Зовнішній змішувальний повітроохолоджувач турбокомпресора

ЗОВНІШНІЙ змішувальний повітроохолоджувач турбокомпресора, що містить трубопроводи гаря Винахід відноситься до області охолодження турбокомпресорів ВІДОМІ турбокомпресори з внутрішнім охолодженням за рахунок подачі води в спеціальні сорочки, а також за рахунок упорскування і випару води в потоці гарячого повітря (Ю А Цейтлин, В А Мурзин Пневматические установки шахт М Недра, 1985 -С 111-115) Недоліком таких способів охолодження стисливого повітря є ускладнення конструкції турбокомпресора і його експлуатації Найбільш близькими за технічним рішенням є ЗОВНІШНІ повітроохолоджувачі, що розташовуються на проміжних і кінцевих ступінях турбокомпресора (Р Н Хаджиков, С А Бутаков Горная механика М Недра, 1982 -С 175-187) ЗОВНІШНІ повітроохолоджувачі мають воздуховоди гарячого й охолодженого повітря і патрубки підведення холодної і відводу нагрітої води Конструктивно вони являють собою поверхневі апарати, у яких по трубках, виконаних з кольорових металів, рухається охолоджувальна вода, а в міжтрубному просторі - стиснене повітря Головний недолік відомих ЗОВНІШНІХ повітроохолоджувачів полягає в утворенні накипу на внутрішніх поверхнях трубок, що призводить до швидкого погіршення теплообміну При цьому виділення накипу є надзвичайно трудомісткою операцією, а використання спеціально підготовленої води в умовах витрат и в градирнях економічно не виправдано У результаті повсюдно турбокомпресори експлуатуються з недоохолодженням повітря і, ВІДПОВІДНО, зі зниженими енергетичними показниками чого й охолодженого повітря, патрубки підведення холодної і відводу нагрітої води, який відрізняється тим, що він оснащений форсункою в трубопроводі гарячого повітря, відцентровим сепаратором між трубопроводами гарячого й охолодженого повітря й автоматичним регулятором витрати води, що має загальний внутрішній простір з відцентровим сепаратором, при цьому патрубок підведення холодної води приєднаний до форсунки, а патрубок відводу нагрітої води до автоматичного регулятора витрати води Зазначений недолік є органічним і може бути усунутий тільки шляхом відмови від принципу поверхневого теплообміну і використання змішувального Задачею винаходу є удосконалення зовнішнього повітроохолоджувача за рахунок використання змішувального принципу теплообміну, що забезпечить ефективне і стабільне охолодження турбокомпресора На відміну від прототипу принцип дії запропонованого зовнішнього повітроохолоджувача заснований на змішуванні повітря з розпиленою водою і наступним поділом потоків охолодженого повітря і нагрітої води Поставлена задача досягається тим, що ЗОВНІШНІЙ змішувальний повітроохолоджувач турбокомпресора, що містить трубопроводи гарячого и охолодженого повітря, патрубки підведення холодної і відводу нагрітої води, згідно з винаходом, постачений форсункою в трубопроводі гарячого повітря, відцентровим сепаратором між трубопроводами гарячого й охолодженого повітря й автоматичним регулятором витрати води, що має загальний внутрішній простір з відцентровим сепаратором, при цьому патрубок підведення холодної води приєднаний до форсунки, а патрубок відводу нагрітої води до автоматичного регулятора витрати води На фігурі зображений ЗОВНІШНІЙ змішувальний повітроохолоджувач однієї зі ступенів турбокомпресора ЗОВНІШНІЙ змішувальний повітроохолоджувач турбокомпресора складається з трьох основних вузлів розпилювача, відцентрового сепаратора й автоматичного регулятора витрати води 00 42187 Розпилювач утворений форсункою 1, поміщеною в трубопровід гарячого повітря 2 До форсунки 1 приєднаний патрубок подачі холодної води З Відцентровий сепаратор 4 має циліндричний корпус, до бічної стінки якого тангенціально примикає трубопровід гарячого повітря 2, а до верхньої кришки -трубопровід охолодженого повітря 5 Автоматичний регулятор витрати води 6 з патрубком відводу нагрітої води 7 розташовується нижче відцентрового сепаратора 4 і має з ним загальний внутрішній простір через канал 8 ЗОВНІШНІЙ змішувальний повітроохолоджувач працює у такий спосіб Холодна вода, що надходить через патрубок З, розпорошується форсункою 1 у трубопроводі 2, підхоплюється потоком гарячого повітря і змішується з ним В утвореній повітряно-водяній суміші відбувається інтенсивний теплообмін, при якому повітря охолоджується, а вода нагрівається У відцентровому сепараторі 4 вода, що знаходиться в потоці відкидається до периферії й іде через спеціальні щілини, а охолоджене повітря рухається в трубопровід 5 Відділена вода самопливом через канал 8 надходить в автоматичний регулятор витрати води 6 і іде через патрубок нагрітої води 7 Досліджуваний зразок зовнішнього змішувального повітроохолоджувача ВКС-500 К був випробуваний на кінцевій ступіні турбокомпресора К500, що робив в умовах незадовільного проміжного охолодження через утворення накипу При цьому були зареєстровані наступні робочі параметри 1 Витрати, 7с - повітря - води 0,01 Тиск, МПа - повітря - води Температура, °С - гарячого повітря - охолодженого повітря - холодної води - нагрітої води Віднесення води повітрям, г/кг - паровий - краплинний 6,2 8,2 196 60 ЗО 47 4 не зареєстрований Аеоолинамічні втоати. МПа 0.001 КОМІСІЄЮ, ЩО оцінювала результати виробничих ІСПИТІВ повітроохолоджувача ВКС-500 К відзначена висока ступінь охолодження повітря (Т130°С) і відсутність ознак краплинного віднесення охолодженої води з сепаратора Також відзначено, що переустаткування всієї системи охолодження турбокомпресора К-500 дозволить нормалізувати його температурний режим і знизити енерговитрати на суму порядку 150 тис грн нарік Запропоноване технічне рішення зовнішнього змішувального повітроохолоджувача турбокомпресора в порівнянні з прототипом має наступні переваги - стабільність температурних параметрів у процессі експлуатації, у зв'язку з відсутністю умов для утворення накипу, - простота і дешевина конструкції, що не вимагає використання кольорових металів 42187 Турбокомпресор і /ґ/f * S / S f Г Фіг. ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку 2002 р Формат 60x84 1/8 Обсяг обл -вид арк Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22