RU2790109C1

RU2790109C1 - Autonomous de-icing system of the gas turbine unit air purifier (options)

Info

Publication number: RU2790109C1
Application number: RU2022112042A
Authority: RU
Inventors: Сергей Андреевич Балакин; Рустам Юнусович Бакунов; Вячеслав Алексеевич Гладышев; Александр Михайлович Вожаков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ИнвестГрупп"; Чупраков Александр Геннадьевич; Цветов Михаил Юрьевич
Filing date: 2022-05-04
Publication date: 2023-02-14

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to de-icing systems of air purifying devices of gas turbine units (GTU). The system contains an air heating unit located in a free-standing housing connected to a gas turbine unit. The air heating unit contains the first air path connected by distribution ducts to the hot air supply inputs to the air purifier of the gas turbine unit. The air heating unit contains a second air path for heating the production premises of a gas turbine unit. Each of the air paths contains inlet lines with blow-out fans with check air valves installed on them. Behind the fans, in the course of the air flow, there is a first duct connecting the first and second heating paths and equipped with a controlled air valve. In each path of the line, a non-return air valve and heat exchange units are located behind the first connecting duct. Behind the heat exchange units, in the course of the movement of air flows, there is a second air duct connecting two air heating paths and equipped with a controlled air valve. Each path contains two output lines and their corresponding output windows in the housing for connection to the distribution ducts. In the first air path, before the point of its separation into two output lines, a controlled air valve is installed. In the second heating air path, a controlled air valve is installed on one of the two output lines.

EFFECT: expansion of the functionality of the autonomous de-icing system of the GTU is achieved with the possibility of regulating heating modes.

2 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к газотурбинным установкам, а именно, к противооблединительным системам воздухоочистительных устройств газотурбинных установок (ГТУ). Может использоваться для подачи горячего воздуха в воздухозаборную зону газотурбинной установки от автономного источника нагрева, такого как агрегат воздухонагревательный.SUBSTANCE: invention relates to gas turbine installations, namely, to anti-icing systems of air cleaning devices of gas turbine installations (GTU). It can be used to supply hot air to the air intake zone of a gas turbine plant from an autonomous heating source, such as an air heater.

Известен агрегат воздухонагревательный газовый модульный по патенту РФ на полезную модель №100196, F24H 3/00, 2010. Агрегат по первому варианту содержит сборный корпус коробчатого типа, вентиляторы, систему автоматического регулирования, воздухозаборный блок, установленный на входе, блок нагрева и коллектор. Агрегат также содержит основной и резервный вентиляторы, размещенные в воздухозаборном блоке, между воздухозаборным блоком и блоком нагрева с рекуперативными воздухонагревателями установлен распределительный блок. Агрегат по второму варианту содержит сборный корпус коробчатого типа, вентиляторы, систему автоматического регулирования, воздухозаборный блок, установленный на входе, блок нагрева и коллектор. Агрегат также содержит основной и резервный вентиляторы, размещенные в воздухозаборном блоке и блок нагрева с рекуперативными воздухонагревателями. Недостатком воздухонагревательного агрегата является невозможность одновременного использования его и для автономного воздушного отопления зданий и сооружений, и для непрямого нагрева приточного атмосферного воздуха в системах приточной вентиляции и в тепловых завесах.Known unit air-heating gas modular according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 100196, F24H 3/00, 2010. The unit according to the first version contains a prefabricated box-type housing, fans, an automatic control system, an air intake unit installed at the inlet, a heating unit and a manifold. The unit also contains the main and standby fans located in the air intake unit; a distribution unit is installed between the air intake unit and the heating unit with recuperative air heaters. The unit according to the second version contains a prefabricated box-type housing, fans, an automatic control system, an air intake unit installed at the inlet, a heating unit and a collector. The unit also contains the main and standby fans located in the air intake unit and a heating unit with recuperative air heaters. The disadvantage of the air heating unit is the impossibility of its simultaneous use for autonomous air heating of buildings and structures, and for indirect heating of the supply air in supply ventilation systems and in thermal curtains.

Известен агрегат воздухонагревательный по патенту РФ на изобретение №2631180, F24H 3/04, 2017. Агрегат воздухонагревательный содержит воздухозаборное устройство, блок нагрева с хотя бы одним воздухонагревателем смесительного типа, вентиляционный блок с хотя бы одним вентилятором, нагнетательный блок. Теплообменник воздухонагревателя выполнен в виде горизонтально ориентированного корпуса каплеобразной формы в сечении, над теплообменником с зазором установлена направляющая пластина, огибающая наружную поверхность теплообменника, теплообменник установлен с образованием зазора между его боковыми сторонами и боковыми стенками блока нагрева, в воздухонагревателе установлена горелка предварительного смешения, после воздухозаборного устройства расположен блок фильтров. Нагретый воздух с помощью вентиляторов блока вентиляторов подается через блок нагнетания по воздуховодам в отапливаемые помещения или в секцию обслуживания. Блок нагнетания снабжен воздушными автоматическими управляемыми клапанами. Для подачи нагретого воздуха в секцию обслуживания отвод снабжен дроссельным клапаном. Для распределения и подачи нагретого воздуха в отапливаемые помещения в агрегате воздухонагревательном может быть несколько линий нагрева. Агрегат воздухонагревательный, включающий три линии нагрева содержит две основные и одну резервную линию. В этом случае блок нагрева включает три теплообменника, блок вентиляторов содержит три центробежных вентилятора, а блок нагнетания включает три отсека, в каждом из которых установлен воздушный автоматический управляемый клапан. Недостатком является невысокая функциональность воздухонагревательного агрегата, связанная с направленностью только на отопление помещений. Наличие двух выходов нагретого воздуха с возможностью перенаправления потока на тот или другой выход не позволяют использовать воздухонагревательный агрегат одновременно и для отопления помещений, и для подачи нагретого воздуха на противообледенительную систему.An air-heating unit is known according to the RF patent for the invention No. 2631180, F24H 3/04, 2017. The air-heating unit contains an air intake device, a heating unit with at least one mixing-type air heater, a ventilation unit with at least one fan, a blower unit. The air heater heat exchanger is made in the form of a horizontally oriented drop-shaped body in cross section, a guide plate is installed above the heat exchanger with a gap, enveloping the outer surface of the heat exchanger, the heat exchanger is installed with a gap between its sides and the side walls of the heating unit, a pre-mixing burner is installed in the air heater, after the air intake The device has a filter block. The heated air is supplied by the fans of the fan unit through the blower unit through air ducts to the heated premises or to the service section. The injection unit is equipped with air-operated automatic valves. To supply heated air to the service section, the outlet is equipped with a throttle valve. For distribution and supply of heated air to the heated premises, the air-heating unit may have several heating lines. The air-heating unit, which includes three heating lines, contains two main and one backup line. In this case, the heating block includes three heat exchangers, the fan block contains three centrifugal fans, and the blower block includes three compartments, each of which has an automatic controlled air valve. The disadvantage is the low functionality of the air heating unit, associated with the focus only on space heating. The presence of two outlets of heated air with the possibility of redirecting the flow to one or the other outlet does not allow the use of the air heater at the same time both for space heating and for supplying heated air to the anti-icing system.

В качестве ближайшего аналога для обоих вариантов заявляемого технического решения выбран газоперекачивающий агрегат по патенту РФ на изобретение №2685802, F02C 6/00, 2019. Газоперекачивающий агрегат содержит газотурбинный двигатель, центробежный компрессор, комплексное воздухоочистительное устройство с противообледенительной системой, газовыхлопной тракт с системой рекуперации тепла отработавших газов, включающей рекуперативный теплообменный аппарат, при этом в качестве топлива газотурбинного двигателя используют подготовленный к сжижению природный газ, взаимодополняющие друг друга автономную антиобледенительную систему и систему подогрева циркуляционного воздуха применяют как противообледенительную систему, в системе рекуперации тепла отработавших газов используют высокотемпературный органический теплоноситель. Автономную антиобледенительную систему оснащают отдельно стоящим блоком контейнерного типа с воздухообогревающим устройством. Автономность антиобледенительной системы обеспечивается за счет оснащения ее источником подогрева воздуха, в качестве которого может быть использована газовая горелка. В этом случае автономную антиобледенительную систему оснащают трубопроводом подвода топливного газа к газовой горелке с узлом редуцирования газа, что делает антиобледенительную систему независимой от работы других систем газоперекачивающего агрегата и, в частности, позволяет функционировать при не работающем газотурбинном двигателе и при его запуске. В автономной антиобледенительной системе в качестве воздухообогревающего устройства могут использовать трубчатый теплообменник. Для регулирования расходов потоков взаимодополняющие друг друга автономную антиобледенительную систему и система подогрева циркуляционного воздуха включают и отключают автоматически по сигналу системы автоматизированного управления или дистанционно с пульта управления компрессорной станции. Недостатком является ограниченная функциональность автономной антиобледенительной системы, связанная с отсутствием возможности использовать блок воздухообогревающего устройства для обогрева производственных помещений. Это не позволяет обеспечить подачу нагретого воздуха разным потребителям, перераспределять или резервировать потоки.As the closest analogue for both variants of the proposed technical solution, a gas compressor unit according to the RF patent for the invention No. 2685802, F02C 6/00, 2019 was chosen. exhaust gases, including a recuperative heat exchanger, while natural gas prepared for liquefaction is used as a gas turbine engine fuel, an autonomous anti-icing system and a circulating air heating system that complement each other are used as an anti-icing system, a high-temperature organic coolant is used in the exhaust gas heat recovery system. An autonomous anti-icing system is equipped with a separate container-type unit with an air-heating device. The autonomy of the anti-icing system is ensured by equipping it with an air heating source, which can be used as a gas burner. In this case, the autonomous anti-icing system is equipped with a pipeline for supplying fuel gas to the gas burner with a gas reduction unit, which makes the anti-icing system independent of the operation of other systems of the gas compressor unit and, in particular, allows it to function when the gas turbine engine is not running and when it is started. In an autonomous anti-icing system, a tubular heat exchanger can be used as an air heating device. To regulate the flow rates, the autonomous anti-icing system and the circulating air heating system, which complement each other, are switched on and off automatically at the signal of the automated control system or remotely from the control panel of the compressor station. The disadvantage is the limited functionality of the autonomous anti-icing system, associated with the inability to use the air heater unit for heating production facilities. This does not allow supplying heated air to different consumers, redistributing or reserving flows.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей автономной противообледенительной системы воздухоочистного устройства ГТУ за счет увеличения возможных режимов работы.The technical result of the claimed invention is the expansion of the functionality of the autonomous anti-icing system of the gas turbine air cleaning device by increasing the possible operating modes.

Технический результат по первому варианту достигается за счет того, что в автономной противообледенительной системе воздухоочистительного устройства газотурбинной установки, содержащей расположенный в отдельно стоящем корпусе воздухонагревательный блок, соединенный с газотурбинной установкой, согласно изобретению, воздухонагревательный блок содержит первый воздушный тракт, связанный распределительными воздуховодами со входами подачи горячего воздуха в воздухоочистительное устройство газотурбинной установки, и содержит второй воздушный тракт для нагрева производственных помещений, каждый из воздушных трактов содержит две входные линии с установленными на них вентиляторами с обратными воздушными клапанами, за которыми по ходу движения потоков воздуха каждый воздушный тракт имеет точку соединения входных линий, за точками соединения входных линий расположен первый воздуховод, соединяющий первый и второй воздушный тракт и снабженный воздушным управляемым клапаном, в каждом воздушном тракте за первым соединяющим воздуховодом расположен обратный воздушный клапан и теплообменные блоки, за теплообменными блоками по ходу движения потоков воздуха расположен второй воздуховод, соединяющий два воздушных тракта и снабженный воздушным управляемым клапаном, каждый воздушный тракт содержит две выходные линии и соответствующие им выходные окна в корпусе для соединения с распределительными воздуховодами, в первом воздушном тракте, перед точкой его разъединения на две выходные линии, установлен воздушный управляемый клапан, во втором воздушном тракте воздушный управляемый клапан установлен на одной из двух выходных линий.The technical result according to the first variant is achieved due to the fact that in an autonomous anti-icing system of an air cleaning device of a gas turbine plant, containing an air heating unit located in a separate housing connected to a gas turbine plant, according to the invention, the air heating unit contains the first air path connected by distribution air ducts to the supply inlets hot air into the air-cleaning device of the gas turbine plant, and contains a second air path for heating industrial premises, each of the air paths contains two inlet lines with fans installed on them with non-return air valves, after which, in the direction of air flow, each air path has a connection point for the inlet lines, behind the connection points of the inlet lines there is the first air duct connecting the first and second air paths and equipped with an air controlled valve, in each air path behind the first connecting air duct there is a non-return air valve and heat exchange blocks, behind the heat exchange blocks in the direction of air flow there is a second air duct connecting two air paths and equipped with an air controlled valve, each air path contains two output lines and their corresponding output windows in the housing for connection with distribution air ducts, in the first air path, before the point of its separation into two output lines, an air controlled valve is installed, in the second air path, an air controlled valve is installed on one of the two output lines.

Технический результат по второму варианту в автономной противообледенительной системе воздухоочистительного устройства газотурбинной установки, содержащей расположенный в отдельно стоящем корпусе воздухонагревательный блок, соединенный с газотурбинной установкой, согласно изобретению, воздухонагревательный блок содержит первый воздушный тракт, связанный распределительными воздуховодами со входами подачи горячего воздуха в воздухоочистительное устройство газотурбинной установки, и содержит второй воздушный тракт для нагрева производственных помещений, первый воздушный тракт содержит одну входную линию с установленным на ней вентилятором с обратным воздушным клапаном, второй воздушный тракт содержит две входные линии с установленными на них вентиляторами с обратными воздушными клапанами, за которыми по ходу движения воздушного потока расположена точка соединения входных линий второго воздушного тракта, за вентилятором первого воздушного тракта и за точкой соединения входных линий второго воздушного тракта расположен первый воздуховод, соединяющий первый и второй воздушный тракт и снабженный воздушным управляемым клапаном, в каждом воздушном тракте за первым соединяющим воздуховодом расположен обратный воздушный клапан и теплообменные блоки, за теплообменными блоками по ходу движения потоков воздуха расположен второй воздуховод, соединяющий два воздушных тракта и снабженный воздушным управляемым клапаном, каждый воздушный тракт содержит две выходные линии и соответствующие им выходные окна в корпусе для соединения с распределительными воздуховодами, в первом воздушном тракте, перед точкой его разъединения на две выходные линии, установлен воздушный управляемый клапан, во втором воздушном тракте воздушный управляемый клапан установлен на одной из двух выходных линий.The technical result according to the second variant in an autonomous anti-icing system of an air cleaning device of a gas turbine plant, containing an air heating unit located in a separate housing, connected to a gas turbine plant, according to the invention, the air heating unit contains a first air path connected by distribution air ducts with inlets for supplying hot air to the gas turbine air cleaning device installation, and contains a second air path for heating industrial premises, the first air path contains one input line with a fan installed on it with a check air valve, the second air path contains two input lines with fans installed on them with check air valves, followed by movement of the air flow, there is a connection point for the input lines of the second air path, behind the fan of the first air path and behind the connection point for the input lines of the second air path is the first air duct connecting the first and second air paths and equipped with an air controlled valve, in each air path behind the first connecting air duct there is a check air valve and heat exchange blocks, behind the heat exchange blocks in the direction of air flow there is a second air duct connecting two air paths and equipped with an air controlled valve, each air path contains two outlet lines and their corresponding outlet windows in the housing for connection with distribution air ducts, in the first air path, before the point of its separation into two outlet lines, an air controlled valve is installed, in the second air path an air a controlled valve is installed on one of the two output lines.

Технический результат по обоим вариантам обеспечивается наличием в воздухонагревательном блоке противообледенительной системы двух воздушных нагревательных трактов, один из которых связан со входом воздухоочистительного устройства (ВОУ) ГТУ и выполняет функцию противообледенительного средства этого устройства, а второй воздушный тракт является линией обогрева производственных помещений газоперекачивающего агрегата (ГПА), в том числе помещений с обслуживающим персоналом. Это позволяет одновременно использовать потоки нагретого воздуха по разному назначению, для выполнения разных функций. Наличие двух выходных линий во втором воздушном тракте позволяет одновременно с подачей тепла на противообледенение ВОУ ГТУ обогревать не менее двух помещений ГПА. Наличие обратных воздушных клапанов, установленных за вентиляторами обдува на входных линиях, позволяет перенаправлять воздушные потоки с обогрева одного помещения, на обогрев другого, регулировать объем поступающего на горение в теплообменных блоках воздуха для регулирования температуры и интенсивности выходных потоков. Наличие первого воздуховода, соединяющего два воздушных тракта нагрева воздуха и снабжение его воздушным управляемым клапаном позволяет при необходимости направлять весь извне поступающий воздух по одному из воздушных трактов нагрева воздуха или устанавливать в трактах необходимое соотношение объемов нагреваемого воздуха. Это позволяет осуществлять дополнительную функцию по регулированию выходных параметров при обогреве как производственных помещений, так и входной части ВОУ ГТУ. Наличие воздушных управляемых клапанов, расположенных в каждом тракте за первым соединяющим воздуховодом позволяет осуществлять регулирование расхода воздуха, поступающего в теплообменный блок того, или другого воздушного тракта. За счет этого обеспечивается возможность работы системы на различных режимах. Наличие второго воздуховода, соединяющего оба тракта, находящегося за теплообменными блоками, позволяет перераспределять между трактами потоки уже нагретого воздуха. Наличие управляемого воздушного клапана на втором соединяющем воздуховоде позволяет регулировать расход перераспределяемых потоков нагретого воздуха. От этого зависит температура нагретого воздуха, используемого для тех, или иных целей. Так, например, температура воздуха, подаваемого в обслуживающие производственные помещения с находящимся в них персоналом, должна быть ниже, чем температура воздуха, подаваемого в помещение с исключительно автоматизированными процессами, а температура, воздуха, использующегося в противообледенительной системе, как правило, выше, чем температура воздуха в производственных помещениях. В осеннее или летнее время, наоборот, перераспределяют потоки так, что нагретый воздух подается при необходимости только в производственные помещения ГПА. Направлению нагретого воздуха из тракта противооблединительной системы в линию нагрева помещений способствует наличие воздушного управляемого клапана перед местом разъединения первого воздушного тракта на две параллельные выходные линии. Необходимость в таком перенаправлении уже нагретого воздуха может возникать, например так же, в осенне-весенние периоды, когда лед на входе в ВОУ уже не образовывается, а необходимость обогрева производственных помещений остается. Установка воздушного управляемого клапана на одной из выходных линий второй нагревательной линии позволяет при необходимости направить весь поток подогретого в одном или двух воздушных трактах нагрева в одном направлении, например, в одно производственное помещение. Таким образом, наличие двух обогревательных воздушных трактов с одной или двумя входными линиями, и с двумя выходными линиями на каждом из них, наличие обратных воздушных клапанов на входных линиях, наличие соединительных воздуховодов и системы воздушных управляемых клапанов позволяют обеспечить множество режимов работы воздухонагревательного блока автономной противооблединительной системы для совмещения различных функций и регулирования режимов нагрева.The technical result for both options is ensured by the presence in the air heating block of the anti-icing system of two air heating paths, one of which is connected to the inlet of the air cleaning device (ACU) of the gas turbine unit and performs the function of an anti-icing agent for this device, and the second air path is a heating line for the production premises of the gas compressor unit (GCU). ), including premises with service personnel. This allows you to simultaneously use the heated air flows for different purposes, to perform different functions. The presence of two output lines in the second air path allows, simultaneously with the supply of heat for anti-icing of the HEU GTP, to heat at least two rooms of the GPU. The presence of non-return air valves installed behind the blowing fans on the inlet lines allows you to redirect air flows from heating one room to heating another, adjust the volume of air supplied for combustion in the heat exchange units to control the temperature and intensity of the output flows. The presence of the first air duct connecting two air paths for heating air and supplying it with an air controlled valve allows, if necessary, directing all incoming air from outside through one of the air heating paths or setting the required ratio of volumes of heated air in the paths. This makes it possible to carry out an additional function of regulating the output parameters during heating of both production facilities and the inlet part of the HEU GTU. The presence of air controlled dampers located in each path behind the first connecting air duct allows you to control the flow of air entering the heat exchange unit of one or another air path. This makes it possible to operate the system in various modes. The presence of a second air duct connecting both paths, located behind the heat exchange blocks, allows you to redistribute flows of already heated air between the paths. The presence of a controlled air damper on the second connecting duct allows you to adjust the flow rate of the redistributed flows of heated air. The temperature of the heated air used for certain purposes depends on this. So, for example, the temperature of the air supplied to the service rooms with the personnel located in them should be lower than the temperature of the air supplied to the room with exclusively automated processes, and the temperature of the air used in the anti-icing system, as a rule, is higher than air temperature in industrial premises. In autumn or summer, on the contrary, the flows are redistributed so that the heated air is supplied, if necessary, only to the production premises of the GPU. Direction of heated air from the duct of the anti-icing system to the heating line of the premises is facilitated by the presence of an air controlled valve in front of the place of separation of the first air tract into two parallel output lines. The need for such a redirection of already heated air may also arise, for example, in the autumn-spring periods, when ice no longer forms at the entrance to the HEU, and the need to heat production facilities remains. Installing an air controlled valve on one of the output lines of the second heating line allows, if necessary, to direct the entire flow of heating heated in one or two air paths in one direction, for example, to one production room. Thus, the presence of two heating air paths with one or two input lines, and with two output lines on each of them, the presence of check air valves on the input lines, the presence of connecting air ducts and a system of air controlled valves make it possible to provide many modes of operation of the air heating unit of an autonomous anti-icing systems for combining various functions and regulating heating modes.

На фигуре 1 представлена схема первого варианта исполнения воздухонагревательного блока противообледенительной системы воздухоочистительного устройства ГТУ.The figure 1 shows a diagram of the first version of the air heating unit of the anti-icing system of the gas turbine air cleaning device.

На фигуре 2 представлена схема второго варианта исполнения воздухонагревательного блока противообледенительной системы воздухоочистительного устройства ГТУ.The figure 2 shows a diagram of the second version of the air heating unit of the anti-icing system of the gas turbine air cleaning device.

На фигуре 3 представлены распределительные воздуховоды, соединяющие воздухонагревательный блок и входную часть ВОУ ГТУ.The figure 3 shows the distribution air ducts connecting the air heating unit and the inlet part of the HEU GTU.

Воздухонагревательный блок противообледенительной системы воздухоочистительного устройства ГТУ является автономным воздухонагревательным агрегатом, расположенном в отдельном корпусе 1 вне помещений ГТУ. Воздухонагревательный агрегат может работать как на природном газе, который подают по трубопроводом подвода топливного газа к газовым горелкам теплообменных блоков, так и на нагретой воде, нагретом масле, на жидком топливе. Ддя нагрева уличного воздуха могут быть использованы нагревательные устройства следующих типов:The air-heating unit of the anti-icing system of the GTU air-cleaning device is an autonomous air-heating unit located in a separate building 1 outside the GTU premises. The air-heating unit can operate both on natural gas, which is supplied through the pipeline for supplying fuel gas to the gas burners of heat exchange units, and on heated water, heated oil, and liquid fuel. The following types of heating devices can be used to heat outside air:

- теплообменное устройство типа "газ-газ" (рекуперативный теплообменник);- heat exchange device of "gas-gas" type (recuperative heat exchanger);

- теплообменное устройство типа "жидкость-газ" (калорифер);- heat-exchange device of "liquid-gas" type (heater);

- электрический нагреватель;- electric heater;

- смесительный газовый воздухонагреватель.- mixing gas air heater.

Система подачи энергоносителя этих устройств представляет собой комплекс устройств для подачи, регулирования и контроля параметров энергоносителя. Воздухонагревательный блок снабжен воздухозаборным устройством. В корпусе 1 воздухонагревательного блока организованы два воздушных тракта I и II. Воздушные тракты состоят из воздуховодов, частично из модулей, включающих секции и коллекторы. Первый воздушный тракт I является линией нагрева и подачи горячего воздуха в воздухоочистительное устройство газотурбинной установки. Второй тракт II является линией обогрева производственных помещений ГПА. The energy carrier supply system of these devices is a complex of devices for the supply, regulation and control of energy carrier parameters. The air heating unit is equipped with an air intake device. In case 1 of the air heating unit, two air paths I and II are organized. The air paths consist of air ducts, partly of modules, including sections and manifolds. The first air path I is a line for heating and supplying hot air to the air cleaning device of the gas turbine plant. The second tract II is the heating line for the industrial premises of the GPU.

По первому варианту осуществления изобретения первый воздушный тракт I включает две входные линии 3 и 4, на которых установлены вентиляторы обдува ВО1 и ВО2, с соответствующими клапанами воздушными обратными КВО1 и КВО2, точку соединения 5 входных линий 3 и 4, за которой первом воздушном тракте I по ходу движения нагреваемого воздуха в корпусе 1 установлен клапан воздушный управляемый КВУ1, далее в теплонагревательном отсеке тракта I расположены блоки теплообменные БТО1 и БТО2, за теплонагревательным отсеком в тракте I установлен клапан воздушный управляемый КВУ4, за которым по ходу движения нагреваемого воздуха размещена точка разъединения 6 тракта I на две выходные линии 7 и 8, которые через выходные окна 9 и 10 соединены с воздуховодами 11 и 12.According to the first embodiment of the invention, the first air path I includes two input lines 3 and 4, on which blowers VO1 and VO2 are installed, with the corresponding air check valves KVO1 and KVO2, the connection point 5 of the input lines 3 and 4, after which the first air path I in the direction of movement of the heated air in the building 1, an air controlled valve KVU1 is installed, then in the heating section of the path I there are heat exchange units BTO1 and BTO2, behind the heating compartment in the path I there is an air valve controlled KVU4, behind which the disconnection point 6 is located in the direction of the heated air path I to two output lines 7 and 8, which are connected through the output windows 9 and 10 to the air ducts 11 and 12.

По второму варианту осуществления изобретения первый воздушный тракт включает входную линию 3, на которой установлен вентилятор обдува ВО1 с клапаном воздушным обратным КВО1, за которыми в первом воздушном тракте I по ходу движения нагреваемого воздуха в корпусе 1 установлен клапан воздушный управляемый КВУ1, далее в теплонагревательном отсеке тракта I расположены блоки теплообменные БТО1 и БТО2, за теплонагревательным отсеком в тракте I установлен клапан воздушный управляемый КВУ4, за которым по ходу движения нагреваемого воздуха размещена точка разъединения 6 тракта I на две выходные линии 7 и 8, которые через выходные окна 9 и 10 соединены с воздуховодами 11 и 12.According to the second embodiment of the invention, the first air path includes an inlet line 3, on which a blower fan VO1 with an air check valve KVO1 is installed, behind which in the first air path I in the direction of the heated air in the housing 1 an air valve controlled by KVU1 is installed, further in the heating compartment of path I there are heat exchange blocks BTO1 and BTO2, behind the heating compartment in path I there is an air valve controlled by KVU4, behind which, in the direction of the heated air, there is a disconnection point 6 of path I to two output lines 7 and 8, which are connected through output windows 9 and 10 with air ducts 11 and 12.

Второй тракт для обоих вариантов исполнения II включает две входные линии 13 и 14, на которых установлены вентиляторы обдува ВО1 и ВО2, с соответствующими клапанами воздушными обратными КВО3 и КВО4, точку соединения 15 входных линий 13 и 14, за которой во втором воздушном тракте II по ходу движения нагреваемого воздуха в корпусе 1 установлен клапан воздушный управляемый КВУ2, далее в теплонагревательном отсеке второго тракта II расположены блоки теплообменные БТО3 и БТО4, за теплонагревательным отсеком в тракте II установлен клапан воздушный управляемый КВУ6, за которым по ходу движения нагреваемого воздуха размещена точка разъединения 16 воздушного тракта II на две выходные линии 17 и 18, которые через выходные окна 19 и 20 соединены с распределительными воздуховодами, соединяющими воздушный тракт нагрева воздуха II с производственными помещениями ГТУ.The second path for both versions II includes two input lines 13 and 14, on which blowers VO1 and VO2 are installed, with the corresponding air check valves KVO3 and KVO4, the connection point 15 of the input lines 13 and 14, after which in the second air path II along In the direction of movement of the heated air in the housing 1, an air controlled valve KVU2 is installed, then in the heat-heating compartment of the second path II there are heat exchange units BTO3 and BTO4, behind the heat-heating compartment in path II, an air valve controlled by KVU6 is installed, after which, in the direction of movement of the heated air, there is a disconnection point 16 air path II to two output lines 17 and 18, which through the outlet windows 19 and 20 are connected to the distribution air ducts connecting the air heating path II with the production premises of the gas turbine.

В блоках теплообменных БТО1, БТО2, БТО3, БТО4 предпочтительно используют газовые нагреватели. Производственные помещения ГПА могут включать технологические помещения с автоматическим оборудованием и могут включать помещения, в которых находится обслуживающий персонал газотурбинной станции. По обоим вариантам исполнения первый воздушный тракт I нагрева и подачи горячего воздуха в воздухоочистительное устройство соединен со вторым воздушным трактом II обогрева производственных помещений ГПА соединительными трубопроводами 21, 22.In blocks of heat exchange BTO1, BTO2, BTO3, BTO4 gas heaters are preferably used. GPA production facilities may include technological facilities with automatic equipment and may include facilities where the gas turbine station service personnel are located. According to both versions, the first air path I for heating and supplying hot air to the air-cleaning device is connected to the second air path II for heating the GCU production premises by connecting pipelines 21, 22.

По первому варианту один конец первого соединительного трубопровода 21 расположен в первом тракте нагрева I между точкой соединения 5 входных линий 3 и 4 и клапаном воздушным управляемым КВУ1. Второй конец соединительного трубопровода 21 расположен во втором тракте нагрева II между точкой соединения 15 входных линий 13 и1 4 и клапаном воздушным управляемым КВУ2.According to the first version, one end of the first connecting pipeline 21 is located in the first heating path I between the connection point 5 of the input lines 3 and 4 and the air-controlled valve KVU1. The second end of the connecting pipeline 21 is located in the second heating path II between the connection point 15 of the input lines 13 and 1 4 and the air-controlled valve KVU2.

По второму варианту один конец первого соединительного трубопровода 21 расположен в первом тракте нагрева I между клапаном воздушным обратным КВО1 и клапаном воздушным управляемым КВУ1. Второй конец соединительного трубопровода 21 расположен во втором тракте нагрева II между точкой соединения 15 входных линий 13 и1 4 и клапаном воздушным управляемым КВУ2.According to the second option, one end of the first connecting pipeline 21 is located in the first heating path I between the air check valve KVO1 and the air controlled valve KVU1. The second end of the connecting pipeline 21 is located in the second heating path II between the connection point 15 of the input lines 13 and 1 4 and the air-controlled valve KVU2.

Соединительный трубопровод 21 снабжен клапаном воздушным управляемым КВУ3.The connecting pipeline 21 is equipped with an air controlled valve KVU3.

Один конец второго соединительного трубопровода 22 расположен в первом тракте нагрева I между теплонагревательным отсеком с теплонагревательными блоками БТО1 и БТО2 и клапаном воздушным управляемым КВУ4. Второй конец соединительного трубопровода 22 расположен во втором тракте нагрева II между теплонагревательным отсеком с теплонагревательными блоками БТО3 и БТО4 и клапаном воздушным управляемым КВУ4.Соединительный трубопровод 22 снабжен клапаном воздушным управляемым КВУ5. Воздуховоды 11 и 12, соединенные с воздушным трактом нагрева воздуха I через выходные окна 9 и 10 являются теплоизолированными, имеют квадратное или прямоугольное сечение, выполнены с вертикальными и горизонтальными участками, проходящими снаружи между воздухонагревательным блоком и входом в ВОУ ГТУ. Концы распределительных трубопроводов 11 и 12, обращенные к ВОУ заведены с двух сторон корпуса ВОУ ГТУ под козырек ВОУ и являются входными участками 23 и 24 в ВОУ. Этивходные участки 23, 24 трубопроводов 11 и 12 соединены с воздухораспределительным устройством. Воздухораспределительное устройство представляет собой два воздухораспределительных воздуховода 25, 26 круглого сечения переменной площади. Воздухораспределительные воздуховоды 25, 26 расположены с двух сторон от корпуса ВОУ, вдоль зоны забора воздуха. Воздухораспределительные воздуховоды 25, 26 выполнены с перфорацией для подачи горячего воздуха в ВОУ. К воздуховодам 25, 26, крепятся системы подачи горячего воздуха. Системы подачи горячего воздуха представляют собой множество дополнительных трубчатых воздуховодов 27 малого диаметра, с перфорацией вдоль длины трубок. Дополнительные трубчатые воздуховоды 27 закреплены параллельно друг другу и перпендикулярно к поверхности воздухораспределительных воздуховодов 25 и 26. Управление оборудованием системы, управление, регулирование и сигнализацию в технологическом процессе нагрева воздуха осуществляют с помощью системы автоматического управления (САУ). САУ построена на базе цифрового программируемого логического контроллера. САУ представляет собой комплекс электрических силовых, управляющих, контрольно измерительных и вычислительных устройств. Управление и регулирование системой могут осуществлять как в автоматическом, так и ручном режиме, с пульта местного управления или дистанционно.One end of the second connecting pipeline 22 is located in the first heating path I between the heating compartment with heating blocks BTO1 and BTO2 and the air-controlled valve KVU4. The second end of the connecting pipeline 22 is located in the second heating path II between the heating compartment with the heating blocks BTO3 and BTO4 and the air controlled valve KVU4. The connecting pipeline 22 is equipped with an air controlled valve KVU5. The air ducts 11 and 12, connected to the air heating path I through the outlet windows 9 and 10, are heat-insulated, have a square or rectangular cross section, are made with vertical and horizontal sections passing outside between the air heating unit and the inlet to the HEU GTU. The ends of the distribution pipelines 11 and 12, facing the HEU, are led from both sides of the HEU GTU body under the HEU canopy and are inlet sections 23 and 24 into the HEU. These input sections 23, 24 pipelines 11 and 12 are connected to the air distribution device. The air distribution device consists of two air distribution ducts 25, 26 of circular cross section of variable area. Air distribution ducts 25, 26 are located on both sides of the HEU body, along the air intake zone. Air distribution ducts 25, 26 are perforated for supplying hot air to the HEU. Hot air supply systems are attached to air ducts 25, 26. Hot air supply systems are a plurality of additional tubular air ducts 27 of small diameter, perforated along the length of the tubes. Additional tubular air ducts 27 are fixed parallel to each other and perpendicular to the surface of the air distribution ducts 25 and 26. Control of the system equipment, control, regulation and signaling in the technological process of air heating is carried out using an automatic control system (ACS). The ACS is built on the basis of a digital programmable logic controller. ACS is a complex of electrical power, control, instrumentation and computing devices. The system can be controlled and regulated both in automatic and manual mode, from the local control panel or remotely.

Автономная противообледенительная система ВОУ ГТУ работает следующим образом.Autonomous anti-icing system HEU GTU works as follows.

В зависимости от сезонности работы ГТУ, от внешних погодных условий, таких как температура и влажность, от региона расположения станции с ГТУ, от необходимости поддержания комфортных условий работы персонала, установленных нормативными документами, предусмотрено множество режимов работы автономной противообледенительной системы ГТУ газоперекачивающего агрегата.Depending on the seasonality of the gas turbine operation, on external weather conditions, such as temperature and humidity, on the region where the station with the gas turbine is located, on the need to maintain comfortable working conditions for the personnel established by regulatory documents, there are many modes of operation of the autonomous anti-icing system of the gas compressor unit.

При основном режиме работы противообледенительной системы используют первый воздушный тракт нагрева воздуха I. Для этого в первом варианте исполнения включают вентиляторы обдува ВО1 и ВО2, или только ВО1 - во втором варианте. Для обоих вариантов включают воздухонагреватели теплообменных блоков БТО1 и БТО2, открывают клапаны воздушные обратные КВО1 и КВО2 по первому варианту, или только КВО1 по второму варианту, открывают клапаны воздушные управляемые КВУ1 и КВУ4. Наружный воздух поступает через воздухозаборное устройство воздухонагревательного блока, попадает во входные линии 3, 4, подается посредством вентиляторов ВО1 и ВО2, или только ВО1 в теплообменные блоки БТО1 и БТО2, там при соприкосновении с корпусами теплообменников воздух нагревается на 70…115 °С и через открытый клапан КВУ4 поступает в выходные линии 7, 8. Далее проходя через выходные окна 9, 10 нагретый воздух попадает в теплоизолированные распределительные трубопроводы 11, 12 , подается на наружные входы 23, 24 воздухоочистительного устройства, и через отверстия перфорации в воздухораспределительных воздуховодах 25, 26 и в дополнительных трубчатых воздуховодах 27 поступает на вход ВОУ, предотвращая обледенение на его входном устройстве. Основной режим может быть совмещен с любым из режимов подачи нагретого воздуха в производственные помещения, например с простым режимом подачи воздуха в одно помещение, с форсированным режимом подачи воздуха в одно помещение, с режимом подачи воздуха в два помещения. Режимы подачи воздуха могут использовать и без включения основного режима работы противообледенительной системы, например, в теплое время года.In the main mode of operation of the anti-icing system, the first air heating path I is used. To do this, in the first version, blowers BO1 and VO2 are turned on, or only BO1 - in the second version. For both options, the air heaters of the heat exchange units BTO1 and BTO2 are turned on, the air check valves KVO1 and KVO2 are opened according to the first option, or only KVO1 according to the second option, the air controlled valves KVU1 and KVU4 are opened. Outside air enters through the air intake of the air heating unit, enters inlet lines 3, 4, is supplied by fans VO1 and VO2, or only VO1 to the heat exchange units BTO1 and BTO2, where, in contact with the heat exchanger housings, the air is heated by 70 ... 115 ° C and through the open valve KVU4 enters the outlet lines 7, 8. Then, passing through the outlet windows 9, 10, the heated air enters the heat-insulated distribution pipelines 11, 12, is supplied to the external inlets 23, 24 of the air cleaning device, and through the perforation holes in the air distribution ducts 25, 26 and in additional tubular air ducts 27 enters the HEU inlet, preventing icing on its inlet device. The main mode can be combined with any of the modes for supplying heated air to industrial premises, for example, with a simple mode of supplying air to one room, with a forced mode of supplying air to one room, with a mode of supplying air to two rooms. The air supply modes can also be used without turning on the main mode of operation of the anti-icing system, for example, in the warm season.

При простом режиме подачи воздуха только в одно производственное помещение используют второй воздушный тракт нагрева воздуха II. Для этого включают вентилятор обдува ВО4, включают блок теплообменный БТО3, открывают клапаны КВО4 и КВУ2. Воздух, нагретый на 60…90 °С относительно температуры уличного воздуха, подают по распределительным воздуховодам через выходное окно 20 в помещение с работающим персоналом. В помещении с людьми температура подаваемого воздуха не должна превышать 70°С.In the simple mode of air supply to only one production room, the second air heating path II is used. To do this, turn on the blower fan VO4, turn on the heat exchange unit BTO3, open the valves KVO4 and KVU2. The air heated by 60…90 °С relative to the outdoor air temperature is supplied through the distribution ducts through the outlet window 20 to the room with the working personnel. In a room with people, the temperature of the supplied air should not exceed 70°C.

При форсированном режиме подачи воздуха в одно помещение используют второй воздушный тракт нагрева воздуха II. Включают оба вентилятора обдува ВО3 и ВО4 входных линий 13 и 14, включают блоки теплообменные БТО3 и БТО4, открывают клапаны КВО3, КВО4, КВУ2. Нагретый при таком режиме на 60…90 °С относительно уличной температуры воздух подают по распределительным воздуховодам через выходное окно 20 в помещение с автоматически работающим оборудованием.In the forced mode of air supply to one room, the second air path for heating air II is used. Both blowers VO3 and VO4 of input lines 13 and 14 are turned on, heat exchange units BTO3 and BTO4 are turned on, valves KVO3, KVO4, KVU2 are opened. The air heated in this mode by 60 ... 90 ° C relative to the street temperature is supplied through the distribution ducts through the outlet window 20 to the room with automatically operating equipment.

При режиме подачи воздуха в два помещения используют второй воздушный тракт II. Включают оба вентилятора обдува ВО3 и ВО4 входных линий 13 и 14, включают блоки теплообменные БТО3 и БТО4, открывают клапаны КВО3, КВО4, КВУ2, КВУ6. Воздух, нагретый на 60…90°С относительно температуры уличного воздуха при данном режиме подают по распределительным воздуховодам через выходные окна 19 и 20 в производственные помещения, нуждающиеся в обогреве. Температура воздуха при этом может иметь значение не более 70°С.In the mode of supplying air to two rooms, the second air path II is used. Both blowers VO3 and VO4 of input lines 13 and 14 are turned on, heat exchange units BTO3 and BTO4 are turned on, valves KVO3, KVO4, KVU2, KVU6 are opened. Air heated by 60...90°C relative to the outdoor air temperature in this mode is supplied through distribution ducts through outlet windows 19 and 20 to production facilities that need heating. The air temperature in this case can have a value of not more than 70 ° C.

По обоим вариантам исполнения изобретения основной режим работы подачи нагретого воздуха на вход ВОУ, как уже указывалось, может быть совмещен с любым из режимов подачи нагретого воздуха в производственные помещения, при этом параметры воздуха для разных потребителей будут различны за счет использования клапанов КВУ3, КВУ5.Так, например, с помощью КВУ3 могут изменить направление подачи воздуха и направить поток от вентиляторов ВО1 и ВО2, или только от ВО1 первого воздушного тракта I к блоками теплообменным БТО3 и БТО4воздушного тракта II, либо наоборот, направить воздух от вентиляторов ВО3 и ВО4 в линию с блоками теплообменными БТО1 и БТО2.According to both embodiments of the invention, the main mode of operation of the heated air supply to the HEU inlet, as already mentioned, can be combined with any of the modes of heated air supply to the production premises, while the air parameters for different consumers will be different due to the use of valves KVU3, KVU5. So, for example, with the help of KVU3, they can change the direction of the air supply and direct the flow from the fans VO1 and VO2, or only from the VO1 of the first air path I to the heat exchange units BTO3 and BTO4 of the air path II, or vice versa, direct the air from the fans VO3 and VO4 into the line with heat exchange units BTO1 and BTO2.

При режиме подачи нагретого воздуха из линии нагрева первого воздушного тракта I, т.е., из линии на вход в ВОУ в производственные помещения, в первом варианте включают вентиляторы обдува ВО1, ВО2, включают блоки теплообменные БТО1, БТО2, открывают клапаны КВО1, КВО2, КВУ1, КВУ5, КВУ6.In the mode of supplying heated air from the heating line of the first air path I, i.e., from the line to the entrance to the HEU to the production premises, in the first variant, the fans VO1, VO2 are turned on, the heat exchange units BTO1, BTO2 are turned on, the valves KVO1, KVO2 are opened , KVU1, KVU5, KVU6.

При режиме подачи нагретого воздуха из линии нагрева первого воздушного тракта I, т.е., из линии на вход в ВОУ в производственные помещения, во втором варианте включают вентилятор обдува ВО1, включают блоки теплообменные БТО1, БТО2, открывают клапаны КВО1, КВУ1, КВУ5, КВУ6.In the mode of supplying heated air from the heating line of the first air path I, i.e., from the line to the entrance to the HEU to the production premises, in the second version, the blower fan VO1 is turned on, the heat exchange units BTO1, BTO2 are turned on, the valves KVO1, KVU1, KVU5 are opened , KVU6.

Возможные сочетания вариантов режимов работы не исчерпываются описанными выше режимами, при необходимости могут быть применены иные варианты задействования элементов воздушных трактов I и II для перенаправления потоков горячего воздуха при осуществлении других режимов.Possible combinations of options for operating modes are not limited to the modes described above; if necessary, other options for using the elements of air paths I and II can be used to redirect hot air flows in the implementation of other modes.

Различная температура воздуха в линии, идущей на ПОС из воздушного тракта I и в линии для подогрева помещений от воздушного тракта II обеспечивается за счет того, что при закрытом клапане КВУ5, нагретый воздух не может перетекать из линии с блоками БТО1 и БТО2 в линию с блоками БТО3 и БТО4. Поэтому на блоках БТО1 и БТО2 можно с помощью системы автоматического (САУ) задать температуру нагретого воздуха, отличающуюся от температуры на блоках БТО3 и БТО4.Different air temperatures in the line going to the POS from the air path I and in the line for space heating from the air path II are ensured due to the fact that when the KVU5 valve is closed, the heated air cannot flow from the line with the BTO1 and BTO2 blocks to the line with the blocks BTO3 and BTO4. Therefore, on the BTO1 and BTO2 blocks, it is possible to set the temperature of the heated air, which differs from the temperature on the BTO3 and BTO4 blocks, using the automatic system (ACS).

В таблице для примера представлены параметры нагрева при одновременном использовании первого и второго воздушных нагревательных трактов для воздухонагревательного блока противообледенительной системы мощностью 460 кВт.For example, the table shows the heating parameters for the simultaneous use of the first and second air heating paths for the air heating unit of the anti-icing system with a capacity of 460 kW.

Температура уличного воздуха, °СOutdoor air temperature, °С Мощность вентилятора, кВтFan power, kW Объем нагреваемого воздуха, м³/чThe volume of heated air, m ³ / h Температура нагрева воздуха, °СAir heating temperature, °C Температура воздуха подаваемая потребителю, °СAir temperature supplied to the consumer, °С ПОСpic 00 11eleven 1350013500 102102 102102 -5-5 11eleven 1350013500 102102 9797 -60-60 11eleven 00 00 00 Производственное помещениеProduction room 00 11eleven 80008000 7070 7070 -5-5 11eleven 80008000 7070 6565 -60-60 11eleven 80008000 7070 1010

Помимо использования воздухонагревательного блока для обогрева воздухоочистительного устройства ГТУ существует возможность подачи в противообледенительную систему и подогретого воздуха из ГТУ. Для этого используют самостоятельный воздуховод, связывающий входное устройство противообледенительной системы с воздушным трактом, идущим от ГТУ.In addition to using the air heating unit for heating the gas turbine air cleaning device, it is possible to supply heated air from the gas turbine to the anti-icing system. To do this, use an independent air duct connecting the inlet of the anti-icing system with the air path coming from the gas turbine.

Таким образом, изобретение позволяет расширить функциональные возможности автономной противообледенительной системы ГТУ за счет увеличения возможных режимов работы и регулирования режимов нагрева.Thus, the invention makes it possible to expand the functionality of the GTP autonomous anti-icing system by increasing the possible operating modes and regulating the heating modes.

Claims

1. An autonomous anti-icing system of an air cleaning device of a gas turbine plant, containing an air heating unit located in a separate housing connected to a gas turbine plant, characterized in that the air heating unit contains a first air path connected by distribution air ducts to the inlets for supplying hot air to the air cleaning device of a gas turbine plant, and contains a second air path for heating industrial premises, each of the air paths contains two input lines with fans installed on them with non-return air valves, behind which, in the direction of air flow, each air path has a connection point for the input lines, behind the connection points of the input lines is the first an air duct connecting the first and second air paths and equipped with an air controlled valve, in each air path behind the first connecting air duct there is a return air valve and heat exchange blocks, behind the heat exchange blocks in the direction of air flow there is a second air duct connecting two air paths and equipped with an air controlled valve, each air path contains two output lines and their corresponding output windows in the housing for connection with distribution air ducts, in the first air In the path before the point of its separation, an air controlled valve is installed on two output lines, in the second air path an air controlled valve is installed on one of the two output lines.

2. Autonomous anti-icing system of the air cleaning device of the gas turbine plant, containing an air heating unit located in a separate housing connected to the gas turbine plant, characterized in that the air heating unit contains the first air path connected by distribution air ducts with the inlets for supplying hot air to the air cleaning device of the gas turbine plant, and contains a second air path for heating industrial premises, the first air path contains one input line with a fan installed on it with a check air valve, the second air path contains two input lines with fans installed on them with check air valves, behind which, in the direction of air flow there is a connection point of the input lines of the second air path, behind the fan of the first air path and behind the connection point of the input lines of the second air path is the first in an air duct connecting the first and second air paths and equipped with an air controlled valve, in each air path behind the first connecting air duct there is a check air valve and heat exchange blocks, behind the heat exchange blocks in the direction of air flow there is a second air duct connecting two air paths and equipped with an air controlled valve, each air path contains two outlet lines and their corresponding outlet windows in the housing for connection with distribution air ducts, in the first air path before the point of its separation, an air controlled valve is installed on two outlet lines, in the second air path an air controlled valve is installed on one of two output lines.