Турбокомпресорна установка для стиснення повітря і подачі його в технологічний процес виробництва азотної кислоти

Турбокомпресорна установка для стиснення повітря і подачі його в технологічний процес виробництва азотної кислоти, що містить механізм запуску, прямоточну камеру згорання, турбокомпресор, який включає корпус з кришкою, усереди C2 1 3 частини осьового компресора в атмосферу є у вузькій зоні проточної частини осьового компресора, тобто в зоні суміжних груп ступенів. У зв'язку з цим при роботі турбокомпресорної установки в режимі із зменшеною подачею або витратою повітря, виникаючому при зменшенні споживання повітря в технологічному процесі виробництва азотної кислоти, і введення в роботу систем перепуску повітря, спостерігається сильне спотворення поля перебігу повітряного потоку по висоті лопатки в проточній частині осьового компресора. Дане спотворення обумовлене тим, що місця відбору повітря з проточної частини не рознесли по довжині проточної частини, і це приводить до зниження ефективності регулювання роботи турбокомпресора і не виключає можливість входу в помпаж при малому споживанні повітря технологічним процесом виробництва азотної кислоти. В зв'язку з цим приведені турбокомпресорні установки можливо використовувати в технологічних процесах з обмеженим робочим діапазоном регулювання витрати повітря. В основу винаходу поставлена задача удосконалити турбокомпресорну установку для стиснення повітря і подачі його в технологічний процес виробництва азотної кислоти шляхом зміни особливостей конструктивного рішення, забезпечити оптимізацію умов перерозподілу поля перебігу повітряного потоку по висоті лопатки в проточній частині осьового компресора, і за рахунок цього поліпшити робочі характеристики турбокомпресора, розширити діапазон регулювання витрати повітря і виключити вхід осьового компресора в режим помпажу на режимах низької продуктивності і виникнення аварійної ситуації. Задача вирішена тим, що в турбокомпресорній установці для стиснення повітря і подачі його в технологічний процес виробництва азотної кислоти, що містить механізм запуску, прямоточну камеру згорання, турбокомпресор, який включає корпус з кришкою, усередині якого встановлена осьова багатоступінчата турбіна, осьовий багатоступінчатий компресор, системи перепуску стислого повітря з проточної частини осьового компресора в атмосферу, встановлені після групи ступенів, що складаються з групи крізних каналів, виконаних в обоймі осьового багатоступінчатого компресора, повідомлених з перепускними клапанами через перепускну камеру, згідно винаходу, група крізних каналів системи перепуску стислого повітря з проточної частини осьового компресора в атмосферу виконана в частині обойми осьового компресора, зверненої до кришки корпусу турбокомпресорної установки, при цьому кожна система перепуску стислого повітря з проточної частини осьового компресора в атмосферу встановлена із залишенням між ними групи ступенів, перепускні камери виконані дугоподібної форми і утворені кожухом і частиною обойми з крізними каналами. Виконання групи крізних каналів системи перепуску стислого повітря з проточної частини осьового компресора в атмосферу в частині обойми осьового компресора, зверненої до кришки корпусу турбокомпресорної установки дозволило істотно спростити розбирання і зборку турбокомп 91889 4 ресора при проведенні ремонту. Установка системи перепуску стислого повітря з проточної частини осьового компресора в атмосферу із залишенням між ними групи ступенів, утворення перепускної камери дугоподібної форми за допомогою кожуха і частини обойми з крізними каналами дало можливість розміщення систем перепуску повітря незалежно від порядку груп ступенів, тобто із залишенням між ними груп ступенів без перепуску повітря, що забезпечило поліпшення робочих характеристик, розширення діапазону регулювання витрати повітря і виключення входу осьового компресора в режим помпажу на режимах з низькою продуктивністю і виникнення аварійної ситуації. При цьому реалізація заявленого конструктивного рішення системи перепуска здійснюється без значних конструктивних ускладнень установки в цілому в порівнянні з відомими рішеннями, де перепускна камера має кільцеву форму, утворену кільцевим проміжком між корпусом і обоймою турбокомпресорної установки, і де для кожної системи перепуска потрібні істотні конструктивні зміни корпусу турбокомпресорної установки. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на: фіг. 1 - представлена схема турбокомпресорної установки для стиснення повітря і подачі його в технологічний процес виробництва азотної кислоти; фіг.2 - загальний вид турбокомпресора установки для стиснення повітря і подачі його в технологічний процес виробництва азотної кислоти ; фіг.3 вигляд А. фіг.4 - перетин Б-Б. Турбокомпресорна установка для стиснення повітря і подачі його в технологічний процес виробництва азотної кислоти, що містить механізм запуску, прямоточну камеру згорання 1, системи перепуску стислого повітря 2 і 3, турбокомпресор 4, який включає корпус 5, що складається з основи 22 і кришки 23. Усередині корпусу встановлені осьова багатоступінчата турбіна 6 і осьовий багатоступінчатий компресор 7 з системами перепуска стислого повітря 2 і 3. Осьовий багатоступінчатий компресор 7 складається з обойми 8, усередині якої розміщені ротор 9 і лопатки 10, що створюють його проточну частину 11. Системи перепуску повітря 2 і 3 розміщені на кришці турбокомпресора 23 з можливістю перепуску стислого повітря з проточної частини 11 осьового багатоступінчатого компресора 7 після кожної окремо взятої групи ступенів 12, 13. Механізм запуску містить двигун 14 і редуктор 15. Прямоточна камера згорання 1 сполучена з осьовою багатоступінчатою турбіною 6. Кожна система перепуску стислого повітря 2, 3 виконана у вигляді групи крізних каналів 16 в частині обойми 8 осьового багатоступінчатого компресора 7, повідомлених з перепускною камерою дугоподібної форми 17, утвореної кожухом 18 з вихідним отвором 19, і частиною обойми 8 з групою крізних каналів 16. Група крізних каналів 16 виконана в частині обойми 8, зверненої до кришки турбокомпресора 23. При цьому в кришці 23 напроти вихідного отвору 19 в кожусі 18 виконаний крізний канал 20, в якому розміщений перепускний клапан 21 з можливістю повідомлення через вихі 5 дний отвір 19 із згаданою перепускною камерою 17. Турбокомпресорна установка для стиснення повітря і подачі його в технологічний процес виробництва азотної кислоти працює наступним чином. Заздалегідь здійснюють запуск турбокомпресорної установки для стиснення повітря і подачі його в технологічний процес виробництва азотної кислоти. Для чого включають двигун 14 механізму запуску, який через редуктор 15 приводить в обертання ротор 9 турбокомпресора 4. Стисле на виході осьового багатоступінчатого компресора 7 повітря поступає в прямоточну камеру згорання 1. В прямоточній камері згорання 1 відбувається процес спалювання палива і утворення потоку газу з високим енергетичним потенціалом, який прямує в осьову багатоступінчату турбіну 6. В турбіні 6 відбувається перетворення теплової енергії гарячих газів і тиску в механічну роботу. Потужність, яка розвивається турбіною 6, використовується для приводу осьового багатоступінчатого компресора 7. Після виходу турбокомпресора 4 на робочий режим, частина стислого повітря з виходу осьового компресора 7 прямує в технологію виробництва азотної кислоти, а частина в прямоточну камеру згорання 1. Утворені в процесі виробництва азотної кислоти нітрозні гази прямують в прямоточную камеру згорання 1. З прямоточної камери згорання 1 нітрозні гази направляють в турбіну 6. Гази, що відходять після турбіни, виводять в атмосферу. 91889 6 При зміні режимів виробництва азотної кислоти в технологічному процесі змінюється і об'єм споживаного їм стислого повітря. При узгодженні об'ємів, що подаються з виходу осьового багатоступінчатого турбокомпресора і споживаного технологічним процесом стислого повітря, змінюють режим роботи турбокомпресора. Для забезпечення роботи турбокомпресора в режимі з низькою продуктивністю, з метою виключення помпажу, приводять в дію системи перепуска повітря 2, 3. Для цього відкривають перепускні клапани 21. При цьому стисле після груп ступенів 12 і 13 повітря з проточної частини 11 через групу крізних каналів 16 в обоймі 8 спочатку поступає в перепускну камеру 17. Далі через вихідний отвір 19 в кожусі 18 стисле повітря з проточної частини 11 після груп ступенів 12, 13 виводиться в атмосферу через перепускний клапан 21, розміщений на кришці турбокомпресора 23. При роботі турбокомпресорної установки в режимах відмінних від режимів з низькою продуктивністю, перепускні клапани 21 в системах перепуска повітря 2, 3 закриті. Режим запуску турбокомпресора ідентичний режиму роботи турбокомпресора в режимі з низькою продуктивністю. При цьому перепускні клапана 21 відкриті і відбір стислого повітря з проточної частини 11 здійснюється аналогічно відбору стислого повітря описаного вище для режиму роботи турбокомпресора в режимі з низькою продуктивністю. 7 91889 8 9 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 91889 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601