一种带有加热功能的船用惯性分离装置

本发明涉及的是一种燃气轮进气装置，具体地说是进气道防冰装置。

背景技术：

1、燃气轮机因其单机功率大、功率密度高、可靠性高等优点，广泛应用在船舶、航空、发电、输气管道等领域。船舶燃气轮机由于其进气道距离长、结构复杂，且工作在高盐雾、湿冷的空气环境下，因此进气道常有结冰现象的发生。船舶燃气轮机进气系统的结冰现象常常发生在进气滤器表面发生，引发堵塞的可能性，如果不能得到及时的处理，将会导致进气流量的降低，影响船舶燃气轮机的工作效率，严重时将会扰乱船舶燃气轮机的正常运行。目前国内外通常采用的防冰措施是将压气机压缩后的高温高压气体引至进气处加热来流湿空气进行引气防冰，或是在进气口进行加热。这类措施在进气道内会进一步增加进气的阻力损失，容易对燃气轮机的稳定安全运行造成威胁，影响燃气轮机的正常工作。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供高效低阻、综合能力强的一种带有加热功能的船用惯性分离装置。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、本发明一种带有加热功能的船用惯性分离装置，其特征是：包括惯性分离装置单元，惯性分离装置单元包括相邻的主加热分离叶片和副加热分离叶片，主加热分离叶片包括相连的n+1个加热分离单元，n+1个加热分离单元的两端分别为叶片前端圆角和主加热分离叶片出口导流板，副加热分离叶片包括相连的n个加热分离单元，n个加热分离单元的两端分别为副加热分离叶片前导流板和副加热分离叶片后导流板；惯性分离装置单元与惯性分离装置单元之间并行布置。

4、本发明还可以包括：

5、1、所述加热分离单元设置热蒸汽加热通道，热蒸汽加热通道的两侧分别设置左疏水沟槽和右疏水沟槽。

6、2、左疏水沟槽和右疏水沟槽开口方向与进气来流方向相对。

7、3、热蒸汽加热通道到左疏水沟槽和右疏水沟槽的最近距离均为δ，左疏水沟槽和右疏水沟槽的深度均为2δ，左疏水沟槽和右疏水沟槽的壁厚均为δ。

8、4、左疏水沟槽和右疏水沟槽的弧长对应的圆心角为θ，θ范围在45°至75°。

9、5、两相邻的热蒸汽加热通道的圆心距离为l；主加热分离叶片前端圆角的直径为2δ；副加热分离叶片前导流板厚度为2δ，前端倒角圆直径为2δ，长度为l/2；主加热分离叶片出口导流板厚度为2δ，末端倒角圆直径为2δ，长度为l；副加热分离叶片后导流板厚度为2δ，末端倒角圆直径为2δ，长度为3l/2。

10、6、热蒸汽加热通道的管径d不小于51mm，壁厚δ不小于2mm，采用耐压3.0mpa、耐高温500k的316l不锈钢材质。

11、本发明的优势在于：本发明通过固定的结构设计，将船用防冰蒸汽锅炉中的高温高压水蒸气经管路引入加热管的同时，使进气冷空气的温度高于结冰条件，以达到除冰目的。通过对加热分离单元设置疏水沟槽，以实现进气滤清效果。通过结构设计和布局实现在有限的阻力损失限定下，同时实现防除冰效果和滤清效果，保障燃气轮机的安全稳定运行。

技术特征：

1.一种带有加热功能的船用惯性分离装置，其特征是：包括惯性分离装置单元，惯性分离装置单元包括相邻的主加热分离叶片和副加热分离叶片，主加热分离叶片包括相连的n+1个加热分离单元，n+1个加热分离单元的两端分别为叶片前端圆角和主加热分离叶片出口导流板，副加热分离叶片包括相连的n个加热分离单元，n个加热分离单元的两端分别为副加热分离叶片前导流板和副加热分离叶片后导流板；惯性分离装置单元与惯性分离装置单元之间并行布置。

2.根据权利要求1所述的一种带有加热功能的船用惯性分离装置，其特征是：所述加热分离单元设置热蒸汽加热通道，热蒸汽加热通道的两侧分别设置左疏水沟槽和右疏水沟槽。

3.根据权利要求2所述的一种带有加热功能的船用惯性分离装置，其特征是：左疏水沟槽和右疏水沟槽开口方向与进气来流方向相对。

4.根据权利要求2所述的一种带有加热功能的船用惯性分离装置，其特征是：热蒸汽加热通道到左疏水沟槽和右疏水沟槽的最近距离均为δ，左疏水沟槽和右疏水沟槽的深度均为2δ，左疏水沟槽和右疏水沟槽的壁厚均为δ。

5.根据权利要求2所述的一种带有加热功能的船用惯性分离装置，其特征是：左疏水沟槽和右疏水沟槽的弧长对应的圆心角为θ，θ范围在45°至75°。

6.根据权利要求4所述的一种带有加热功能的船用惯性分离装置，其特征是：两相邻的热蒸汽加热通道的圆心距离为l；主加热分离叶片前端圆角的直径为2δ；副加热分离叶片前导流板厚度为2δ，前端倒角圆直径为2δ，长度为l/2；主加热分离叶片出口导流板厚度为2δ，末端倒角圆直径为2δ，长度为l；副加热分离叶片后导流板厚度为2δ，末端倒角圆直径为2δ，长度为3l/2。

7.根据权利要求2所述的一种带有加热功能的船用惯性分离装置，其特征是：热蒸汽加热通道的管径d不小于51mm，壁厚δ不小于2mm，采用耐压3.0mpa、耐高温500k的316l不锈钢材质。

技术总结
本发明的目的在于提供一种带有加热功能的船用惯性分离装置，包括惯性分离装置单元，惯性分离装置单元包括相邻的主加热分离叶片和副加热分离叶片，主加热分离叶片包括相连的n+1个加热分离单元，n+1个加热分离单元的两端分别为叶片前端圆角和主加热分离叶片出口导流板，副加热分离叶片包括相连的n个加热分离单元，n个加热分离单元的两端分别为副加热分离叶片前导流板和副加热分离叶片后导流板；惯性分离装置单元与惯性分离装置单元之间并行布置。本发明通过结构设计和布局实现在有限的阻力损失限定下，同时实现防除冰效果和滤清效果，保障燃气轮机的安全稳定运行。

技术研发人员：王忠义,邓智伟,李泽远,王萌,任永鹏,王艳华,万雷
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13