Пристрій для вироблення мінеральних волокон

Винахід відноситься до області енергомашинобудування, зокрема, до газотурбінних установок, застосованих в енергетиці та на транспорті.

Відомі газотурбінні установки (ГТУ), які складаються з декількох незалежних ГТУ до кожної з яких входять компресори, турбіни (ГТ), камери горіння, запуск яких здійснюється від поряд стоячих подібних установок (1).

Недоліком цих установок є недостатня їх економічність та складність газоповітряних трактів, за допомогою яких здійснюють пуск ГТУ.

Найбільш близьким рішенням з відомих є електростанція з декількома незалежними газотурбінними установками, які містять компресори, турбіни, камери горіння, і приводять індивідуальні електрогенератори, причому тільки одна з них укомплектована пусковим двигуном і використовується для запуску іншіх ГТУ (2).

Недоліком такої установки є необхідність присутності додаткових трубопроводів великого діаметру, складної конфігурації, індивідуального виготовлення, з теплоізоляцією, з регулюючою апаратурою, для підключення випускного патрубку компресора пускової ГТУ до входів ГТ ГТУ, які підлягають запуску, а також входів пускової та запускаємих ГТ, що значно захаращує приміщення, знижує надійність роботи турбіни пускової ГТУ в період запуску, знижує економічність установки у цілому.

Метою цього винаходу є спрощення системи підводу пускового повітря від пускової до запускаємих ГТУ, зменьшення кількості відбору, спрощення запуску установки та підвищення її економічності.

Вказана ціль досягається тим, що вилучаються пусковий двигун на пусковій ГТУ. Вилучаються трубопроводи великого діаметру, між випускним патрубком компресора пускової ГТУ та входом ГТ ГТУ, які підлягають пуску, а також між пусковою та запускаемою ГТ для подачи стислого повітря до пускаємих ГТУ та перепуску робочого газу між турбінами. Додається джерело стислого повітря (пусковий балон), і повітряний інжектор, який встановлюються на одній з ГТУ. Вхід інжектора сполучений з атмосферою, а вихід, за допомогою трубопроводів, з входом газової турбіни кожної ГТУ. Додаються повітряна магістраль, з'єднувальний трубопровід та трубопроводи відбору стислого повітря за компресорами кожної ГТУ, зі своїми запірними органами, а також трубопровід підводу робочого стислого повітря до робочого сопла інжектора від повітряної магістралі. Джерело стислого повітря (пусковий балон) сполучено трубопроводом з запірним органом з повітряною магстраллю. Трубопроводи відбору стислого повітря за компресорами кожної ГТУ сполучені також з повітряною магістраллю. Додаються трубопроводи підводу з запірними органами, від з'єднувального трубопроводу .до входу газової турбіни кожної ГТУ, а також трубопровід від виходу інжектора до з'єднувального трубопроводу. Таким чином, додається інжектор, досить простий нагнітаючий пристрій, який не має деталей, які рухаються, робочою середою у нього є стисле повітря, яке відбирається за ступенями компресорів працюючих ГТУ, або від джерела стислого повітря (пускового балона), а транспортуємою середою є атмосферне повітря. Запуск ГТУ виконується шляхом подачи стислого повітря до проточної частини її газової турбіни. Така ГТУ досить проста в експлуатації, її пускова система легко автоматизуєтся шляхом використання алгоритмів управління приводами запірних органів (клапанів), а сам пуск простий, надійний, економічний і достатньо м'який, що збільшує моторесурс ГТУ.

На кресленні зображена схема газотурбінної установки.

Газотурбінна установка складається з декількох незалежних ГТУ, кожна з яких вміщує компресор 1, камеру горіння 2, газову турбіну 3, трубопровід відбору 12 з запірним органом 4, трубопровід підводу 10 з запірним органом 11. Крім того, газотурбінна установка містить джерело стислого повітря (пусковий балон) 5, інжектор 6, з трубопроводами 8 і 9, повітряну магістраль 13, з'єднувальний трубопровід 14. Робоче сопло 7 інжектора 6 сполучається трубопроводом 8 з повітряною магістраллю 13, яка сполучена трубопроводом 15 з джерелом стислого повітря (пусковим балоном) 5 і з трубопроводами 12 відбору стислого повітря за ступенями компресора 1 кожної ГТУ. На трубопроводі 15 встановлений запірний орган 16. Вхід інжектора 6 сполучається з атмосферою, а вихід за допомогою трубопроводу 9, з'єднувального трубопровода 14 та трубопроводів підволу 10 з запірними органами 11, з входом газової турбіни 3 кожної ГТУ.

Газотурбінна установка працює таким чином. Перед запуском ГТУ (будь якої у складі установки), її запірний орган 4 зачиняють, а запірний орган 11 відчиняють, відчиняють і запірний орган 15. При цьому запірні органи 4 і 11 у всіх іншіх ГТУ (як працюючих, так і непрацюючих) повинні бути зачинені. Стисле повітря, від джерела стислого повітря 5 через запірний орган 16 по трубопроводу 15, повітряну магістраль 13, трубопровід 8, подається до робочого сопла 7 інжектора 6. Робоче стисле повітря захоплює через інжектор 6 атмосферне і подає його з підвищеним тиском через трубопровід 9, з'єднувальний трубопровід 14, трубопровід підводу 10, запірний орган 11, до входу газової турбіни 3 запускаємої ГТУ. При проходженні через проточну частину газової турбіни 3 повітря розширяючись знижує свій тиск до атмосферного, при цьому виробляється механічна енергія, достатня для здійснення запуску. Коли ротор набере оберти, достатні для самостіної роботи ГТУ, її запірний орган 11 зачиняється, зачиняється, і запірний орган 16 на трубопроводі 15, переводячи роботу ГТУ з інжектора 6 на атмосферу через компресор 1 і закриваючи подачу робочого повітря до робочого сопла 7 інжектора 6 від джерела стислого повітря (пускового балона) 5. Запускаема ГТУ набираючи оберти виходить на потрібний режим.

Для запуску сусідньої ГТУ, відчиняють її запірний орган 11 і зачиняють запірний орган 4, а на працюючій ГТУ відчиняють запірний орган 4. При цьому запірні органи 4 і 11 у всіх інших ГТУ (як працюючих, так і непрацюючих) повинні бути зачинені. Стисле повітря, від компресора 1 працюючої пускової ГТУ через її запірний орган 4 по трубопроводу 12, повітряну магістраль 13 і трубопровід 8, подається до робочого сопла 7 інжектора 6. Робоче стисле повітря захоплює через інжектор 6 атмосферне і подає його з підвищеним тиском через трубопровід 9, з'єднувальний трубопровід 14, трубопровід підводу 10, запірний орган 11, до її газової турбіни 3. При проходженні через проточну частину газової турбіни 3, повітря, розширяючись, знижує свій тиск до атмосферного, при цьому виробляється механічна енергія, достатня для здійснення запуску. Після цього її запірний орган 11 зачиняється. Запірний орган 4 пускової ГТУ зачиняється, переключаючи роботу запускаємої ГТУ на атмосферу через її компресор 1. Запускаема ГТУ, набираючи оберти, виходить на потрібний режим.

Запропонована схема обв'язки ГТУ, наявність трубопроводів стислого повітря 8, 9,10,12, 13, 14 і 15, наявність відповідної запірної арматури - запірних органів 4, 11 і 16 і запропонованого порядку їх роботи дозволяє, як від джерела стислого повітря (пускового балона) 5, так і від будь якої працюючої ГТУ, за допомогою інжектора б запустити будь яку ГТУ установки. Джерелом стислого повітря 5 може бути централізована система стислого повітря, або достатньо потужний компресорний агрегат, або відповідного об'єму балон, який може набиватися невеличким компресором за певний час. Такий запуск універсальніше, надійніше, значно м'якіше і економічніше ніж запуск від пускового двигуна. Він може бути запропонований для ГТУ основним, дублюючим або аварійним, в залежності від призначення та умов експлуатації установки.

Таке виконання газотурбінної установки, яка складається з декількох газотурбінних агрегатів, дозволяє в конкретних умовах експлуатації підвищити її економічність, надійно і просто здійснювати запуск всім незалежним ГТУ електростанції або судової енергетичної установки, збільшити моторесурс ГТУ.

Джерела інформації, прийняті до уваги при експертизі.

1. Конструкции авиационных газотурбинных двигателей. Под ред. а.в.штоды. -М.: Воениздат. 1961. С. 390.

2. Патент Японии, № 63147929, МКИ F 02 С 6/00. Опубл. 20.06.88.