RU129153U1

RU129153U1 - COMPLEX OF SPECIAL AUTOMATION OF EXPLOSION PROTECTION OF GAS TURBINE INSTALLATION

Info

Publication number: RU129153U1
Application number: RU2012136974/06U
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Бурдюгов; Николай Фролович Макаров; Геннадий Николаевич Захаров; Виктор Львович Попов
Original assignee: Сергей Иванович Бурдюгов; Николай Фролович Макаров; Геннадий Николаевич Захаров; Виктор Львович Попов
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2013-06-20

Abstract

1. Комплекс автоматики взрывозащиты газотурбинной установки, защищенной газовой комбинированной установкой пожаротушения, обеспечивающей тушение пожара и предотвращение повторного воспламенения за счет инертизации защищаемого помещения, включающий вентиляторы подачи продувочного воздуха в отсек газотурбинной установки, технологические датчики контроля расхода и контроля давления продувочного воздуха в отсеке газотурбинной установки, контроля концентрации горючих газов в воздухе, связанные с управляющим устройством системы автоматического управления технологическим процессом, отличающийся тем, что комплекс дополнительно содержит противоаварийное контрольно-коммутирующее устройство, связанное с управляющим устройством системы автоматического управления технологическим процессом и с пультом управления газовой комбинированной установки пожаротушения газотурбинной установки, с возможностью, при инциденте с несанкционированным отключением вентиляторов подачи продувочного воздуха, превентивного, до воспламенения горючих веществ, создания и поддержания инертной атмосферы комбинированной установкой пожаротушения в отсеке газотурбинной установки.2. Комплекс автоматики взрывозащиты газотурбинной установки по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит технологические датчики контроля температуры наружной поверхности наиболее нагретых при работе компонентов корпуса газотурбинного двигателя, связанные с противоаварийным контрольно-коммутирующим устройством.3. Комплекс автоматики взрывозащиты газотурбинной установки по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит световые, 1. Automatic equipment for the explosion protection of a gas turbine installation, protected by a gas combined fire extinguishing installation, to extinguish a fire and prevent re-ignition due to inertization of the protected room, including purge air supply fans in the gas turbine unit, process sensors for controlling the flow rate and purge air pressure control in the gas turbine unit compartment monitoring the concentration of combustible gases in the air associated with the control system of the car mathematical process control, characterized in that the complex further comprises an emergency control and switching device associated with a control device of the automatic process control system and a control panel of a gas combined fire extinguishing installation of a gas turbine installation, with the possibility, in the event of an unauthorized shutdown of the purge air supply fans , preventive, prior to ignition of combustible substances, creating and maintaining and atmospheric atmosphere with a combined fire extinguishing installation in the compartment of a gas turbine installation. 2. The explosion-proof automation system of a gas turbine installation according to claim 1, characterized in that it further comprises technological sensors for monitoring the temperature of the outer surface of the components of the gas turbine engine body that are most heated during operation and are associated with an emergency control and switching device. The explosion-proof automation system of a gas turbine installation according to claim 1, characterized in that it further comprises light

Description

Настоящая полезная модель относится к машиностроению, а именно к системам, обеспечивающим безопасную эксплуатацию не взрывозащищенных горячих газотурбинных двигателей (ГТД), у которых максимальная температура наиболее нагретых при работе компонентов наружной поверхности корпуса может превышать температуру самовоспламенения взрывоопасных смесей, образующихся в воздухе при утечке находящихся под давлением горючих веществ используемых в технологическом процессе в составе промышленных газотурбинных установок (ГТУ), взрывозащита которых в штатном режиме работы обеспечивается разбавлением взрывоопасной смеси вокруг ГТД до безопасных концентраций за счет продувки отсека ГТУ, где смонтирован горячий ГТД, чистым (не содержащим горючих веществ) воздухом, забираемым из атмосферы за пределами взрывоопасных зон.This utility model relates to mechanical engineering, and in particular to systems that ensure the safe operation of non-explosion-proof hot gas turbine engines (GTEs), in which the maximum temperature of the components of the outer surface of the housing that are most heated during operation can exceed the self-ignition temperature of explosive mixtures formed in air during leakage pressure of combustible substances used in the technological process as part of industrial gas turbine units (GTU), explosion-proof cat ryh in the normal mode of operation is provided around an explosive mixture diluting TBG to safe concentrations by blowing gas turbine compartment where hot assembled TBG pure (containing no combustibles) air taken from the atmosphere outside the explosive zones.

Уровень техникиState of the art

На современном этапе развития машиностроения широкое распространение получили газоперекачивающие агрегаты (ГПА) в блочно-модульном и ангарном исполнении с использованием не взрывозащищенных ГТД.At the present stage of development of mechanical engineering, gas pumping units (GPU) in block-modular and hangar versions using non-explosion-proof gas turbine engines are widely used.

Указанные исполнения (компоновки) предусматривают индивидуальное укрытие ГПА без разделительной стенки с единым помещением категории А (помещение повышенной взрывопожароопасности) по "Техническому регламенту о требованиях пожарной безопасности" №123-ФЗ ГТД и центробежного компрессора (ЦБК). При этом ГТД размещается в отсеке (представляющим собой кожух шумотеплоизолирующий) ГТУ с принудительной вентиляцией (продувкой).The indicated versions (layouts) provide for individual GPA shelter without a separation wall with a single room of category A (high explosion and fire hazard room) according to the Technical Regulation on Fire Safety Requirements No. 123-FZ GTD and a centrifugal compressor (PPM). In this case, the gas turbine engine is located in the compartment (which is a noise-heat-insulating casing) of a gas turbine with forced ventilation (purge).

Потенциальная пожаровзрывоопасность ГПА обусловлена пожаровзрывоопасными свойствами природного газа, перекачиваемого ЦБК и используемого в качестве топлива ГТД, а также пожароопасными свойствами турбинного масла, применяемого в системах смазки, охлаждения и уплотнения. Утечка горючих материалов возможна как в едином помещении укрытия ГПА, так и в отсеке ГТУ.The potential fire and explosion hazard of gas compressor units is caused by the fire and explosion hazard properties of natural gas pumped by the pulp and paper mill and used as a gas turbine engine, as well as the fire hazard properties of turbine oil used in lubrication, cooling and sealing systems. The leakage of combustible materials is possible both in a single unit of the GPU shelter and in the GTU compartment.

Причем, ГПА использует, как правило, природный газ, относящийся к группе взрывоопасных смесей Т1 по ГОСТ 12.1.011-78* "СМЕСИ ВЗРЫВООПАСНЫЕ Классификация и методы испытаний".Moreover, GPA uses, as a rule, natural gas belonging to the group of explosive mixtures T1 according to GOST 12.1.011-78 * "EXPLOSIVE MIXTURES Classification and test methods".

Техническая справка: Согласно п.4а ГОСТ 12.1.011-78* взрывоопасные смеси газов и паров подразделяются на шесть групп в зависимости от величины температуры самовоспламенения:Technical information: According to clause 4a of GOST 12.1.011-78 * explosive mixtures of gases and vapors are divided into six groups depending on the value of the self-ignition temperature:

Группы взрывоопасных смесейExplosive mixture groups Температура самовоспламенения, °СAuto-ignition temperature, ° С Т1T1 Свыше 450Over 450 Т2T2 Свыше 300 до 450 включительноOver 300 to 450 inclusive Т3T3 Свыше 200 до 300 включительноOver 200 to 300 inclusive Т4T4 Свыше 135 до 200 включительноOver 135 to 200 inclusive Т5T5 Свыше 100 до 135 включительноOver 100 to 135 inclusive Т6T6 Свыше 85 до 100 включительноOver 85 to 100 inclusive

Для обеспечения безопасной эксплуатации не взрывозащищенных ГТД (за счет увеличения степени взрывозащищенности) КШТ с принудительной вентиляцией проектируется и сертифицируется как оболочка с видом взрывозащиты 1ExpxIIT1X в соответствии с ГОСТ Р 51330.3 "Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 2. Заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением р":To ensure the safe operation of non-explosion-proof gas turbine engines (due to an increase in the degree of explosion protection), forced-draft KWTs are designed and certified as a casing with a type of explosion protection 1ExpxIIT1X in accordance with GOST R 51330.3 "Explosion-proof electrical equipment. Part 2. Filling or purging of the casing under excess pressure p":

- уровень взрывозащиты 1 (взрывобезопасное оборудование);- explosion protection level 1 (explosion-proof equipment);

- вид взрывозащиты рх (заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением, которое изменяет классификацию взрывоопасной зоны внутри оболочки до невзрывоопасной зоны);- type of explosion protection px (filling or purging the shell under excessive pressure, which changes the classification of the explosive zone inside the shell to non-explosive zone);

- группа электрооборудования по области его применения II (взрывозащищенное электрооборудование для внутренней и наружной установки, предназначенное для потенциально взрывоопасных сред, кроме подземных выработок шахт и рудников и их наземных строений, опасных по рудничному газу и/или пыли);- electrical equipment group according to its field of application II (explosion-proof electrical equipment for indoor and outdoor installation, intended for potentially explosive atmospheres, except for underground workings of mines and mines and their ground structures, dangerous for mine gas and / or dust);

- температурный класс электрооборудования Т1 (предельная температура плюс 450°С);- temperature class of electrical equipment T1 (limit temperature plus 450 ° C);

- присутствуют специальные условия безопасного применения электрооборудования (знак X).- there are special conditions for the safe use of electrical equipment (X sign).

Наиболее близким аналогом заявляемого комплекса специальной автоматики (исполнительных механизмов, датчиков, управляющих устройств и т.д.) взрывозащиты газотурбинной установки является, на наш взгляд, блок силовой газоперекачивающего агрегата (патент № RU 2276277 С1). Указанный блок силовой (БС) газоперекачивающего агрегата содержит отсек с приводной газотурбинной установкой, центробежный вентилятор воздуха, воздуховод для отвода горячего воздуха непосредственно в атмосферу, технологические датчики для контроля параметров продувочного воздуха (датчик перепада давления, измерительное устройство расхода воздуха, датчики загазованности) и автоматику управления взрывозащитой (задатчики, блоки сравнения, компараторы, логические элементы).The closest analogue of the claimed complex of special automation (actuators, sensors, control devices, etc.) of the explosion protection of a gas turbine installation is, in our opinion, the power gas pumping unit (patent No. RU 2276277 C1). The specified power unit (BS) of the gas pumping unit contains a compartment with a gas turbine drive unit, a centrifugal air fan, an air duct for venting hot air directly to the atmosphere, process sensors for monitoring purge air parameters (differential pressure sensor, air flow meter, gas sensors) and automation explosion protection control (setters, comparison units, comparators, logic elements).

В штатном режиме работы взрывозащиты безопасность БС ГПА обеспечивается продувкой отсека (кожуха) газотурбинной установки воздухом под избыточным давлением с разбавлением газовоздушной смеси вокруг потенциальных источников воспламенения продувочным воздухом до безопасных концентраций горючего газа. Одновременно продувка КШТ обеспечивает оптимальный тепловой режим работы горячего ГТД за счет охлаждения.In the normal operation mode of explosion protection, the safety of the gas compressor unit is ensured by purging the compartment (casing) of the gas turbine unit with air under excessive pressure and diluting the gas-air mixture around potential sources of ignition with purge air to safe concentrations of combustible gas. At the same time, blowing KShT provides the optimal thermal mode of operation of hot gas turbine engine due to cooling.

Однако, технические решения патента № RU 2276277 С1, заложенные в конструкции БС ГПА, ограничивают сферу его применения. Так конструкция БС позволяет обеспечить взрывозащиту только таких ГТД, у которых максимальная температура наиболее нагретых при работе компонентов наружной поверхности корпуса не превышает предельно допустимую температуру для соответствующего температурного класса взрывобезопасного электрооборудования. Например, для БС, сертифицированного с маркировкой взрывозащиты 1ExpxIIT1X, предельная температура составляет плюс 450°С. Указанное ограничение вызвано тем, что конструкцией БС не предусмотрены меры на случай инцидента с несанкционированной потерей избыточного давления (например, из-за обесточивания вентиляторов продувки), позволяющие предотвратить контакт взрывоопасной газовой среды, которая может высвободиться, с поверхностью горячих компонентов наружной поверхности корпуса ГТД, у которых максимальная температура может превышать температуру самовоспламенения используемых в технологическом процессе горючих газов, до их охлаждения до безопасных температур. Данное ограничение следует из требования стандартов на взрывозащищенные изделия:However, the technical solutions of patent No. RU 2276277 C1, incorporated in the design of the BS GPA, limit its scope. Thus, the design of the BS allows the explosion protection to be provided only for gas turbine engines where the maximum temperature of the most heated components during operation does not exceed the maximum permissible temperature for the corresponding temperature class of explosion-proof electrical equipment. For example, for a BS certified with an ExExxIIT1X explosion protection mark, the limit temperature is plus 450 ° C. This restriction is caused by the fact that the BS design does not provide for measures in case of an incident with unauthorized loss of excess pressure (for example, due to de-energization of purge fans), which prevents contact of the explosive gas atmosphere that may be released with the surface of the hot components of the external surface of the gas turbine engine housing, in which the maximum temperature may exceed the self-ignition temperature of the combustible gases used in the technological process, until they cool to safe temperatures eratur. This restriction follows from the requirements of standards for explosion-proof products:

1. Требования ГОСТ Р 51330.3-99 к конструкции, обеспечивающей взрывозащиту вида рх при наличии компонентов с температурой превышающей температурную классификацию:1. The requirements of GOST R 51330.3-99 to the design that provides explosion protection of the type px in the presence of components with a temperature exceeding the temperature classification:

1) Согласно таблице 2 "Требования к конструкции, обеспечивающей взрывозащиту вида р" ГОСТ Р 51330.3-99 для взрывозащиты вида рх при наличии внутренних нагретых частей, требующих времени для охлаждения перед открыванием оболочки, необходимо исполнение в соответствии с п.6.2б ГОСТ Р 51330.3-99 (электрооборудование должно быть классифицировано согласно самой нагретой поверхности внутреннего компонента).1) According to table 2 "Requirements for the design providing explosion protection of type p" GOST R 51330.3-99 for explosion protection of type px in the presence of internal heated parts that require time for cooling before opening the shell, execution is required in accordance with clause 6.2b of GOST R 51330.3 -99 (electrical equipment should be classified according to the warmest surface of the internal component).

2) Согласно п.6 "Температурные пределы" ГОСТ Р 51330.3-99:2) According to clause 6 "Temperature limits" GOST R 51330.3-99:

6.1 Электрооборудование должно быть классифицировано в соответствии с требованиями температурной классификации по ГОСТ Р 51330.0. Классификация определяется согласно п.6.2 и 6.3 настоящего стандарта.6.1 Electrical equipment should be classified in accordance with the requirements of temperature classification according to GOST R 51330.0. Classification is determined in accordance with clauses 6.2 and 6.3 of this standard.

6.2 Для взрывозащиты вида, рх или ру классификация должна быть основана:6.2 For explosion protection of a type, px or pk classification shall be based on:

а) на самой высокой температуре внешней поверхности оболочки илиa) at the highest temperature of the outer surface of the shell or

б) на самой нагретой поверхности внутреннего компонента.b) on the most heated surface of the internal component.

Исключение - Температура внутреннего компонента может превышать температурную классификацию, если:Exception - The temperature of the internal component may exceed the temperature classification if:

1) компонент отвечает требованиям ГОСТ Р 51330.0 или1) the component meets the requirements of GOST R 51330.0 or

2) оболочка под давлением маркирована согласно ГОСТ Р 51330.0 с учетом времени, достаточного для охлаждения компонента до температуры, соответствующей температурному классу оболочки. Необходимы меры, предотвращающие в случае потери избыточного давления контакт взрывоопасной газовой среды, которая может высвободиться, с поверхностью нагретого компонента до его охлаждения ниже допустимого максимального значения.2) the shell under pressure is marked in accordance with GOST R 51330.0 taking into account the time sufficient to cool the component to a temperature corresponding to the temperature class of the shell. Measures are necessary to prevent, in the event of excess pressure loss, the contact of an explosive gaseous medium, which may be released, with the surface of the heated component until it is cooled below the permissible maximum value.

Примечание - Это обеспечивается за счет соответствующей конструкции соединений оболочки под давлением и газопроводов или другим способом, например, с помощью вспомогательных систем вентиляции или путем заключения нагретой поверхности внутри оболочки под давлением в герметичный корпус.NOTE This is ensured by the appropriate design of the pressurized shell joints and gas pipelines or by other means, for example, using auxiliary ventilation systems or by enclosing the heated surface inside the pressurized shell in a sealed enclosure.

2. Требования ГОСТ Р 51330.0 "Электрооборудование взрывозащищенное общие требования" к максимальным температурам поверхности для электрооборудования группы II приведены в п.5.1.2:2. The requirements of GOST R 51330.0 "Explosion-proof electrical equipment general requirements" to the maximum surface temperatures for electrical equipment of group II are given in clause 5.1.2:

Температурный классTemperature class Максимальная температура поверхности, °СMaximum surface temperature, ° С Т1T1 450450 Т2T2 300300 Т3T3 200200 Т4T4 135135 Т5T5 100one hundred Т6T6 8585

Из указанных выше требований стандартов следует, что особенностью БС, имеющего температурный класс электрооборудования Т1, является то, что нельзя применять ГТД с температурой самого нагретого компонента поверхности выше+450°С (т.к. для температурного класса электрооборудования Т1 - предельная температура +450°С). Однако, форсированные модели ГТД могут иметь наружные элементы нагретые существенно выше +450°С (в том числе выше температуры самовоспламенения используемого в технологическом процессе горючего газа). Кроме того, необходимо учитывать, что в качестве топливного газа ГТД может использоваться газовая смесь, имеющая пониженную температуру самовоспламенения отдельных компонентов (в том числе ниже +450°С), что так же ограничивает зону применения БС.From the above requirements of the standards it follows that a feature of a BS having a temperature class of electrical equipment T1 is that it is impossible to use a gas turbine engine with a temperature of the most heated surface component above + 450 ° C (because for the temperature class of electrical equipment T1 - the maximum temperature is +450 ° C). However, forced GTE models may have external elements heated significantly above + 450 ° C (including above the auto-ignition temperature of combustible gas used in the technological process). In addition, it must be borne in mind that a gas mixture having a low self-ignition temperature of individual components (including below + 450 ° C) can be used as a fuel gas for gas turbine engines, which also limits the area of BS application.

Невозможность использования в составе БС форсированных ГТД, имеющих компоненты поверхности нагретые выше +450°С, и подвода к БС топливного газа с пониженной температурой самовоспламенения (ниже +450°С), является недостатком.The inability to use forced gas turbine engines in the composition of the BS having surface components heated above + 450 ° C and the supply of fuel gas to the BS with a low self-ignition temperature (below + 450 ° C) is a disadvantage.

Одновременно необходимо учитывать, что взрывоопасную смесь может образовать не только утечка горючего газа. Взрывоопасным является масляной аэрозоль (имеющий температуру самовоспламенения ниже +450°С), который может образоваться при утечках (с распылением) из трубопроводов маслосистем ГПА или ЦБК находящегося под давлением турбинного масла.At the same time, it should be borne in mind that not only a leak of combustible gas can form an explosive mixture. Explosive is an oil aerosol (having a self-ignition temperature below + 450 ° C), which can be formed due to leaks (with spraying) from the pipelines of the GPU or PPM oil systems of pressurized turbine oil.

Задача, стоявшая перед разработчиками настоящей полезной модели, заключалась в создании комплекса взрывозащиты, который позволяет при инциденте с несанкционированным отключением продувки воздухом отсека ГТУ с минимальными затратами предотвратить контакт взрывоопасных смесей, образующихся в воздухе при утечке находящихся под давлением горючих веществ, используемых в технологическом процессе, с поверхностью горячих компонентов корпуса ГТД, у которых максимальная температура может превышать температуру самовоспламенения используемых в технологическом процессе веществ, до их охлаждения до безопасных температур.The challenge facing the developers of this utility model was to create an explosion protection complex that allows for an incident with an unauthorized shutdown of air purging of the gas turbine engine compartment to prevent contact of explosive mixtures formed in the air during leakage of pressurized combustible substances used in the technological process, with the surface of the hot components of the gas turbine engine housing, in which the maximum temperature may exceed the autoignition temperature s in the process of substances prior to cooling to a safe temperature.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF A USEFUL MODEL

Указанная задача решается за счет того, что при инциденте с несанкционированным отключением продувки воздухом отсека ГТУ вокруг горячих компонентов корпуса ГТД, у которых максимальная температура может превышать температуру самовоспламенения используемых в технологическом процессе горючих веществ, создается исключающая воспламенение (например, инертная) атмосфера.This problem is solved due to the fact that in the event of an unauthorized shutdown of air purging of the gas turbine engine compartment around hot components of the gas turbine engine body, for which the maximum temperature may exceed the self-ignition temperature of the combustible substances used in the technological process, an excluding (e.g., inert) atmosphere is created.

Для создания исключающей воспламенение атмосферы в отсеке ГТУ предлагается использовать штатную комбинированную ("газ плюс газ") установку пожаротушения. Такая установка должна соответствовать обобщенным рекомендациям Всесоюзного научно-исследовательского института противопожарной обороны (ВНИИПО) "Противопожарная защита газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов" (ВНИИПО, г.Москва 1986), где сказано:It is proposed to use a standard combined ("gas plus gas") fire extinguishing installation to create an atmosphere-free atmosphere in the GTU compartment. Such an installation should comply with the generalized recommendations of the All-Union Scientific Research Institute of Fire Defense (VNIIPO) "Fire protection of gas pumping units of compressor stations of gas pipelines" (VNIIPO, Moscow, 1986), which says:

- для тушения пожаров на ГПА рекомендуется применять индивидуальные и комбинированные установки пожаротушения (КУП). Комбинированные установки пожаротушения предназначены для противопожарной защиты оборудования ГПА, газотурбинных двигателей, мотокомпрессоров, имеющих технологические поверхности нагретые выше температуры самовоспламенения турбинного масла.- to extinguish fires at the gas compressor unit, it is recommended to use individual and combined fire extinguishing installations (PMC). Combined fire extinguishing installations are designed for fire protection of GPU equipment, gas turbine engines, motor compressors having technological surfaces heated above the self-ignition temperature of turbine oil.

- КУП предполагает две очереди ввода в действие огнетушащих веществ. Первая очередь обеспечивает подавление пожара в начальной стадии развития, вторая ликвидирует возможность повторного воспламенения. Рекомендуется активный и пассивный методы предотвращения повторного воспламенения. При активном методе нагретые технологические поверхности охлаждаются пеной низкой или средней кратности. Пассивный метод предполагает инертизацию (создание инертной среды исключающей горение) защищаемого помещения в течение времени, достаточного для естественного охлаждения нагретого оборудования. В КУП используются следующие комбинации огнетушащих веществ:- PMC involves two phases of putting fire extinguishing substances into action. The first stage provides suppression of the fire in the initial stage of development, the second eliminates the possibility of re-ignition. Active and passive methods to prevent reignition are recommended. With the active method, heated technological surfaces are cooled by foam of low or medium multiplicity. The passive method involves inertization (creation of an inert environment excluding combustion) of the protected room for a period of time sufficient for the natural cooling of the heated equipment. The following combinations of extinguishing agents are used in the PMC:

порошок плюс пена средней кратности;powder plus medium foam;

порошок плюс пена низкой кратности;powder plus foam of low multiplicity;

порошок плюс распыленная вода;powder plus atomized water;

газ плюс пена средней кратности;gas plus medium foam;

газ плюс пена низкой кратности;gas plus foam of low multiplicity;

газ плюс распыленная вода;gas plus atomized water;

газ плюс газ;gas plus gas;

порошок плюс газ.powder plus gas.

Однако, кроме флегматизаторов (создающих исключающую горение инертную среду), для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей в воздухе могут использоваться более эффективные ингибиторы горения (механизм ингибирования горения состоит в связывании активных центров, что приводит к обрыву цепной реакции горения).However, in addition to phlegmatizers (creating an inert atmosphere excluding combustion), more effective combustion inhibitors can be used to prevent ignition and explosion of combustible mixtures in air (the mechanism of combustion inhibition consists in binding of active centers, which leads to the termination of the combustion chain reaction).

Техническим результатом настоящей полезной модели является комплекс специальной автоматики взрывозащиты газотурбинной установки, обеспечивающий безопасность эксплуатации горячего ГТД, позволяющий при инциденте с несанкционированным отключением продувки воздухом отсека ГТУ с минимальными затратами предотвратить контакт взрывоопасных смесей, которые могут высвободиться, с поверхностью горячих компонентов корпуса ГТД, у которых максимальная температура может превышать температуру самовоспламенения используемых в технологическом процессе горючих веществ, до их охлаждения до безопасных температур.The technical result of this utility model is a complex of special automation for the explosion protection of a gas turbine unit, which ensures the safe operation of a hot gas turbine engine, which allows, in case of an unauthorized shutdown of air purging of a gas turbine engine compartment, to prevent explosive mixtures that can be released from contacting the surface of hot gas turbine engine components, which maximum temperature may exceed the self-ignition temperature used in the process m process of flammable substances, until they cool to safe temperatures.

Управление штатной системой взрывозащиты ГТУ (продувкой отсека ГТУ), как правило, организуется с использованием управляющего устройства (УУ) системы автоматического управления технологическим процессом (САУ ТП). Однако, для организации противоаварийного (с целью предотвращения пожаров и взрывов при инциденте с отключением взрывозащиты) взаимодействия аппаратуры, управляющей штатной системой взрывозащиты, и аппаратуры, управляющей противопожарной защитой (в том числе КУП) газотурбинной установки, целесообразно использовать отдельное противоаварийное контрольно-коммутирующее устройство (ПККУ). Использование для целей противоаварийного управления УУ САУ ТП нецелесообразно, т.к. инцидент с нештатным отключением взрывозащиты может быть вызван именно отказом УУ САУ ТП.The control of a standard gas turbine explosion protection system (purging of a gas turbine compartment) is usually organized using a control device (CC) of an automatic process control system (ACS TP). However, for the organization of emergency (in order to prevent fires and explosions during the incident with the explosion protection turned off) interaction between the equipment that controls the standard explosion protection system and the equipment that controls the fire protection (including the PMC) of the gas turbine installation, it is advisable to use a separate emergency control and switching device ( PKKU). Use for emergency control purposes of UU SAU TP is impractical, because An incident with an emergency shutdown of explosion protection can be caused precisely by the failure of the UU SAU TP.

Для достижения указанного технического результата применяется способ комплексной защиты газотурбинной установки не базе горячего не взрывобезопасного газотурбинного двигателя, у которого максимальная температура наиболее нагретых при работе компонентов наружной поверхности корпуса может превышать температуру самовоспламенения взрывоопасных смесей, образующихся в воздухе при утечке под давлением горючих веществ, используемых в технологическом процессе, включающий продувку отсека газотурбинной установки чистым, не содержащим горючих веществ, воздухом, забираемым из атмосферы за пределами взрывоопасных зон под избыточным давлением, с расходом, обеспечивающим разбавление взрывоопасной смеси вокруг горячих компонентов поверхности газотурбинного двигателя до безопасных концентраций, с экстренным остановом технологического оборудования при отклонении параметров продувочного воздуха от значений, обеспечивающих безопасную эксплуатацию газотурбинного двигателя, отличающийся тем, что при инциденте с несанкционированным отключением продувки воздухом отсека газотурбиной установки, для предотвращения контакта горячих компонентов поверхности газотурбинного двигателя с взрывоопасной смесью, до их охлаждения до безопасных температур, превентивно до воспламенения горючих веществ, задействуют газовую комбинированную установку пожаротушения отсека газотурбинной установки, создающую и поддерживающую, в течение времени достаточного для охлаждения горячих компонентов поверхности газотурбинного двигателя до безопасных температур, инертную атмосферу под герметизированным отсеком газотурбинной установки.To achieve the specified technical result, a method of comprehensive protection of a gas turbine installation not based on a hot, non-explosive gas turbine engine is used, in which the maximum temperature of the components of the outer surface of the housing that are most heated during operation may exceed the self-ignition temperature of explosive mixtures formed in air during leakage of pressurized combustible substances used in technological process, including purging a compartment of a gas turbine plant with clean, not containing of flammable substances, air taken from the atmosphere outside the explosive zones under excessive pressure, with a flow rate that dilutes the explosive mixture around the hot components of the surface of the gas turbine engine to safe concentrations, with an emergency shutdown of process equipment when the purge air deviates from values that ensure safe operation of the gas turbine engine, characterized in that in the event of an unauthorized shutdown of air purge compartment ha in order to prevent the hot components of the surface of the gas turbine engine from coming into contact with the explosive mixture, to cool them to safe temperatures, to prevent the ignition of combustible substances, they use a gas combined fire extinguishing system for the compartment of the gas turbine installation, which creates and maintains enough time for cooling the hot components of the surface gas turbine engine to safe temperatures, inert atmosphere under a sealed compartment gas turbine installation.

Для оптимизации расхода огнетушащего газового состава (учитывая сложность его оперативной доставки на удаленные объекты газонефтяного комплекса) без увеличения риска поражения людей факторами взрыва и пожара, а так же с ограниченным риском повреждения оборудования, превентивный пуск газовой комбинированной установки пожаротушения при инциденте с отключением продувки выполняют при нахождении людей в зоне поражения опасными факторами взрыва и пожара при аварии газотурбинной установки, или при наличии горючих газов в воздухе отсека ГТУ, или в воздухе помещения, где установлен отсек ГТУ.To optimize the flow rate of the extinguishing gas composition (given the complexity of its prompt delivery to remote objects of the gas and oil complex) without increasing the risk of people being hurt by explosion and fire factors, as well as with a limited risk of equipment damage, a preventive start-up of a gas combined fire extinguishing installation in the event of a blowdown shutdown is performed at the presence of people in the affected area by hazardous factors of explosion and fire in the event of a gas turbine installation accident, or in the presence of combustible gases in the air of compartment G Y, or in the air space where the gas turbine compartment is installed.

Для повышения эффективности огнетушащего газового состава задействуют газовую комбинированную установку пожаротушения, заправленную огнетушащим газовым составом с ингибиторами горения, создающую и поддерживающую под герметизированным отсеком газотурбинной установки в течение времени, достаточного для охлаждения горячих компонентов поверхности газотурбинного двигателя до безопасных температур, атмосферу с ингибирующей способностью, исключающую воспламенение и взрыв.To increase the efficiency of the fire extinguishing gas composition, a gas combined fire extinguishing installation is used, fueled by a fire extinguishing gas composition with combustion inhibitors, which creates and maintains under the sealed compartment of the gas turbine installation for a time sufficient to cool the hot components of the surface of the gas turbine engine to safe temperatures, an atmosphere with an inhibitory ability that excludes ignition and explosion.

Указанный технический результат достигается за счет того, что комплекс специальной автоматики взрывозащиты газотурбинной установки, защищенной комбинированной установкой пожаротушения, обеспечивающей тушение пожара и предотвращение повторного воспламенения за счет инертизации защищаемого помещения, включающий вентиляторы подачи продувочного воздуха в отсек газотурбинной установки, технологические датчики контроля расхода продувочного воздуха, контроля давления воздуха в отсеке газотурбинной установки, контроля концентрации горючих газов в воздухе, связанные с управляющим устройством системы автоматического управления технологическим процессом, отличающийся тем, что дополнительно содержит противоаварийное контрольно-коммутирующее устройство, связанное с управляющим устройством системы автоматического управления технологическим процессом и с пультом управления газовой комбинированной установкой пожаротушения газотурбинной установки, с возможностью, при инциденте с несанкционированным отключением вентиляторов подачи продувочного воздуха, превентивного, до воспламенения горючих веществ, создания и поддержания инертной атмосферы комбинированной установкой пожаротушения в отсеке газотурбинной установки.The specified technical result is achieved due to the fact that the complex of special explosion protection equipment for the gas turbine installation is protected by a combined fire extinguishing installation that provides fire extinguishing and prevents re-ignition due to inertization of the protected room, including purge air supply fans to the gas turbine unit, process sensors for purge air flow control monitoring air pressure in the compartment of a gas turbine installation, monitoring the concentration of g gas in the air associated with the control device of the automatic process control system, characterized in that it further includes an emergency control and switching device associated with the control device of the automatic process control system and the control panel of a gas combined fire extinguishing installation of a gas turbine installation, with the possibility of in the event of an unauthorized shutdown of purge air fans, preventive prior to ignition of combustible substances, the creation and maintenance of an inert atmosphere by a combined fire extinguishing installation in the compartment of a gas turbine installation.

Для обеспечения автоматического контроля процесса охлаждения остановленного ГТД комплекс специальной автоматики взрывозащиты газотурбинной установки может дополнительно содержать технологические датчики контроля температуры наружной поверхности наиболее нагретых при работе компонентов корпуса ГТД, связанные с противоаварийным контрольно-коммутирующим устройством.To provide automatic control of the cooling process of a stopped gas turbine engine, the special explosion-proof automation complex of a gas turbine installation may additionally contain technological sensors for monitoring the temperature of the outer surface of the gas turbine engine components that are most heated during operation and are associated with an emergency control and switching device.

Для повышения безопасности обслуживающего персонала комплекс специальной автоматики взрывозащиты газотурбинной установки может дополнительно включать световые, звуковые и речевые оповещатели, с возможностью автоматического оповещения персонала о нарушении работы взрывозащиты (например, оповещения об открытии дверей отсека ГТУ до момента охлаждения наружной поверхности наиболее нагретых при работе компонентов корпуса газотурбинного двигателя ниже температуры самовоспламенения веществ, участвующих в технологическом процессе), связанные с противоаварийным контрольно-коммутирующим устройством.To increase the safety of maintenance personnel, the complex of special explosion protection equipment for a gas turbine installation may additionally include light, sound, and voice annunciators, with the ability to automatically notify personnel of a violation of explosion protection (for example, notifications about the opening of a gas turbine compartment door before cooling of the outer surface of the case components most warmed up during operation) gas turbine engine below the self-ignition temperature of substances involved in the process), with yazannye with emergency response control and switching device.

Для оптимизации расхода огнетушащего газа (без увеличения риска поражения людей факторами взрыва и пожара) комплекс специальной автоматики взрывозащиты газотурбинной установки может дополнительно включать устройство приема подтверждающего сигнала от оператора об отсутствии людей в зоне поражения опасными факторами взрыва ГТУ и аппаратуру аварийного видеоконтроля помещения, где размещен отсек ГТУ, с возможностью автоматического контроля перемещения людей в зоне поражения опасными факторами взрыва и пожара при аварии газотурбинной установки, связанные с противоаварийным контрольно-коммутирующим устройством.To optimize the flow of extinguishing gas (without increasing the risk of people being hurt by explosion and fire factors), the complex of special explosion-proof automation of a gas turbine installation may additionally include a device for receiving a confirmation signal from the operator that there are no people in the affected area with gas turbine explosion hazard factors and emergency video monitoring equipment of the room where the compartment is located GTU, with the ability to automatically control the movement of people in the affected area by hazardous factors of an explosion and a fire in a gas turbine accident Installations related to the emergency control and switching device.

Для повышения эффективности предотвращения вопламенения и взрыва горючих смесей в воздухе газовая комбинированная установка пожаротушения может быть заправлена огнетушащим газовым составом, содержащим ингибиторы горения (по эффективности превосходящим флегматизаторы).To increase the efficiency of preventing ignition and explosion of combustible mixtures in air, a gas combined fire extinguishing installation can be charged with a fire extinguishing gas composition containing combustion inhibitors (superior to phlegmatizers in efficiency).

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 - блок-схема способа комплексной защиты газотурбинной установки.Figure 1 - block diagram of a method of integrated protection of a gas turbine installation.

Фиг.2 - блок-схема комплекса специальной автоматики взрывозащиты газотурбинной установки.Figure 2 - block diagram of a complex of special automation explosion protection gas turbine installation.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

На блок-схеме Фиг.1 показан предпочтительный вариант осуществления способа комплексной защиты газотурбинной установки, где безопасность эксплуатации горячего ГТД обеспечивается комплексом следующих действий:The flowchart of FIG. 1 shows a preferred embodiment of a method for integrated protection of a gas turbine installation, where the safety of operation of a hot gas turbine is ensured by a combination of the following:

1 - включением продувки отсека ГТУ перед пуском ГТД с оповещением персонала о пуске ГТД;1 - by turning on the purge of the gas turbine engine compartment before starting the gas turbine engine with personnel notifying about the start of the gas turbine engine;

2 - контролем параметров продувочного воздуха ГТУ (давления, расхода, температуры) при работе с оповещением персонала при нарушении параметров взрывозащиты (отклонении параметров продувочного воздуха от безопасных параметров);2 - control of GTU purge air parameters (pressure, flow, temperature) when working with personnel notifications in case of explosion protection parameters violation (deviation of purge air parameters from safe parameters);

3 - отключением продувки отсека ГТУ после останова, охлаждения и отключения (со стравливанием газа) ГТД;3 - turning off the purge of the gas turbine engine compartment after stopping, cooling and shutting down (with gas bleeding) the gas turbine engine;

4 - экстренным остановом технологического оборудования (со стравливанием газа) при отклонении параметров продувочного воздуха от безопасных параметров с отключением продувки отсека ГТУ после останова, охлаждения и отключения (со стравливанием газа) ГТД;4 - an emergency shutdown of technological equipment (with gas bleeding) when the purge air parameters deviate from safe parameters with the GTU compartment purge turned off after shutdown, cooling and shutdown (with gas bleeding) of the gas turbine engine;

5 - контролем концентрации горючего газа в продувочном воздухе отсека ГТУ с оповещением персонала о загазованности;5 - control of the concentration of combustible gas in the purge air of the gas turbine engine compartment with personnel notification of gas contamination;

6 - контролем концентрации горючего газа в воздухе помещения, где расположен отсек ГТУ, с оповещением персонала о загазованности;6 - control of the concentration of combustible gas in the air of the room where the gas turbine compartment is located, with personnel notifying of gas contamination;

7 - экстренным остановом технологического оборудования (со стравливанием газа) при высокой (аварийной) концентрации горючего газа в продувочном воздухе отсека ГТУ или в воздухе помещения, где расположен отсек ГТУ, с отключением продувки отсека ГТУ после останова, охлаждения и отключения (со стравливанием газа) ГТД;7 - an emergency shutdown of technological equipment (with gas bleeding) at a high (emergency) concentration of combustible gas in the purge air of the gas turbine compartment or in the air of the room where the gas turbine compartment is located, with the gas turbine compartment purge turned off after shutdown, cooling and shutdown (with gas bleeding) Gas turbine engine;

8 - контролем нахождения людей в зоне поражения опасными факторами взрыва ГТУ (в помещении, где расположен отсек ГТУ);8 - control of the presence of people in the affected area by dangerous factors of the gas turbine explosion (in the room where the gas turbine compartment is located);

9 - герметизацией отсека ГТУ при инциденте с отключением продувки и наличием людей в зоне поражения опасными факторами при взрыве ГТУ;9 - sealing of the gas turbine compartment in the event of a shutdown of the purge and the presence of people in the affected area by hazardous factors during the gas turbine explosion;

10 - превентивным, до воспламенения горючих веществ, запуском КУП герметизированного отсека ГТУ при инциденте с отключением продувки и наличием людей в зоне поражения опасными факторами при взрыве ГТУ с оповещением персонала о подаче огнетушащего газа;10 - preventive, prior to ignition of combustible substances, by starting the PMC of the gas turbine containment compartment in the event of a shutdown of the purge and the presence of people in the affected area by hazardous factors during the gas turbine explosion with personnel notifying about the supply of fire extinguishing gas;

11 - герметизацией отсека ГТУ при инциденте с отключением продувки и наличием загазованности в отсеке ГТУ или над отсеком ГТУ (в укрытии ГПА);11 - sealing of the gas turbine engine compartment in the event of a shutdown of the purge and the presence of gas contamination in the gas turbine engine compartment or above the gas turbine engine compartment (in the GPU shelter);

12 - превентивным, до воспламенения горючих веществ, запуском КУП герметизированного отсека ГТУ при инциденте с отключением продувки и наличием загазованности в отсеке ГТУ или в помещении, где расположен отсек ГТУ, с оповещением персонала о подаче огнетушащего газа.12 - preventive, prior to ignition of combustible substances, by starting the PMC of the sealed gas turbine compartment in the event of a shutdown of the purge and the presence of gas in the gas turbine compartment or in the room where the gas turbine compartment is located, notifying personnel of the supply of fire extinguishing gas.

На блок-схеме Фиг.1 стандартный режим работы противопожарной защиты (обнаружение пожара, оповещение персонала, останов технологического оборудования, герметизация защищаемых установками объемного газового пожаротушения помещений, подача огнетушащего вещества) условно не показан.In the flowchart of FIG. 1, the standard operating mode of fire protection (fire detection, personnel warning, shutdown of technological equipment, sealing of premises protected by gas fire extinguishing installations, supply of extinguishing agent) is not conventionally shown.

На блок-схеме Фиг.2 показан предпочтительный вариант осуществления настоящей полезной модели комплекса специальной автоматики взрывозащиты газотурбинной установки, где:The block diagram of Figure 2 shows a preferred embodiment of the present utility model of a complex of special explosion protection automation for a gas turbine installation, where:

13 - вентиляторы подачи чистого, не содержащего горючих веществ, продувочного воздуха (забираемого из атмосферы за пределами взрывоопасных зон) в отсек ГТУ;13 - fans supplying clean, not containing combustible substances, purge air (taken from the atmosphere outside the explosive areas) into the gas turbine compartment;

14 - воздуховод, с управляемой заслонкой, подвода продувочного воздуха в отсек ГТУ;14 - duct, with controlled flap, purge air supply to the gas turbine compartment;

15 - отсек (кожух) ГТУ;15 - compartment (casing) of the gas turbine;

16 - воздуховод, с управляемой заслонкой, отвода продувочного воздуха из отсека ГТУ;16 - duct, with controlled flap, purge air outlet from the gas turbine compartment;

17 - автоматика штатного управления системой взрывозащиты: УУ САУ ТП с технологическими датчиками расхода продувочного воздуха, контроля давления воздуха в отсеке ГТУ, контроля температуры воздуха в отсеке ГТУ, контроля концентрации горючих газов в продувочном воздухе отсека ГТУ и в воздухе помещения, где расположен отсек ГТУ, положения управляемых заслонок воздуховодов продувочного воздуха, положения дверей отсека ГТУ;17 - automatic control for the explosion protection system: UU SAU TP with technological sensors for purge air flow, air pressure in the gas turbine compartment, air temperature in the gas turbine compartment, control of the concentration of combustible gases in the purge air in the gas turbine compartment and in the room air where the gas turbine compartment is located , the position of the controlled flaps of the purge air ducts, the position of the doors of the GTU compartment;

18 - КУП "газ плюс газ";18 - PMC "gas plus gas";

19 - пульт управления пожарный (в том числе управляющий КУП);19 - fire control panel (including the manager of the PMC);

20 - система оповещения персонала (световые, звуковые/речевые оповещатели);20 - personnel warning system (light, sound / voice annunciators);

21 - автоматика противоаварийного управления системой взрывозащиты: ПККУ с технологическими датчиками контроля температуры наружной поверхности наиболее нагретых при работе компонентов корпуса ГТД, устройством подтверждения оператором отсутствия людей в зоне поражения опасными факторами взрыва ГТУ (например, специальной кнопкой на рабочем месте оператора), аппаратурой видеонаблюдения в помещении, где расположен отсек ГТУ, с возможностью автоматического контроля перемещения людей в зоне поражения опасными факторами взрыва и пожара при аварии газотурбинной установки (функцией "детектор движения");21 - automatic control of the emergency control system of the explosion protection system: a control room with technological sensors for monitoring the temperature of the outer surface of the components of the gas turbine engine’s most heated during operation, an operator confirmation device that there are no people in the affected area with gas turbine explosion hazard factors (for example, a special button on the operator’s workstation), and video surveillance equipment in the room where the gas turbine compartment is located, with the ability to automatically control the movement of people in the affected area by hazardous factors of explosion and fire during a gas turbine installation accident (function "motion detector");

Комплекс специальной автоматики взрывозащиты газотурбинной установки работает в нескольких (штатный и противоаварийный) режимах:The complex of special automation for explosion protection of a gas turbine installation operates in several (standard and emergency) modes:

1) Штатная работа взрывозащиты:1) Established explosion protection:

- перед пуском ГТД автоматика штатного управления системой взрывозащиты 17 дает команды на открытие управляемых заслонок в воздуховодах 14 и 16, включение вентиляторов подачи продувочного воздуха 13 в отсек ГТУ 15, включение системы оповещения персонала 20 (оповещение о пуске ГТД);- before the start of the gas turbine engine, the automatic control system for the explosion protection system 17 gives commands to open the controlled dampers in the air ducts 14 and 16, turn on the purge air supply fans 13 to the gas turbine engine compartment 15, turn on the personnel warning system 20 (notification of the start of the gas turbine engine);

- после выхода на режим (в части обеспечения необходимого расхода продувочного воздуха) вентиляторов подачи продувочного воздуха 13 в отсек ГТУ 15 автоматика штатного управления системой взрывозащиты 17 начинает отслеживать параметры продувочного воздуха (расхода, давление, температуры, концентрации горючих газов) и положение дверей отсека ГТУ, обеспечивающие эффективное разбавления взрывоопасной смеси вокруг невзрывозащищенного двигателя до безопасных концентраций горючих веществ;- after entering the regime (in terms of ensuring the necessary purge air flow) of the purge air supply fans 13 to the gas turbine compartment 15, the automatic control unit for the explosion protection system 17 starts to monitor the purge air parameters (flow, pressure, temperature, concentration of combustible gases) and the position of the gas turbine compartment doors providing effective dilution of the explosive mixture around the non-explosion-proof engine to safe concentrations of combustible substances;

- при отклонении параметров взрывозащиты ГТД от допустимых значений, обеспечивающих безопасную эксплуатацию (например, снижении расхода воздуха ниже допустимых значений), автоматика штатного управления системой взрывозащиты 17 дает команды на экстренный останов ГТД (со стравливанием газа) и на включение системы оповещения персонала 20 (оповещение о нарушении работы взрывозащиты);- if the gas turbine engine explosion protection parameters deviate from the permissible values that ensure safe operation (for example, reducing the air flow below the permissible values), the automatic control system for the explosion protection system 17 gives commands for the emergency shutdown of the gas turbine engine (with gas bleeding) and for the personnel warning system 20 (warning violation of explosion protection);

- после останова ГТД автоматика штатного управления системой взрывозащиты 17 с задержкой (для охлаждения остановленного ГТД) дает команду на выключение вентиляторов подачи продувочного воздуха 13 в отсек ГТУ 15 и закрытие управляемых заслонок в воздуховодах 14, 16.- after shutdown of the gas turbine engine, the automatic control system for the explosion protection system 17 with a delay (for cooling the stopped gas turbine engine) gives a command to turn off the purge air supply fans 13 to the gas turbine engine compartment 15 and close the controlled shutters in the air ducts 14, 16.

2) Противоаварийная работа взрывозащиты:2) Explosion protection emergency operation:

- при получении автоматикой противоаварийного управления системой взрывозащиты 21 сигнала от автоматики штатного управления системой взрывозащиты 17 об инциденте с отключением взрывозащиты из-за исчезновения продувки отсека ГТУ (например, из-за обесточивания электродвигателей вентиляторов продувки 13) до момента охлаждения ГТД до безопасных температур и при наличии людей в зоне поражения опасными факторами при взрыве ГТУ, автоматика противоаварийного управления системой взрывозащиты 21 задействует систему оповещения персонала 20 (оповещение об отключении взрывозащиты) и дает команду на закрытие управляемых заслонок в воздуховодах 14, 16. После герметизации отсека ГТУ 15 (закрытия управляемых заслонок в воздуховодах 14, 16) автоматика противоаварийного управления системой взрывозащиты 21 дает команду пульту управления пожарному 19 на запуск КУП "газ плюс газ" 18 в отсек ГТУ 15. КУП "газ плюс газ" 18 формирует и поддерживает в отсек ГТУ 15 инертную атмосферу, предотвращающую контакт горячих компонентов поверхности ГТД с взрывоопасной смесью до их охлаждения до безопасных температур.- upon receipt by the automatic control unit of the explosion protection system 21 of a signal from the automatic control unit of the explosion protection system 17 about an incident with the explosion protection being cut off due to disappearance of the purge of the gas turbine compartment (for example, due to deenergizing of the blower fan motors 13) until the turbine engine is cooled to safe temperatures and at the presence of people in the affected area by hazardous factors during the gas turbine explosion, the automatic control of the emergency control system of the explosion protection 21 activates the personnel warning system 20 ( switch off the explosion protection) and gives the command to close the controlled dampers in the air ducts 14, 16. After sealing the GTU 15 compartment (closing the controlled dampers in the air ducts 14, 16), the automatic emergency control of the explosion protection system 21 instructs the fireman control panel 19 to start the gas control unit “gas” plus gas "18 to the gas turbine engine compartment 15. The gas-plus-gas unit 18 forms and maintains an inert atmosphere in the gas turbine engine compartment 15 to prevent the hot components of the gas turbine engine from coming into contact with the explosive mixture until they cool to safe temperatures.

- при получении автоматикой противоаварийного управления системой взрывозащиты 21 сигнала от автоматики штатного управления системой взрывозащиты 17 об инциденте с отключением взрывозащиты из-за исчезновения продувки отсека ГТУ 15 до момента охлаждения ГТД до безопасных температур (например, из-за обесточивания электродвигателей вентиляторов продувки 13) и наличия загазованности в продувочном воздухе отсека ГТУ 15 или в воздухе помещения, где расположен отсек ГТУ 15, автоматика противоаварийного управления системой взрывозащиты 21 задействует систему оповещения персонала 20 (оповещение об отключении взрывозащиты при наличии загазованности) и дает команду на закрытие управляемых заслонок в воздуховодах 14, 16. После герметизации отсека ГТУ 15 (закрытия управляемых заслонок в воздуховодах 14, 16) автоматика противоаварийного управления системой взрывозащиты 21 дает команду пульту управления пожарному 19 на запуск КУП "газ плюс газ" 18 в отсек ГТУ 15. КУП "газ плюс газ" 18 формирует и поддерживает в отсеке ГТУ 15 инертную атмосферу, предотвращающую контакт горячих компонентов поверхности ГТД с взрывоопасной смесью до их охлаждения до безопасных температур.- upon receipt by the automatic control of the explosion protection system 21 of the signal from the automatic control system of the explosion protection 17 about an incident with the explosion protection being cut off due to disappearance of the purge of the gas turbine engine compartment 15 until the turbine engine is cooled to safe temperatures (for example, due to deenergizing of the blower fan motors 13) and the presence of gas in the purge air of the GTU 15 compartment or in the air of the room where the GTU 15 compartment is located, automatic control of the emergency control of the explosion protection system 21 manages the personnel warning system 20 (notification of the explosion protection being shut off in the presence of gas contamination) and gives a command to close the controlled shutters in the air ducts 14, 16. After sealing the GTU 15 compartment (closing the controlled shutters in the air ducts 14, 16), the automatic control of the emergency control system of the explosion protection 21 gives the command the fireman’s control panel to launch the gas-plus gas 18 control unit in the gas turbine engine compartment 15. The gas-and-gas gas station 18 forms and maintains an inert atmosphere in the gas-turbine engine compartment 15 to prevent contact of hot surface components TBG with explosive mixture to cool them to a safe temperature.

Комплекс специальной автоматики взрывозащиты газотурбинной установки может быть рекомендован для обеспечения безопасной эксплуатации ГПА блочно-модульного или ангарного исполнения (с индивидуальным укрытием без разделительной стенки с единым помещением повышенной взрывопожароопасности), в конструкции которого применяется горячий не взрывобезопасный газотурбинный двигатель, у которого максимальная температура наиболее нагретых при работе компонентов наружной поверхности корпуса может превышать температуру самовоспламенения используемых в технологическом процессе веществ.The complex of special explosion-proof automation of a gas turbine installation can be recommended to ensure the safe operation of a gas-turbine unit of block-modular or hangar design (with an individual shelter without a dividing wall with a single room for increased explosion and fire hazard), the design of which uses a hot non-explosion-proof gas turbine engine with the maximum temperature of the most heated during operation of the components of the outer surface of the housing may exceed the autoignition temperature and polzuemyh substances in the process.

Причем, после оптимизации ОАО "Газпром" противопожарной защиты ангарных ГПА за счет отказа от защиты автоматическими установками пожаротушения (АУПТ) укрытий агрегатов повышенной взрывопожароопасности вопрос взрывозащиты горячих ГТД приобрел дополнительную актуальность. В соответствии с приказом ОАО "Газпром" №113 от 12.05.10 на ангарных агрегатах АУПТ защищается только отсек ГТУ (в качестве наиболее вероятного источника пожара рассматривается горячий ГТД и предполагается, что пожар будет локализован АУПТ в отсеке ГТУ и не перейдет в незащищенное укрытие). Очевидно, что на таких оптимизированных агрегатах необходимо снизить вероятность взрыва и пожара, вызванного воспламенением взрывоопасной смеси, которая может высвободиться, при контакте с поверхностью горячих компонентов корпуса газотурбинного двигателя (нарушение целостности конструкции отсека ГТУ взрывом может привести к переходу пожара в незащищенное АУПТ укрытие повышенной взрывопожароопасности).Moreover, after Gazprom’s optimization of fire protection of hangar gas compressor units due to the refusal to protect the shelters of increased explosion and fire hazard units with automatic fire extinguishing installations (AUPT), the issue of explosion protection of hot gas turbine engines gained additional urgency. In accordance with Gazprom order No. 113 dated 05/12/10 on AUPT hangar units only the gas turbine engine compartment is protected (hot gas turbine engine is considered as the most probable source of fire and it is assumed that the fire will be localized by the gas turbine engine in the gas turbine engine compartment and will not go into unprotected shelter) . Obviously, on such optimized units it is necessary to reduce the likelihood of an explosion and fire caused by ignition of an explosive mixture that can be released upon contact with the surface of the hot components of the gas turbine engine housing (violation of the integrity of the design of the gas turbine engine compartment by an explosion can lead to the transition of the fire into an unprotected AUPT shelter of increased explosion and fire hazard )

Заявляемая полезная модель комплекса специальной автоматики взрывозащиты газотурбинной установки построена на введении дополнительного противоаварийного режима работы взрывозащиты, когда при инциденте с несанкционированным исчезновением продувки отсека ГТУ, обеспечивающей взрывозащиту ГТУ в штатном режиме работы, по команде противоаварийного контрольно-коммутирующего устройства выполняется герметизация отсека ГТУ (закрытием управляемых заслонок в воздуховодах) и задействуется КУП отсека ГТУ для формирования вокруг горячего ГТД инертной атмосферы, предотвращающей контакт горячих компонентов поверхности ГТД с взрывоопасной средой.The inventive utility model of a complex of special automation for explosion protection of a gas turbine installation is based on the introduction of an additional emergency operation mode of explosion protection when, in the event of an unauthorized disappearance of the purge of the gas turbine compartment, which provides explosion protection of the gas turbine in normal operation, a command is made against the emergency emergency control and switching device dampers in the air ducts) and the PMC of the GTU compartment is activated to form around the hot gas turbine D inert atmosphere, preventing the contact of the hot components of the gas turbine engine surface with an explosive atmosphere.

Заявляемая полезная модель комплекса специальной автоматики взрывозащиты газотурбинной установки имеет преимущество, когда необходимо обеспечить взрывозащиту не взрывобезопасного горячего газотурбинного двигателя, у которого максимальная температура наиболее нагретых при работе компонентов наружной поверхности корпуса может превышать температуру самовоспламенения используемых в технологическом процессе горючих веществ.The claimed utility model of a complex of special automation for the explosion protection of a gas turbine installation has the advantage when it is necessary to provide explosion protection for a non-explosion-proof hot gas turbine engine, in which the maximum temperature of the most heated components of the outer surface of the case during operation can exceed the self-ignition temperature of combustible substances used in the technological process.

Кроме того, превентивный (до воспламенения горючих веществ) пуск КУП в отсек ГТУ позволит избежать сценария аварии, при котором "выбивание" скачком давления (взрывом) дверей отсека ГТУ заблокирует автоматический пуск объемной установки газового пожаротушения (согласно п.12.4.1 свода правил СП 5.13130.2009 "Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования").In addition, the preventive (before ignition of combustible substances) start-up of the PMC in the gas turbine compartment will allow avoiding the accident scenario, in which the “knocking out” of the doors of the gas turbine compartment by an abrupt pressure (explosion) will block the automatic start of the gas fire extinguishing installation (according to clause 12.4.1 of the code of rules 5.13130.2009 "Fire protection systems. Automatic fire alarm and fire extinguishing systems. Standards and design rules").

Настоящая полезная модель была подробно описана со ссылкой на предпочтительный вариант ее осуществления, однако, очевидно, что она может быть осуществлена в различных вариантах, не выходя за рамки заявленного объема правовой охраны, определяемого формулой полезной модели.The present utility model has been described in detail with reference to the preferred embodiment, however, it is obvious that it can be implemented in various ways, without going beyond the stated scope of legal protection determined by the utility model formula.

Claims

1. Automatic equipment for the explosion protection of a gas turbine installation, protected by a gas combined fire extinguishing installation, to extinguish a fire and prevent re-ignition due to inertization of the protected room, including purge air supply fans in the gas turbine unit, process sensors for controlling the flow rate and purge air pressure control in the gas turbine unit compartment monitoring the concentration of combustible gases in the air associated with the control system of the car mathematical process control, characterized in that the complex further comprises an emergency control and switching device associated with a control device of the automatic process control system and a control panel of a gas combined fire extinguishing installation of a gas turbine installation, with the possibility, in the event of an unauthorized shutdown of the purge air supply fans , preventive, prior to ignition of combustible substances, creating and maintaining and atmospheric atmosphere combined fire extinguishing installation in the compartment of the gas turbine installation.

2. The explosion-proof automation system of a gas turbine installation according to claim 1, characterized in that it further comprises technological sensors for monitoring the temperature of the outer surface of the components of the gas turbine engine body that are most heated during operation and are associated with an emergency control and switching device.

3. The automation complex of explosion protection of a gas turbine installation according to claim 1, characterized in that it further comprises light, sound and voice annunciators with the ability to automatically alert personnel about violation of the explosion protection associated with the emergency control and switching device.

4. The explosion-proof automation system of a gas turbine installation according to claim 1, characterized in that it further comprises a device for receiving a confirmation signal from the operator about the absence of people in the affected area by hazardous factors of the explosion of the gas turbine installation and emergency video monitoring equipment of the room where the gas turbine unit compartment is located, with the possibility of automatic controlling the movement of people in the affected area by hazardous factors of explosion and fire in the event of an accident at a gas turbine installation related to emergency control mmutiruyuschim device.

5. The automatic explosion protection system of a gas turbine installation according to claim 1, characterized in that the gas combined fire extinguishing installation is charged with a fire extinguishing gas composition containing combustion inhibitors.