2.4 Турбодетандер. Назначение и режимы работы Турбодетандер гтк-10-4
Предназначен для запуска агрегата до скорости вращения, при которой турбина ТВД начинает самостоятельно вращать компрессор. Рабочим телом служит сжатый природный газ. Конструкция турбодетандера приведена на рис. 26.
Подключение и отключение турбодетандера к валу турбокомпрессора происходит с помощью расцепного устройства 3.
Корпус детандера выполнен с горизонтальным разъемом и имеет вертикальный фланец, которым крепится к корпусу переднего блока.
Центровка производится при помощи буртика. К передней части корпуса прикреплена крышка турбодетандера, в которой выполнен входной патрубок и камера для подачи газа к соплам. В крышке и корпусе детандера установлены: сегмент сопел 9, сегмент направляющих лопаток 5, угольное уплотнение 9, маслозащитное кольцо 1 и опорно-упорный вкладыш 2. Сопловый аппарат установлен в нижней части крышки корпуса. Направляющий аппарат состоит из лопаток, укрепленных в сегменте при помощи зубчиковых хвостов. Сегмент с направляющими лопатками установлен в нижней половине корпуса и крепится к нему штифтом.
Ротор турбодетандера состоит из вала 12 и насаженного на него диска 11 с двумя рядами рабочих лопаток. На валу укреплены втулки угольного уплотнения и расцепная шестерня 13. Опорно-упорный вкладыш установлен в корпусе детандера. Опорный вкладыш установлен в консольном приливе внутри корпуса переднего блока.
Для предотвращения утечки газа из турбодетандера установлены угольные кольца из двух половин, прижимаемые пружинами к гребням внутри насаженного на вал турбодетандера.
Замер скорости вращения ротора турбодетандера при наладке может осуществляться ручным тахометром, для чего отворачивается гайка 14 в центральной части крышки турбодетандера.
В правом конце ротора установлен автомат безопасности турбодетандера 4. На крышке корпуса – термометр замера температуры опорно-упорного вкладыша.
Отключение и подключение турбодетандера к валу компрессора производится при помощи зубчатой пары, колесо которой насажено на вал турбокомпрессора, а шестерня вводится с ним в зацепление при помощи гидроцилиндра – расцепного устройства.
Расцепное устройство состоит из цилиндра, закрепленного на корпусе турбодетандера, и поршня, выполненного как одно целое с шестерней. Поршень с шестерней насажен на вал турбокомпрессора и может свободно перемещаться по нему в осевом направлении, вводя шестерню в зацепление с колесом. Передача крутящего момента от вала турбодетандера на шестерню осуществляется двумя шпонками. Масло к расцепному устройству подводится и сливается через три штуцера, расположенных в нижней половине цилиндра расцепного устройства, и управляется системой автоматического регулирования. От этих штуцеров трубки выведены на торец переднего блока.
|
Рис. 26. Конструкция турбодетандера
|
Работа турбодетандера и управление кранами на пусковом газе
После замыкания концевого выключателя ВК-1 ВПУ (валоповоротное устройство) находится в зацеплении и вращает ротор компрессора, подает питание на электромагнитный вентиль ЭМВ-3. Подается масло в рабочую полость гидропривода расцепного устройства из системы маслоснабжения ГТУ с давлением 0,5 МПа.
Давление масла на поршень вызывает его перемещение, сжимающее пружину. Когда поршень становится на упор, открывается подвод масла к серводвигателю клапана 13, и он открывается.
По сигналу концевого выключателя выдается импульс для перестановки кранов 11 и 10. Кран 11 открывается, кран 10 закрывается. Газ под давлением 1,5 МПа поступает к лопаткам ротора ТД, приводя его во вращение.
Когда частота вращения вала турбокомпрессора при пуске ГПА достигает 2500 об/мин., турбодетандер отключается, закрывается кран 11 и открывается кран 10. Газ из пускового коллектора сбрасывается через свечу в атмосферу. Снимается напряжение с электромагнитного вентиля ЭМВ-3 и подача масла к гидроприводу расцепного устройства перекрывается. Поршень под действием пружины отходит назад, выводя из зацепления шестерню турбокомпрессора. При этом перекрывается подача масла к серводвигателю клапана 13, клапан под действием пружины закрывается.
Детандер – поршневая или турбинная машина для охлаждения газа за счет его расширения с совершением внешней работы. Используется главным образом в установках для сжижения и разделения газов.
Вопросы для самопроверки
В чем назначение турбодетандера?
Из чего состоит турбодетандер?
В чем заключается работа турбодетандера?
Как осуществляется управление кранами на пусковом газе?
Что такое детандер?