т.д. [З-б] . Определенное влияние на мощность и к.п.д. ГТУ оказывают сезонные и суточные колебания температуры, влажности, давления и силы ветра атмосферного воздуха [7-1О] : увеличение температуры и уменьшение давления относительно спецификационных расчетных значений вызывает снижение мощности и к.п.д. ГТУ; увеличение влажности уменьшает к.п.д. компрессора и ГТУ, в целом, а при низких температурах вызывает обледенение входного тракта; изменение силы и направления ветра приводит к некотором? изменению статического давления, равномерности скоростного поля во входном тракте ГТУ и силы тяги в дымовой трубе.

В реальных условиях эксплуатации ГТУ имеет место комплексное /совместное/воздействие вышерассмотренных атмосферных факторов на работу установок. Например, колебания температуры атмосферного воздуха сопровождаются колебаниями его влажности, изменение силы ветра - изменением запыленности, влажность твердых аэрозольных частиц меняется в зависимости от температуры и влажности воздуха, что сказывается на процессе образования отложений частиц на лопатках (Ж, ГТУ и процессах эрозии и коррозии. Воздействие осадков и процесс обмерзания входного тракта и компрессора ГТУ также зависят от температуры и влажности воздуха.

Различным методам защиты ГТУ от воздействия атмосферных факторов, изучению конструкций, режимов работы и опыта эксплуатации отдельных устройств и их комплексов посвящены исследования многих отечественных и зарубежных авторов £5,8-11, 13,16, 17, 19-21, 25-32, 35, 49, 50, 56, 58-60] , которые показывают, что в настоящее время проблема защиты ГТУ от воздействия аэрозолей и колебаний входных параметров воздуха рэшается, в основном, путем установки в воздухозаборных камерах ГТУ различных устройств для очистки воздуха от аэрозольных частиц, устройств испарительного охлаждения воздуха и устройства защиты от обледенения, образующих, так называемою, систему воздухоподготовки УСВУ, в которую входит и система щумогдушения. Количество устанавливаемых устройств определяется климатическим районом расположения ГТУ по состоянию запыленности и годовому ходу температур атмосферного воздуха [4,5,25] . Разработан ряд предложений по повышению невосприимчивости ГТУ к воздействию отдельных атмосферных факторов путем применения поворотных сопловых аппаратов трубины и направляющих лопаток ОК, специальных приемов профилирования и обработки поверхностей, очистки проточной части от загрязнений "на ходу" и др. [4,12,31, 36,38] .

Из внешних методов защиты ГТУ от атмосферных аэрозолей наиболее изучены и получили широкое распространение в СССР и за рубежом инерционные жалюзийные сепараторы и прямоточные батарейные циклоны, различные масляные фильтры, сухие полуавтоматические фильтры со сменными кассетами фильтрующего материала, а в некоторых зарубежных ГТУ - рукавные фильтры ¿4,5,17,22, 31, 40-47] . К сожалению, при проектировании воздухоприемных камер с данными воздухоочистительными устройствами недостаточно учитывались как особенности работы ГТУ /высокие расходы циклового воздуха/иалая продолжительность работы при высокой запыленности, особенности компановки и управления работой воздухоприемных камер и др./, так и климатические особенности эксплуатации /ход температуры и влажности воздуха, вид и свойства пылевых включений, комплексное воздействие атмосферных факторов/. Фактически при создании большинства воздухоочистительных устройств /ВОУ/ ГТУ непосредственно применялись пылеуловители, созданные в свое время для других отраслей техники, без достаточного учета специфики ГТУ. Причем применение того или иного типа ВОУ производилось без достаточных научно-технических обоснований, зачастую исходя из субъективных и организационных соображений [17,31,49,51] . Степень изученности, конструктивной разработки и внедрения указанных методов и средств защиты весьма различна. Специальную задачу представляет очистка рабочего тела ГУБГ [100] .

Из методов сохранения мощности ГТУ при повышенной температуре наружного воздуха сравнительно хорошо изучены методы непосродственного впрыска воды в проточную часть ГТУ и испарительного охлаждения. В СССР и за рубежом в эксплуатации на КС магистральных газопроводов находится ряд систем испарительного охлаждения ГТУ [17,42, 60] . Имеетоя ограниченное число установок, использующих внутренний метод защиты: поворотные направляюще лопатки компрессора и сопловые лопатки турбины, которые значительно уменьшают влияние колебаний параметров атмосферного воздуха на мощность и к.п.д. ГТУ. Основными трудностями при осуществлении и эксплуатации устройств испарительного охлаждения являются борьба с уносом влаги в проточную часть и забиванием форсунок, а также подготовка воды для впрыска в поток воздуха [17] . Одним из органических недостатков внешнего и внутреннего испарительного охлаждения рабочего тела является повышение расхода воды на собственные нужды ГТУ. Необходимо отметить, что непосредственное использование для расчетов и проектирования устройств испарительного охлаждения и форсунок для впрыска воды в проточную часть ГТУ результатов исследований кондиционеров, топливных форсунок и др., хотя на первой стадии разработки защитных устройств оправдано, однако не позволило учесть специфические особенности работы данных устройств в составе ГТУ, связанные с уносом воды в проточную часть и образованием тем самым отложений и повышением сопротивления входного тракта ГТУ. Эти обстоятельства отрицательно сказалсиь на результате внедрения ряда устройств, дискредитируя идею испарительного охлаждения.

Для защиты ГТУ от комплексного воздействия низких температур, влажности и осадков, которое приводит к угрозе обмерзания входных устройств и ОК, применяются как внешние методы подогрева воздуха в воздухопрриемном тракте, тзди внутренние методы обогрева входных лопаток и патрубка ОК [31,99] . Для подогрева воздуха широко используетоя тепло уходящих газов или воздух, отбираемый после ОК или регенератора ГГУ. Последнее явно термодинамически «целесообразно, однако в ряде случаев допустимо при низких температурах наружного воздуха, когда имеется запас располагаемой мощности ГТУ.

Количество специальных исследований и обоснований выбора воздухоочистительных устройств и системы испарительного охлаждения промышленных ГТУ ограничивается выполненными в последние годы работами [4,5,17,31] и сотрудников американской фирмы АДЕ* [17] , которые легли в основу создания систем воздухоподготовки /СВ/ ГТУ. Результаты испытаний и опыт эксплуатации первых отечественных и зарубежных СВ свидетельствуют о необходимости дальнейшего улучшения степени очистки воздуха, надежности работы в сложных климатических и погодных условиях при значительном снижении весовых и габаритных характеристик СВ. Данная задача может быть решена путем создания высокоэффективных блочных СВ, в которых различные процессы воздухоподготовки /очистка, испарительное охлаждение, щумоглушение и другие/ могут совмещаться в одних и тех же устройствах. Эффективность применения принципа совмещения доказана промышленными испытаниями СВ с насадочным фильтром-теплообменникоМ для ГТ-700-5 [42] . Для ГТУ большей мощности применение данного типа СВ связано со значительным ростом стоимости, габаритов, воздухозаборных камер /ВЭС/ и сложностью обеспечения высокой равномерности орошет ния насадки и скоростного поля в камере.

Поэтому для перспективных компактных ГПА мощностью 16 и 25 мгвт Уральского турбомоторного завода предложена малогабаритная конструкция СВ, основным элементом которой являетоя блок инерционных вихревых сепараторов /ИВС/ [97] , представляющих разновидность прямоточных циклонов ВТИ. Отпэследних ИБС /см. рисЛ/ отличается конструкцией завихрителя, который обеспечивает переменную по высоте закрутку потока / максимальную в центре камеры и минимальную у стенок/, возможностью установки внутренних жалюзийных отражателей и использования электростатического эффекта для ликвидации явления вторичного уноса. Предварительно выбор конструкции был обоснован наиболее благоприятными соотношениями степени очистки и критерия Эйлера у существующих прототипов ИБС, по сравнению с другими типами приемлемых для ГТУ воздухоочистителей. Кроме этого,конструкция ИБС открывает широкие возможности осуществления принципа совмещения процессов воздухоподготовки и щумоглуше-ния,технологична в изготовлении и отработке в лабораторных условиях отдельных блоков и секций.

Целью настоящей работы является исследование влияния конструктивных параметров /относительной длины сепарационной камеры, угла установки лопаток и втулочного отношения завихрителя,размеров щели кольцевого отбора запыленного потока/ и аэродинамических режимов работы /среднерасходной скорости воздуха, величины отбора воздуха,соотношений осевой и тангенциальных скоростей/ на эффективность процесса сепарации в ИВС твердых и жидких аэрозольных частиц различных видов и размеров,характерных для атмосферных аэрозолей на входе в ГТУ и доменной пыли на входе в ГУБТ, а также разработка на базе данных исследований методики расчета и научно обоснованных рекомендаций по проектированию СВ с инерционными вихревыми сепараторами.

Основные результаты исследований изложены в пяти главах, содержащих стр. машинописного текста, таблиц и рисунков. С целью удобства чтения работы згачительная часть

Вид по С

По о-о (роз Вертко)

По Б-Б разбертка) О

Рис о I. Принципиальная схема инерционного Бихрезого сепаратора ( ИВС)

I - корпус, 2 вихревая камера,

3 - восьмилопаточный завихритель,

Ц - щель отбора запыленного воздуха,

5 - пылесборная камера,

6 - патрубок отвода очищенного воздуха вариантных расчетов, опытных данных и другой технической документации внесены в приложение. Список цитируемой литературы включает 10в наименований оцубликовашшх печатных работ.

В первой главе проанализированы современные методы воздухоподготовки и работа существующих конструкций воздухоподгото-вительных устройств. На основании данных анализа произведена термодинамическая оценка эффективности применения различных типов СБ, обоснована целесообразность применения принципа совмещения процадзов воздухоподготовки и ИБС и сформулированы задачи аналитических и экспериментальных исследований.

Во второй главе даны аналитические обоснования конструктивных и режимных параметров ИВС, на базе которых разработаны конструкции экспериментальных образцов, методика исследования, условия моделирования и создан экспериментальный стенд.

Третья и четвертая главы содержат результаты аналитических и опытных исследований газодинамики аэрозольного потока в ИВС, на базе которых разработана высокоэффективная конструкция ИВС «установлены режимы работы и составлена полу эмпирическая методика расчета фракционного коэффициента пылеулавливания для ИВС. Впервые получены данные о влияния электростатического поля и отскока частиц от стенок камеры на эффективность сепарации аэрозолей. Исследована возможность применения и даны рекомендации по модифицированию ИВС для улавливания жидких аэрозолей.

В пятой главе приведены практические результаты исследований: выбор оптимальныхзврактеристик ИВС, принципы рациональ ного проектирования СВ ГТУ на базе ИВС и результаты испытаний натурного образца серийного ИВС. Даны рекомендации цр проектированию автономных перспективных СВ и по рациональному сочетанию очистки воздуха в ИВС с "внутренними" методами защиты ГТУ от воздействия аэрозолей.

На основании проведенных исследований, на базе ИВС и с учетом рационального сочетания СВ и внутренних методов защиты ГТУ от аэрозольных воздействий разработаны конструкции серийных СБ и системы промывки компрессора для промышленных ГТУ типа ГТН-6, ГТН-25,ГУБТ-12 и ГУБТ-25, изготовляемых на ПО "Турбомоторный завод" им. К. Ворошилова. Системы внедрены на КС "Сысерть" ПО "Урал-трансгаз", ПО "Кировский завод" и приняты к внедрению на ПО "Гла-вгоготрансгаз" и "Криворожсталь". Годовой экономический эффект от ее внедрения составляет 24 тыс.руб. на один агрегат ГТН-6 и свыше 300 тыс.руб. на один агрегат ГУБТ-12.

Предложена перспективная конструкция автономной СБ с ветро-двигательным приводом вентилятора отбора воздуха.

I. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ВОЗДУХОПОДГОТОВКИ И КОНСТРУКЦИЙ ВОЗДУХОПОДГОТОВИТКШЖ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ ГАЗОТУРБИННЫХ АГРЕГАТОВ

Заключение диссертации по теме «Промышленная теплоэнергетика», Яхнис, Валентин Александрович

б. Общие выводы б Л.Сравнительный анализ конструкций и характеристик систем воздухоподготовки и комплексных критериев эффективности работы современных воздухоочистительных устройств показал перспективность' использования принципа прямоточной сепарации в целях интенсификации процесса очистки рабочего тела в промышленных газотурбинных установках.Одновременно,можно констатировать, что к настоящему времени отсутствуют серийные конструкции сепараторов и фильтров для отечественных промышленных ГТУ, которые обеспечивают фракционную эффективность очистки циклового воздуха,необходимую для увеличения срока службы лопагрк компрессора и турбины до величины ресурса гарантированного заводом-изготовителем агрегатов.Не имеется обобщенных данных по влиянию конструктивных и режимных параметров на фракционную эффективность сепарации аэрозолей в прямоточных циклонах.

6.2. На основании обобщения данных о работе ГТУ в условиях повышенной запыленности атмосферы и термодинамического анализа цикла получены комплексный критерий энергетической эффективности воздухоочистителей газотурбинных установок и расчетная формула для определения минимально необходимой фракционной степени очистки циклового воздуха,которая обеспечивает требуемую долговечность лопаток ОК ГТУ.

6.3. Используя принцип прямоточной сепарации и современные достижения теории циклонных процессов разработан* новая конструкция инерционного вихревого сепаратора повышенной производительности, отвечающая требованиям и системам воздухоподготовки ГТУ,обоснована общая методика исследования сепараторов,рассмотрены условия "моделирования процесса сепарации и разработана конструкция опытного стенда.

6Л. Предложен эффективный численный метод расчета характеристик закрученного потока и траекторий частиц в прямоточных циклонных камерах,в котором впервые при расчете траекторий частиц учитывается их взаимодействие со стенкой камеры /явление "вторичного уноса"/.Составлена программа"машинного эксперимента" по определению фракционной эффективности ИБС.

6.5. Сочетание аналитических и экспериментальных методов позволило провести комплексное исследование аэродинамики потока в двенадцати модификациях ИБС,ус та повить ее влияние и влияние конструктивных параметров на процесс сепарации аэрозольных частиц и гидравлические потери в ИБС.В результате получен ряд новых научных результатов,основными из которых являются:

6.5.1. Установленные закономерности изменения фракционной степени очистки воздуха в ИБС и гидравличесвких потерь в элементах сепаратора при различных конструктивных и режимных параметрах, которые позволили получить расчетные формулы для и числа Эйлера и предложить инженерное решение для расчета характеристик ИБС на стадии проектирования;

6.5.2. Доказательство принципиальной возможности сохранения равной сепарационной способности ИБС и других разновидностей прямоточных цикдонов при увеличении их диаметра,что достигается при равных режимных параметрах определенным увеличением втулочного отношения.Это дает основание пересмотреть и уточнить некоторые основополагающие выводы теории циклонных процессов,в частности,однозначности зависимости степени сепарации от радиуса циклона.

6.5.5. Установленные закономерности газодинамической структуры потока и изменения гидравлических потерь в элементах ИБС,которые позволили путем установки сепаратора-раскручивате

- 148 ля создать рациональную конструкцию ИВС повышенной эффективности без внесения дополнительного сопротивления.

6.5.4. Установленное влияние электростатического эффекта и сдува пограничного слоя на эффективность .улавливания различных фракций шли и гидравлическое сопротивление завихрителя,вихревой камеры и ИВС, в целом. Показано, что сдув пограничного слоя в вихревой камере дает увеличение ^^эквивалетное электростатическому эффекту при некотором снижении гидравлических потерь, в то время как сдув пограничного слоя с выпуклой поверхности лопаток завихрителя не влияет на и незначительно снижает сопротивление ИВС.

6.6. Проведенные исследования показали, что в условиях работы СВ промышленных ГТУ но основным технико-экономическим показателям ИВС с жалюзийным сепаратором-раскручивателем превоходит известные конструкции прямоточных циклонов,как по эффективности сепарации кр.упно-и среднедисперсных фракций пыли и водных аэрозолей при умеренных гидравлических потерях / кПаДтак и по весогабаритным показателям и технологичности изготовления.

6.7. На базе ИВС и с .учетом рационального сочетания СВ и внутренних методов защиты ГТУ от аэрбзольных воздействий разработаны конструкции серийных СВ и системы промывки компрессора для промышленных ГТУ типа ГТН-6,ГТН-25 ,ГУБТ-12 и ГУБТ-25, изготовляемых на ПО "Турбомоторный завод" им .К.Ворошилова. Системы внедрены на КС "Сысерть" ПО "Уралтрансгаз", ПО "Кировский завод" и приняты к внедрению на ПО Тлавкгтрансгаз" и "Криворожсталь". Годовой экономический эффект от ее внедрения составляет 24 тыс.руб-. на один агрегат ГГН-6 и свыше 300 тыс.руб. на один агрегат ГУБТ-12.

Предложена перспективная конструкция автономной СВ с ветро-двигательным приводом вентилятора отбора воздуха.

- т

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Экспериментальные исследования зависимостей степени очистки воздуха и критерия Эйлера от конструктивных и режимных параме тров ИВС, в основном, подтвердили результаты аналитических ис -следований по принятой модели вихревого течения /см.раздел 3.2/ Качественное отличие вносит эффект снижения эффективности сепарации крупнодисперсных аэрозолей 100 мкм/,который стано -вится особенно заметен при увеличении относительной длины вих -ревой камеры и снижении степени отбора запыленного воздуха. На базе полученных данных разработаны рекомендации по повышению эффективности ИВС, с учетом требований к воздухоочистительным устройствам ГТУ, подтвержденные испытаниями новой модификации ИВС с жалюзийным сепаратором-раскручивателем. Внесены экспериментальные коррективы в формулу /3-19/ для расчета фракционной эффективности рекомендуемой модификации сепаратора.

5. РАЗРАБОТКА И ПРОМЬШШЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ БЛОЧНЫХ СЕРИЙНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИВС ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ И ТРАНСПОРТНЫХ ГТУ.

5.1. Инженерная методика расчета ИВС

5.1.1. Исходными данными для расчета ИВС являются:

- расход циклового воздуха на входе в компрессор ГТУ;

- расчетные значения параметров наружного воздуха;

- среднегодовые значения аэрозольности наружного воздуха на уровне воздухоприемных жалюзи СБ ГТУ, а также вид и дисперсный состав аэрозольных включений Уберутся по данным конометри-ческих пунктов или специального обследования микроклиматических условий в районах размещения ГТУУ;

- межремонтный ресурс работы ГТУ Удля смены облопачиванияУ,

5.1.2. Определение., допустимой максимальной концентрации пыли или минимальной степени очистки циклового воздуха от аэро-зионноопасных частиц с (¿¿щ приводятся по формулам У1-5У, У1-6У, У1-7У или по номограмме рис. 1.2.

Значения коэффициентов единичного износа У У, определяются по [ 102 ] , окружной У КА У и радиальной У Л/, У неравномерностью распределения аэрозоля по данным таблицы 1-1.

Величину допускаемого уменьшения хорды профиля рабочей лопатки У ДЬЛ У из металлов типа 2x13 принимают по данным [27] , а для других материалов лопаток рассчитывают по методике [81 [102^1 . Расчет следует производить для следувдих фракций пыли:5,

10,15,25,35,50,100 мкм.По данным расчета строится графическая зависимость )•

5.1.3. Предельное число ,при котором обеспечивается заданное значение определяем по формуле Д-З/,которая пуг тем простых преобразований и логарифмирования,приводится к виду:

И 1-О'П

5-1/

При этом предварительно принимаются значения =0,03,

0,524 рад. Значения коэффициентов берутся по данным раздела 4г6,стр. 42$. Полученное значение числа Стокса позволяет определить абсолютное значение средней скорости истечения воздуха из зэвихрителя в сепарационную камеру: л / тах сСА > /5"2/

При данной скорости и принятой геометрической конфигурации ИБС обеспечивается Ду

Как правило,значение 7ГСГ> ,полученное для минимального рас/1 А четного о^ автоматически обеспечивает условие 5- /сс{ и для более крупных Фракций аэрозоля. с

5.1 Л. Расчитываем производительность одиночного модуля ИБС по формуле:

С £ /5"3/

Значение у=>0 определяется по формуле /5-1/,исходя из принятых при расчете ГТУ параметров наружного воздуха,или заданных значений для конкретных метеусловий для района предполагаемого размещения ГТУ.Площадь-межлопаточных каналов вычисляется по формуле,полученной из простых геометрических соотношений для завихрителя ИБС: fa- . /5-4/ где ^g- - толщины наружной оболочки и лопаток завихрителя, вт ^ь?= 0'^ /для ПРИНЯТ0Г0 втулочного отношения/.

5.1 .5. Количество ИБС,необходимое для СБ ГТУ, определяется путем округления до целого числа частного стл деления:

См^Оу, = > - /5~5/

5.1.6. Гидравлическое сопротивление ИБС определяем по средней расходной скорости воздуха в ИБС: где jo » р & % ' (°oJ 'а число Эйлера рассчитывается по формулам /5-1/ или А-2/. сли полученное значение ЛР^С больше предусмотренного

ОСТом /или согласованного с заводом-изготовителем ГТУ/,то пробил изводится повторный расчет в обратном порядке.Принимая йривс=Ари3(. из формулы /5-6/ определяем новое значение ,подставляя которое в формулу /5-2/,находим соответствующее значение З^о^ак По формулам /5-1/ находим новое значение комплекса''(СЛ^С^^М)«

L- mt'n оЛ ' которое обеспечивает требуемую величину у^ для ;

Рассчитанное по формуле /5-7/ новое значение ^ можно обеспечить, как путем увеличения ,так и путем уменьшения оС Компроыиссное решение принимается,исходя из минимума дополнитель ных энергозатрат на собственные нужды ГТУ,т.к.оба пути обеспечения К приводят к определенному увеличению расходов энергии:

- 137- электроэнергии на привод отсасывающего вентилятора или увеличению^§оздуха из компрессора / при эжзекционноы отборе запыленного воздуха из ИВС.

5.2. Разработка и результаты испытаний блочных серийных конструкций ИБС для систем воздухоподготовки ГТУ

Как было показано в разделе 2-1, термодинамическую эффективность применения систем воздухоподготовки определяет соотношение эффективности сепарации,степени отбора запыленного воздуха и критерия Эйлера,причем последний в значительной мере отражает также габариты и стоимость СБ [4] .Максимальные значения при меньшей стоимости будут иметь СБ,в которых используются принципы совмещения процессов и блочности отдельных устройств. Исходя из данных положений,были разработаны конструкции СБ, для газотурбинных газоперекачивающих агрегатов /ГПА/ типа ГТ-6-750, ГТН-6,ГТН-16 »выпускаемых Уральским турбомоторным заводом.

Основными оригинальными элементами этих конструкций,по которым выдано авторское свидетельство [ЧОЗ »являются блоки ИВС /Рис.5-1/ производительности 4,5 м3/с, состоящий из 9-ти модульных сепараторов с жалюзийными раскручивателями и продувкой пристеночной зоны вихревой камеры.В полный комплект блока ИВС входят девять зави2рителей,каждый из которых состоит из двух идентичных технологических секций,изготовленных из ударопрочного полистирола методом литьа!под давлением^,таким же методом и в том же количестве изготавливаются вихревые камеры{2)выхлопные патрубки(З) и сепараторы-раскручиватели(^,Все детали ИВС монтируются на общей герметичной камере отбора (5),имеющей специальные пэтрубки(б)и проставки для равномерного отбора запыленного воздуха.

Результаты испытаний промышленного образца модельного бло V [ 1 \ н

1 > - ■ V V

1 Р75\

2 76

27з

70

Рис. 5.1 Блок серийных ИБС ка ИБС представлены в табл.5.1. Данный модуль разработан для оснащения СВ ГПА Уральского турбомоторного завода на КС "Газли" магистрального газопровода Бухара-Урал. Результаты испытаний свидетельствуют, что ИБС имеет фракционную степень очистки,опеспечи-вающую требуемый ресурс работы лопаток ГПА,и гидравлическое сопротивление , отвечающее требованиям ОСТа. Полученные результаты являются дополнительной интегральной проверкой справедливости результатов проведенных аналитических и экспериментальных исследова

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Яхнис, Валентин Александрович, 1984 год

1. Люлька A.M. О состоянии и перспективах развития газот.урбо-строения в СССР. - Промышленная теплотехника, 1981, № 3, 3-8 с.

2. Ольховский Г.Г.Тазовые турбины в советской энергетике.-Теплоэнергетика, 1980, № II, 2-4 с.

3. Головизнин В.П., Корсов Ю.Г. Основные направления технического прогресса в стационарном газотурбостроении СССР.-Промышленная теплотехника, 1980, № 6, 11-18 с.

4. Вопросы внедрения и эксплуатации газотурбинных установокв промышленной энергетике. -Межвуз.,темат.сб.науч.тр. ред. Алексеев A.B. Калинин, политехн.ин-т, 1974, 174 с.

5. Михайлов Е.И., Резник В.А., Кринский A.A. Комплексные'зоз-духочистительные устройства для энергетических установок.-Л.: Машиностроение,1978, 142 с.

6. Фукс H.A. Механика аэрозолей.-М-.: изд. АН СССР, 1955, с.257.

7. Грин X. Лейн В. Аэрозоли-пыли, дымы и туманы.-Л. :Химия, 1972, 426 с.

8. Фишер A.B. Исследование влияния эрозионного износа лопаток осевых компрессоров на их аэродинамические и прочностные характеристики.-Дис.канд.техн.наук.Л.:1981,146.с.

9. Черный Ю.С. Надежность работы лопаточного аппарата осевого . компрессора ГТУ при эрозионном износе.- Газовая промышленное ть,1973, ^ 8, 16-19 с.

10. Исследование коррозии турбинных лопаток агрегатов ГТ-100 в эксплуатационных условиях/Никитин В.М., Меркулов В.В. и др./-Энергомашиностроение,I979,Jfß, 12-16 с.

11. Алексеев A.B., Тихонов Н.Д. К вопросу расчета эрозионного износа рабочих лопаток осевого компрессора ГТУ. В сб.Вопросы повышения эффективности и надежности тзплоэнзргети- -чзскихустановок.- Междуз.темат.сб.научн.тр. Калинин.политехи. ин-т,1976.

12. Кириллов И.И. Газовые турбины и газотурбинные установки.-М. :• Машгиз.,1956, т.2., 313 с.

13. Котляр И.В. Влияние параметров атмосферного воздуха наработу газотурбинных установок.- Теплоэнергетика, 1980,№11, 17-19 с.

14. Черкез А.Я. Инженерные расчеты, газотурбинных двигателей методом малых отклонений.-М.: Машиностроение,1965, 328 с.

15. Ольховский Г.Г.,. Ольховская И.Н. Контроль за состоянием ГТУ в эксплуатации.--Теплоэнергетика, 1971,.№ 5, 23-26.с.

16. Кравцова Л.Ф. Испытания ГТУ с эродированной проточной частью ' компрессора.- Транспорт и хранение газа, 1972, Je 2,-9-IIc. .

17. Суринович В.К. Анализ работы установок подготовки циклового воздуха различных типов ГТУ.- М.: Отчет П0-02-824.отчет,1979, 31 с. .

18. Ольховский Т .Г. Тепловые испытания стационарных ГТ7.-М.: Энергия, 1971, 406 с. .

19. Алексеев A.B., Фшпзр A.B. Результаты обследования износаи загрязнения компрессорных рабочих лопаток ГТК-10-2 и ГТ--6-75Ö. 40-46 с. В сб.Вопросы повышения эффективности и надежности теплоэнергетических установок. Калинин.политехн. ин-т,1976, II7-I2I с.

20. Марков Н.М. Теория и расчет лопаточного аппарата осевых, турбомашин.- М.: Машиностроение, 1966, 193 с.

21. Eckert В. ML?,. 1964, /Т-2 FeßfUCl/ 19-31 ^

22. Рослик Я.Ф. Исследование некоторых вопросов заноса и способов защиты жидкой пленкой проточной части осевого компрессора судовых ГТУ.-Дис .канд.ЦГИИФ,Ленинград,1968.-Í51- '

23. Дикий H.A. Судовые газотурбинные установки.-Л.:Судострое-, низ,1978,261 с.

24. Лайхтман Д.Л. Физика пограничного слоя атмосферы.-Л.: Гидрометеоиздат, 19.61, 253 с.

25. Хрган А.Х. Физика атмосферы.-М.: Физматгизиздат, 1958,401с.

26. Алексеев A.B. Априорная оценка параметров состояния и аэро. зольности атмосферного воздуха на уровне воздухозабора ГТ7.

27. В сб.Вопросы повышения эффективности и надежности теплоэнергетических установок. Калинин.полит.ин-т,1976, 8-14 с.27. sutton 0л micro теteorologyr/yewyork,ту,

28. Бавельский Д.М., Фижер A.B., Черный Ю. К вопросу влияния эрозионного износа на вибропрочность лопаток осевого компрессора,- Транспорт и хранение газа, 1972,М, 12-19 с.

29. Об инородных включэниях в цикловой воздух и требованиях к . воздухозаборным устройствам ГТ7 /Алексеев А-.В.идр.А

30. Энергомашиностроение,1970,'Л 2, 7-9 с.

31. Основные .закономерности износа лопаток компрессора /Масленников М.Н., и др./.-В кн.: Вертолетные ГТД.-М.: Машиностроение, 1968, 123-138 с.

32. Шальман.О.И. Износ и изменение параметров осевой и центробежной ступеней компрессора при работе на запыленном воздухе. В.сб.Машиностроение, Тр.НИИГА; Машгиз.-М.:1966,163-191 с.

33. Плескач В.М. Эрозионный износ лопаток осевых компрессоров авиационных ГТД.- Дис.канд.тзхн.наук ЕМЧ Запорожье,1971, • 156 с.

34. Просвирин В.М., Федосеев А.И. Эрозионный износ и защита, от. износа аустентных сталей для лопаток газовых турбин. -ИФЖ,т.2,1959 J& 2, 14-20 с.

35. Защитные покрытия для деталей ГТД /под.ред.Федосеева И.М.А Л.: Химия,1973, 212 с.

36. Олзсевич Х.В. Износ' элементов газовых турбин при работа на твердом топливе.- М.-ЛМашгиз, 1959, 150 с.

37. Патент Франции кл. Foc'd/Fork & 1536561 от 27.08.1968. Лопатка турбины.

38. Яхнис В.А., Алексеев A.B. Прямоточный циклон,.- М.,кл.2 • В04С 3/00. авт.свид. $ 608290, 27.01.78.

39. Боуэрс. Газовые.турбины на.кораблях английского, военно-морского флота. Труды американ.об-ва инженеров-механиков. Сер.А,1967, № 7. .

40. Ro6erf.G.'.SchwtLgeri l^sA gas- tu compressor Po г, ¿972,/У/

41. Зайцев П.В. Исследования насадочного аппарата для охлаждения и очистки воздуха в ГТУ.- Дис.канд.техн.наук- Калинин. политзхн.ин-т,1973.

42. ИНерционный аалюзийный сепаратор ДКТМ для защиты от эрозии проточной части ГТУ /Михайлов -Е.И. и др./.-Энергомашиностроение, $ 2, 1973, 3-6 о.

43. А с г /<1 ~feг systems.-Gas TurMne Wold, /97%1. Л/3, 36р.

44. Бэрзон Э.М., Молчанов Ю.С. Расчет инерционных сепараторов" для очистки рабочего воздуха ГТУ.- Судостроение, 1969,$ 3, 31-33 с.

45. ОСТ 24.022.08. Устройства воздухоочистительные для стационарных газовых турбин. Технические требования^ М.;1972.

46. Алексеев A.B., Михайлов Е.И., Соколов H.B. Исследованияпо .улучшению работы воздухоочистительных устройств стационарных ГТУ.- Теплоэнергетика, 1972, $-7, 26-29 с.

47. Ольховский Г.Г. Влияние загрязнения осевых компрессоровна работу ГТ-25-700-1.- Теплоэнергетика,1970, № II,I8-23c.

48. Кузнецов Л.А., Лёш Ю.А. Опыт эксплуатации газовых турбин НЗЛ на магистральных газопроводах.-Теплоэнергетика,1966, £ 5, 23-28 с.

49. Опыт первых лет эксплуатации газотурбинной станции'в Небит

50. Даге ТСС /Ольховский Г .Г. и др.-Теплоэнергетика,1968,12, 14-19 с.

51. Kennedy &.R. ШМ ООО /wa rs о/ gas tc/f/irve Op erat ion - A SWE Pape rMGT-Ш. Ш6, /V/, 2f-43P.

52. Очистка циклового воздуха ГТУ в районах с повышенной запыленностью /Алексеев A.B. и др. Газовая промышленность, 1971, № 7 17-19 с.

53. Пирумов. А.И. Обеспыл вание воздуха.- М.:Стройиздат,1974, 207 с.

54. Кашина В.И., Стешенко В.Н. Защита от пыли оборудования компрзссорных станций.-Л.:Недра,1971, 53'с.

55. Qlanaotti Н. Air filtration /or the Gas lurönie. ASñf Po рек 66- &T-119, ¿966, V4, J/p,

56. К вопросу очистки циклового воздуха, на входе в ГТУ. /Алексеев A.B.»Михайлов Е.И., Яхнис В.А". Сб.науч.ст.• Вопросы повышения эффективности и надежности теплоэнергетических установок Калинин, 1975, 49-52 с.60.

57. Алексеев A.B., Испирян P.A., Зайцев П.В. Исследование низкотемпературного теплообменника -фильтра для охлаждения и очистки циклового воздуха ГТУ.- Теплоэнергетика, 1972,Н2,' 61-64 с.

58. Испарительное охлаждение воздуха ГТУ /Алексеев A.B.,и др.-Газовая промышленность,1974, № I, 24-27 с.

59. Нинуа Н.Е,-Регенеративный воздухоподгореватель.-М:Высшая школа, 1965, 105 с.

60. Русанов. A.A.-Справочник.по пылэ-и золоулэвливанию.-М.: Знергия,1975,296 с.

61. Испытание и.аэродинамическое зондирование циклонов ЦП2 с жалюзийным раскр.учивателем/ Резник В.А. и др.-Энергомашиностроение, 1976, Jfe 12, 4-6 с.

62. Маслов В.Е., Лебедев В.Д., Зверев Н.И., Ушаков С J1. Исследование траекторий движения частиц пыли в изотермическом газовом криволинейном потоке,- Теплоэнергетика,1970, $4,8688 с.

63. Халатов A.A., Вайнберг Р.Ш. Использование закрученных потоков в технологических процессах и аппаратах, в Кн.: Иссле- . дование и промышленное применение гидроциклонов.- Горький, ГИСИД981, 186-190 с.

64. Повышение эффективности очистки дымовых газов от. золы сланцев в прямоточных циклонах/ Мацнэв В.В. и др. Энергомашиностроение, 1972, J£ 6, 5-8 с.

65. Кропп Л.Д., Бронщтейн А ЛИ. Эксплуатация батарейных цикло- . нов.- М.: Энергетика,1964, 152 с.

66. Ужов В.И., Вальдбзрг А.Ю. Подготовка промышленных газов к очистке -М.: Химия, 1975, 216 с.

67. Коузов П.А. Очистка воздуха от пыли в циклонах М.: Проф-физдат, 1938, 88 с. •

68. Пирумов А.И. Аэродинамические основы инерционной сзпарации-М.:Госстройиздат, 156 с.

69. Исследование прямоточных циклонов золоулавливания ГРЭС/ Идельчик И.Е. и др. -Теплоэнергетика, 1968, £ 8,с45-48 с.

70. Русанов A.A., Урбах М.И., Анастасиади А.П. Очистка дымовых газов в промышлеиной'энергетике-М.:'Энергия, 1969,456 с.

71. Bart W, Oß/lcKülne б wyco/ianie cy/cto/?ovi/.1. B, W.K., /2*6/, n.r.J, s.

72. Кнорре Г.Ф., Арефьев K.M. Теория топочных'процессов-^!.: Энергия, 1966, 336 с.

73. Циклоны НИИОГАЗ. Руководящие указания по проектированию, изготовлению, монтажу и эксплуатации Ярославль,1971,95 с.

74. Леонтьев А.К., Гольдштик М.А., Палеев И.И. Дв.иаениз мелких частиц в закрученном потоке -Инженерно-физический журнал, i960, № 2,23-29 с.

75. Кубо., Гоулдин. Численный расчет закрученного турбулентноготечения.Труды Американского-общзстза инжзпзров-мзхаников ~ сер .теоретические-основы инженерных рас чз тов.-4Л.: Мир, 1976, № 3, 31-42 с.

76. Клигзль Дж. Тзчзниз .смзси газа с частицами. Вопросы ракзт--ной техники.-М.:Мир,1965, J& 10, 2-29 с .

77. Лзвин Л.М. Исследования по.физикз грубодиспзрсных аэрозолей. -М.:Изд-во АН СССР, 1961,с.267.

78. Кириллов Н.И., Фздзев И.П., Шубзнко А.Л. Сепарирующая способность рзшзток турбинных профилей.- Энергомашйностроениз, 1970, № 10,с40-41 с.

79. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных срзд.-М.: Энергия,1968, 424 с.

80. Сздов Л.И. Йзтоды подобия .и .размзрностзй в мзханикз-ГЖТЛ, . 1954, 187 с.

81. Ушаков С .Г., Звзрзв. Н.И. Инерционная сепарация пыли.^М.: Энергия, 1974,168 с. '.

82. Розин Р., Раммлер Е. Воздушные сепараторы и их работа.-Энзр-гзтичзскоз обозрзниз, & 8, 1933.', 56 с.

83. Звзрзв Н.И., Ушаков С.Г. Мзтодика оцзнки эффзктивности цэнт'робЗЕНой сзпарации пыли.- Изв.Вузов. Энергетика,1970, В 2, 48-52 с. , . .

84. А/аgel R. KUsscjUlen^ng der Wtndsichten-Staub- Rein halt, /Y6, 23s.

85. Локальныз и и'нтегральныз параметры закручзнного тзчзния в длинной трубеУХалатов A.A. и др.ИФЖД977,т.ХХХШ,.^2,156-161с.

86. Крайбел А. Траектория движения частиц в газовой центрифуге . Труды Американского об-ва инжзнзров-механшюв,серия ДД963, В 3, 19-25.

87. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя.-М. «.Наука ,1974,гл.XIX, 520-535 с.

88. Бай Ши-И. Турбулентное течение жидкостей и гйзов-М.: ИЛ, 1962, 326с.

89. Лойшшский Л.Г. Механика жидкости'и газа.2е изд-,М.:ГИтай,, 784 с.

90. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным .уравнениям .Пер. с нем.^М.:Физматиздат,1961, 698 с.

91. Алексеев A.B., Яхнис В.А., Горячев В.Д., Минайленко А.Е.-Исследованиз- сепаратора для очистки рабочих тел ГТУ и ГУБТ.-Теплоэнерегтика,1980, Ж>;61-65 с.

92. Coy С. Гидродинамика многофазных систем.-М.:Мир,1971,406 с.

93. Кузнецов Л.А., Кузнецов А.Л. Борьба с обледенением стационарных ГТУ-.- Л.:' Недра,1979, 165 с.

94. Образование отложений доменной шли в^проточной части ГУБТу Алексеев A.B. и др.- ТеплоэнерЕЕтика, 1983,. М2,43-45 с.102. tfa и Г OS St Га tosi Seporct tor QSSemS ¿¿/.Пат .4312645, США, заявл.10.03.80, Jg 128505, опубл. 26.01.82.

95. Mull er Kg r¿. Vorrichte/!g 2 v/y ße сигдеп емегЪг&яе.

96. Заявка ФРГ, кг .Г 02 С В 2842229, заявл.28.09.78.

97. Дзнисанко Г.М.возобновляемые источники.• зшаргии.Изд.■ Высшая школа,1983,201 с.

98. Кириллов И.И., Агафонов Б.Н. .Афанасьева H.H., Кириллов А.И. Проскуряков Г.В., Черников В .А., Шварцман. O.A. Исследование и отработка ступеней для высокотемпературных газовых турбин Теплоэнерегтика, 1983, № 3,50-53 с.

99. Долбня'К).А., Хоменко Ю.В., Процайло М.Я., %ромкпн Ю.Н.-152

100. Расчзтно-эксперимзнтальное исследование. .установок для очистки рециркуляционных дымовых газов.- Теплоэнерзгтика, 1983, № 12 , 62-64 с.