Газотурбінна установка для подачі стиснутого повітря

Корисна модель відноситься до турбінобудування, зокрема до турбокомпресорних агрегатів призначеним для подачі стиснутого повітря в технологічний процес вироблення неконцентрованої азотної кислоти і рекуперації тиску і тепла хвостови х газів (надалі - технологічний цикл). Як прототип обрана газотурбінна технологічна установка (ГТТ - 3М) призначена для забезпечення хімікотехнологічних процесів стисненим повітрям з утилізацією енергії після високотемпературного каталітичного очищення (“Производство азотной кислоты в агрегатах большой единичной мощности”, 1985, М., изд. “Химия”). Недоліками зазначеної установки є її складність і громіздкість завдяки наявності нагнітача, проміжного холодильника, редуктора й ін. і як наслідок, висока металоємність (72т.) і невеликий ресурс, а також наявність високотемпературного футерованого трубопроводу від реактора очищення хвостови х газів до газової турбіни. Задачею корисної моделі, що пропонується, є створення газотурбінної установки, невеликої металоємності і з підвищеним ресурсом, для використання в технологічному циклі. Задача вирішується за рахунок того, що відома газотурбінна установка, що містить осьовий компресор, прямоточну камеру згоряння і турбіну, що приводить компресор, згідно корисної моделі, додатково містить повітроприймач циліндричне - коробчастої форми, через який виконується усмоктування повітря знизу і корпус силовий, що об'єдн ує між собою осьовий компресор, турбіну і встановлену на корпусі силовому двотр убну камеру згоряння з вертикально розташованими кожухами жарових труб і бічними фланцями для підведення хвостових газів. Крім того, у корпусі силовому перед турбінною розташовано газозбірник, з якого газ по кільцю рівномірно підводиться до турбіни. Новизна запропонованої корисної моделі газотурбінної установки полягає в наявності наступних відмітних ознак. Порожнини двотрубної камери згоряння, що встановлена на корпусі силовому, плавно переходять у канал газової турбіни, що дозволяє максимально використовувати енергію виділеного тепла і виключити існуючий гарячий футерований газохід. Корпус силовий є несучою конструкцією для компресора, турбіни і встановленої на ньому двотрубної камери згоряння. У корпусі силовому перед турбіною мається газозбірник, у якому відбувається рівномірне змішання продуктів згоряння з хвостовими газами, що надходять з технологічного циклу, і гази з який по кільцю рівномірно підводяться до турбіни. На фіг.1 креслення представлена газотурбінна установка, що реалізує корисну модель. Газотурбінна установка для подачі стиснутого повітря, простого циклу, одновальна складається з електростартера 1, повітроприймача 2, осьового компресора 3, корпуса силового 4. Корпус силовий 4, об'єднує осьовий компресор 3, турбіну 5, а у верхній частині він з'єднаний з корпусом виносної двотрубної камери згоряння. Усередині корпуса силового 4, розміщені також дифузор 7 і газозбірник 8. Далі розташовані газохід 9 і рама 10, на якій розміщені всі агрегати. Знизу установки маються фланці повітроприймача, корпуса силового і газоходу 11, 12, 13 відповідно, а на камері згоряння - бічний фланець 14. Установка працює у такий спосіб. Атмосферне повітря надходить у повітроприймач знизу через фланець 11 і направляється в осьовий компресор 3. Стиснене у компресорі повітря через дифузор 7 подається в корпус силовий 4, що слугує одночасно повітрозбірником. З повітрозбірника стиснене повітря розподіляється в такий спосіб, частина - відводиться в камеру згоряння 6, основна ж кількість повітря через фланець 12 подається в технологічний цикл виробництва азотної кислоти. У камері згоряння здійснюється процес спалювання палива в кисні повітря та утворення потоку газу високого енергетичного потенціалу. Далі потік газу надходить у газозбірник 8 поміщений усередині корпуса силового 4, у якому відбувається рівномірне змішування продуктів згоряння з хвостовими газами, що надходять з технологічного циклу, і гази з якого по кільцю рівномірно підводяться до турбіни 5. У турбіні відбувається перетворення теплової енергії гарячих газів і тиску в механічну роботу. Потужність, що розвивається турбіною використовується для приводу компресора. Після турбіни газ по осі направляється в газохід 9 і через фланець 13 у котел - утилізатор і далі в атмосферу. Відпрацьоване у технологічному циклі повітря з технологічними домішками NOx (хвостові гази) через бічний фланець 14 надходить у камеру згоряння 6, де частково змішується з продуктами згоряння, а частина хвостових газів забезпечує плівкове охолодження нижньої частини жарової труби. Практична реалізація й апробування корисної моделі зроблено при створенні газотурбінної установки ГТУ - 8, призначеної для подачі стиснутого повітря в технологічний процес агрегату УКЛ - 7, рекуперації енергії тиску і тепла хвостови х газів. Дослідно - промислова експлуатація установки підтвердила високу ефективність. Зокрема, маса установки складає 10т., а ресурс до капітального ремонту - 25000 годин.