Система охлаждения газотурбинного двигателя газоперекачивающего агрегата

Система охлаждения газотурбинного двигателя газоперекачивающего агрегата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к конструкции газоперекачивающего агрегата (ГПА), в частности к системе охлаждения привода ГПА-газотурбинного двигателя (ГТД), и может использоваться для обеспечения надежной подачи охлаждающего воздуха к ГТД.

Известен блок маслоохладителей ГПА, содержащий систему подачи воздуха к теплообменным секциям, состоящую из осевых вентиляторов и поворотных заслонок жалюзийного типа (см., например, книгу А.И.Апанасенко "Монтаж, испытания и эксплуатация газоперекачивающих агрегатов в блочно-контейнерном исполнении", Ленинград, "Недра", 1991 г., стр.42). При использовании данной системы для подачи воздуха к ГТД и его охлаждения в агрегатах блочно-контейнерного исполнения (фиг.1), в условиях ограниченного для размещения элементов системы пространстве (фиг.2), выявлен ряд недостатков:

- на жалюзи заслонок воздействует не успевший сформироваться в короткой гибкой вставке-компенсаторе, применение которой необходимо для компенсации несоосности вентилятора и заслонки, воздушный поток после вентилятора;

- часть поверхностей жалюзей находится в теневых зонах, создаваемых двигателем вентилятора и углами корпуса заслонки при переходе с круглого сечения гибкой вставки-компенсатора на квадратное сечение заслонки (фиг.3, фиг.4), при этом размещение этих зон способствует появлению дополнительных площадей, направленных навстречу потоку;

- за счет различных баз стыковки происходит смещение осей вентилятора и заслонки относительно друг друга (фиг.4), что приводит к угловому обтеканию жалюзей за счет смещения направления воздушного потока на жалюзи.

Неравномерный обдув, увеличение площади поверхностей жалюзей, направленных навстречу воздушному потоку, приводит к возрастанию сил, стремящихся вернуть жалюзи в положение "закрыто", и, как следствие, перекрытию проходного сечения заслонки, что влечет за собой прекращение подачи охлаждающего воздуха к ГТД и аварийному останову ГПА.

Устранить данные недостатки можно несколькими одновременно реализуемыми способами:

- увеличить длину воздушной магистрали между вентиляторами и заслонками, что позволит исключить теневую зону, создаваемую двигателем вентилятора, стабилизировать (сформировать) воздушный поток и улучшить тем самым обтекание жалюзей;

- ввести дополнительный переходный элемент между гибкой вставкой-компенсатором и заслонкой, что исключит теневые зоны в данном сечении;

- разработать технологическую оснастку для изготовления и сборки элементов системы, применение которой обеспечит соосность вентилятора и заслонки при их монтаже и осевую направленность потока;

- применить более мощный электропривод на заслонке, способный удерживать жалюзи в открытом положении на протяжении всей работы системы.

Перечисленные пути устранения недостатков являются дорогостоящими и трудоемкими, а при проведении доработок системы на работающих агрегатах в условиях жесткого ограничения пространства, в котором размещается система на ГПА, просто не выполнимы.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности подачи воздуха к ГТД с возможностью проведения доработок системы с минимальными трудозатратами.

Технический результат достигается тем, что в системе охлаждения жалюзи в заслонках насажены на валы несимметрично относительно оси их вращения и установлены таким образом, что их части меньшей длины направлены в сторону набегающего воздушного потока.

На фиг.5 представлена система охлаждения ГТД в ГПА блочно-контейнерного исполнения. Система содержит воздухозаборник 1, осевой вентилятор 2, жалюзийную заслонку 3 с электроприводом 4 жалюзей и гибкую вставку-компенсатор 5. Вентилятор 2 закреплен на контейнере 6 ГПА, жалюзийная заслонка 3 - на кожухе 7 ГТД 8.

Работает система следующим образом (стрелками указано направление движения засасываемого вентилятором воздуха).

По команде системы автоматического управления ГПА подается команда на электропривод 4, поворачиваются жалюзи 9 заслонки 3 в открытое положение, открывая проходное сечение для прохода воздуха, включается вентилятор 2. Засасываемый через воздухозаборник 1 вентилятором 2 воздух проходит гибкую вставку-компенсатор 5, заслонку 3 и поступает под кожух 7 в направлении к ГТД 8. При прохождении заслонки воздушный поток воздействует на жалюзи 9. Из-за имеющегося "люфта" (зазоров) в узлах крепления вала 10 и местах закрепления жалюзей к валу жалюзи будут находиться под некоторым углом к набегающему воздушному потоку. Это приводит к возникновению моментов сил, действующих на части "А" и "Б" жалюзей. Жалюзи 9 посажены на вал вращения 10 несимметрично относительно оси вращения вала (фиг.6): - часть "А", направленная в сторону воздухозаборника 1, меньше части "Б", поэтому момент сил, действующих на часть "А" и стремящихся вернуть жалюзи в положение "закрыто", будет меньше момента сил, действующих на часть "Б" и препятствующих процессу закрытия жалюзи, что обеспечивает при работе системы постоянно открытое проходное сечение заслонки 3. При останове агрегата по команде системы автоматического управления ГПА снимается питание с вентилятора 2, подается команда на электропривод 4, поворачиваются жалюзи 9 в положение "закрыто", перекрывая тем самым проходное сечение заслонки 3.

Для проведения доработки агрегатов, находящихся в эксплуатации, достаточно поменять установленные в системе заслонки на заслонки с несимметрично установленными жалюзями.

Таким образом, использование данного технического решения позволяет обеспечить надежную подачу воздуха для охлаждения ГТД на всем протяжении работы системы и проведение доработок системы на работающих ГПА, в случае необходимости, с минимальными трудозатратами и стоимостью доработок.

Система охлаждения газотурбинного двигателя, содержащая воздухозаборник, осевой вентилятор, приводную заслонку с поворотными жалюзями, отличающаяся тем, что в заслонке жалюзи насажены на валы несимметрично относительно осей их вращения и установлены таким образом, что их части меньшей длины направлены в сторону воздухозаборника.