
- •Ухтинский государственный технический университет (угту)
- •Газотурбинные установки
- •Оглавление
- •Введение
- •Принятые сокращения
- •1 Принципиальные схемы газотурбинных установок
- •Газоперекачивающий агрегат: состав, виды приводов и систем гту
- •Принципиальные схемы гту, их преимущества и недостатки
- •Газотурбинная установка
- •Принципиальные схемы гту
- •1.3 Основы термодинамики, теплотехники и рабочие процессы гту. Циклы гту в координатах р-V, t-s диаграммах
- •Энтальпия
- •Энтропия
- •2 Осевые турбомашины
- •2.1 Осевой компрессор, назначение, типы. Состав. Газовая динамика осевого компрессора
- •Конструкция лопатки
- •Опоры (подшипники) ротора
- •Лабиринтные уплотнения
- •Газовая динамика осевого компрессора
- •2.2 Газовая турбин, назначение, классификация по принципам работы. Основные узлы. Режимы работы. Газовая динамика турбины Газовая турбина
- •Охлаждение деталей турбины
- •Газовая динамика турбины
- •2.3 Система запуска гту. Валоповоротные устройства (впу) Валоповоротное устройство
- •Работа валоповоротного устройства двигателя гтк-10-4
- •1460 Об/мин исполнение ф2 для применения b3; 12 – штуцерное
- •2.4 Турбодетандер. Назначение и режимы работы Турбодетандер гтк-10-4
- •Работа турбодетандера и управление кранами на пусковом газе
- •3 Топливная система гту
- •3.1 Назначение топливной системы и основные функции
- •3.2 Горение топлива газотурбинных установок. Физические и химические процессы
- •Горение газообразного топлива
- •3.3 Камера сгорания. Назначение, типы, коэффициент избытка топлива. Основные узлы кс и рабочие процессы Камера сгорания
- •Типы камер сгорания
- •Основные узлы камеры сгорания
- •Системы топливного, пускового и импульсного газа. Назначение, состав, рабочие параметры
- •3.5 Способы регулирования гту
- •3.6 Совмещенная характеристика ок и гт (одновальная)
- •4. Маслосистема газотурбинной установки
- •4.1 Система маслоснабжения гту, назначение, функции и состав
- •5 Центробежный нагнетатель
- •5.1 Назначение, типы, состав
- •Состав нагнетателя
- •Повышение давления в центробежном колесе
- •Принцип повышения давления в центробежном колесе
- •5.2 Рабочая характеристика нагнетателя, характерные точки и зоны. Пуск нагнетателя
- •2. Критическая точка с зоной помпажа.
- •4. Нулевая точка.
- •5. Зона низких степеней сжатия.
- •Пуск нагнетателя
- •6 Конструкция газотурбинного двигателя гтк-10-4
- •6.1 Технические данные гтк-10-4, основные узлы
- •6.2 Блок турбогруппы: компрессор, передний блок, турбины, рама-маслобак, подшипник силового ротора
- •Осевой компрессор
- •1 − Барабан; 2 − пробка; 3 − центробежное кольцо (крылатка); 4 − упорный диск опорно-упорного вкладыша; 5 − диск реле осевого сдвига; 6 − отверстие для
- •Передний блок
- •Вкладыши ротора турбокомпрессора
- •1 − Верхняя половина; 2 − нижняя половина; 3−шпилька; 4−полукольцо;
- •Средний подшипник
- •1− Вкладыш из двух половин; 2 − подушка опорная; 3 − кольцо плавающее из двух половин; 4 − винт; 5 − штифт; 6 − кольцо стопорное из двух половин;
- •Переднее лабиринтное уплотнение
- •1− Корпус; 2 − ротор турбокомпрессора; 3 – щиток;
- •4 − Поверхность корпуса; 5 − уплотнительное кольцо Заднее лабиринтное уплотнение
- •1 − Корпус; 2 − ротор; 3 − уплотнительная обойма; 4 − уплотнительные кольца; 5 − кольцевой канал; 6 − труба; 7 − винт; 8 − гайка; 9 − дефлектор
- •Сбросные клапаны
- •7 − Подкладное кольцо; 8 – пружина; 9 − сетка
- •Рама-маслобак
- •6 − Сливной отсек; 7 – фильтр; 8 – воздухоотделитель; 9 – фланец; 10 − отсек чистого масла
- •Турбины твд и тнд
- •Корпус турбины
- •Передняя часть корпуса
- •Диффузор
- •Выхлопные патрубки
- •Диафрагма с уплотнением
- •Обойма направляющих лопаток турбины
- •Диск турбины высокого давления
- •Ротор силовой турбины
- •Переднее уплотнение турбины
- •Уплотнение силовой турбины
- •Подшипник силового ротора
- •Вкладыши подшипника силового ротора
- •Импеллер
- •Муфта зубчатая
- •Воздухоподогреватель
- •6.3 Камера сгорания
- •6.4 Маслосистема гтк-10-4 Назначение системы маслоснабжения
- •Работа системы
- •Параметры работы системы
- •Узлы системы маслоснабжения Главный маслонасос
- •Инжектор главного маслонасоса
- •Пусковой маслонасос смазки
- •Сдвоенный обратный клапан
- •Регулятор давления "после себя"
- •Маслоохладитель
- •Фильтр масляный
- •Резервный маслонасос смазки
- •Система отсоса масляных паров
- •Рама-маслобак
- •6.5 Система автоматического регулирования и защиты
- •Функции системы автоматического регулирования
- •Состав системы автоматического регулирования
- •Воздушные связи системы сар
- •Устройство системы регулирования
- •Агрегаты (назначение, конструкция, принцип работы) Регулятор скорости
- •Конструкция
- •Принцип работы
- •Стопорный клапан
- •Принцип работы
- •Регулирующий клапан
- •Принцип работы
- •Ограничитель приемистости
- •Принцип работы
- •Выпускной воздушный клапан
- •Принцип работы
- •Отсечной золотник
- •Регулирующее устройство турбодетандера
- •Принцип работы регулирующего устройства
- •Принцип работы
- •Импеллер
- •Пневматический электромагнитный вентиль
- •Принцип работы
- •Гидравлический электромагнитный вентиль эмв-3
- •Принцип работы
- •Реле осевого сдвига
- •Принцип работы
- •5 − Гребень на вале
- •(Сдвиг вала вперед) Автоматы безопасности
- •Автомат безопасности вала тнд
- •Автомат безопасности
- •Пневматический выключатель
- •Кнопки управления
- •Реле давления воздуха
- •Принцип работы
- •Золотник с электромагнитным приводом малоинерционного регулятора температуры (мирт)
- •Предпусковое состояние системы регулирования
- •Работа системы регулирования при пуске турбины
- •Работа системы регулирования при поддержании заданной скорости силового вала
- •Работа системы регулирования при остановке турбины
- •7 Нагнетатель н-370-18-1
- •7.1 Конструкция нагнетателя
- •7.2 Система регулирования нагнетателя
- •Регулятор перепада давлений
- •8 Техническая эксплуатация гтк-10-4
- •8.1 Система технического обслуживания и ремонта гпа
- •Регламент технического обслуживания
- •8.2 Особенности эксплуатации гтк-10-4 при отрицательных температурах
- •8.3 Очистка ок в процессе эксплуатации
- •8.4 Пути совершенствования гту
- •8.5 Современные гпа, применяемые на компрессорных станциях
- •Газотурбинная установка гту-16п
- •Агрегат газоперекачивающий
- •Входящих в состав агрегата
- •Агрегат газоперекачивающий
- •Литература
Диск турбины высокого давления
Диск ТВД насажен на задний конец вала турбокомпрессора. Диск фиксируется на валу с помощью десяти радиальных штифтов, предохраняемых от выпадения кольцом, насаженным поверх штифтов. Кольцо стопорится винтами. Для обеспечения надежности соединения с валом применена втулка, устанавливаемая в отверстие конца бочки, имеет выступ, на который насажен диск. На обойме диска расположены пазы ёлочной формы, в которые установлены лопатки.
Диск ТВД аналогичен диску ТНД (рис. 55).
Ротор силовой турбины
Ротор силовой турбины (рис. 55) состоит из вала с двумя опорными шейками и насаженного на его консольную часть одновенечного диска.
Рис. 55. Ротор силовой турбины
1 – вал; 2 – диск; 3 – центробежное колесо (крылатка); 4 – маслоотбойные выступы; 5 – упорный диск опорно-упорного вкладыша; 6 – реле осевого сдвига. 7 – отверстие для установки гильзы автомата безопасности;
8 – отверстие для установки магнита тахогенератора; 9 – колесо импеллера; 10 –балансировочный груз; 11 – маслоотбойный гребень; 12 – штифт;
13 – винт М8
Крепление этого диска аналогично креплению диска турбины высокого давления. Рядом с диском расположены уплотнительные кольца, зачеканенные в канавки при помощи проволоки, и центробежное колесо (крылатка). Рядом с опорной шейкой вала выполнены маслоотбойные кольцевые выступы, которые вместе с маслозащитным кольцом, установленным в корпусе подшипника, предотвращают протечки масла наружу. Между шейками ротор имеет утолщенную часть, являющуюся противовесом диску. На валу также выполнены: упорный диск, гребень для установки реле осевого сдвига, два отверстия для установки гильзы автомата безопасности и магнита тахогенератора, маслоотбойный гребень и изготовленное как целое с валом центробежное колесо импеллера. У торца вала насажена зубчатая полумуфта, зафиксированная штифтом и винтом.
Для динамической балансировки ротора силовой турбины на торцах бочки имеются Т-образные кольцевые канавки, в которых установлены и закреплены балансировочные грузы. Для этой же цели на диске имеются кольцевые пояски, с которых при балансировке производится необходимый съем металла.
Переднее уплотнение турбины
Переднее уплотнение турбины предназначено для предотвращения прорыва горячих газов из передней части корпуса турбины по валу турбокомпрессора в область среднего подшипника
Переднее уплотнение выполнено двухступенчатым (рис. 56). В качестве первой ступени применено лабиринтное уплотнение, образованное валом турбокомпрессора, закаченными в него, кольцами и полостью отверстия в диафрагме (1). Отверстие диафрагмы имеет кольцевые пазы практически аналогичные заднему уплотнению компрессора.
Рис. 56. Переднее уплотнение турбины
1 – диафрагма; 2 – вал компрессор; 3 – корпус турбины; 4 – кольцо;
5 – крылатка; 6 – канал; 7 – трубка; 8 – полый штифт; 9 – канал
В качестве второй ступени уплотнения использована так называемая крылатка или центробежное колесо (5). Оно представляет собой диск с радиальными отверстиями выполнений, как одно целое с валом.
При вращении колеса крылатка действует как центробежный насос, всасывая наружный воздух и нагнетая его в канал (6). В этот же канал поступают утечки из первой ступени уплотнения. Воздух из утечки и канала удаляется по трубе (7) за предел машинного зала.
Так как уплотнение крылатки работает только при вращении ротора с достаточной скоростью, а лабиринтное уплотнение не является абсолютно герметичным, то для исключения прорыва горячих газов применено запирание сжатым воздухом, подавляемым в первую канаву лабиринтного уплотнения по каналу (9). Значит утечки из лабиринтного уплотнения состоят, в основном, из воздуха. При этом часть воздуха выходит из уплотнения внутрь корпуса турбины (3) и частично охлаждает вал и диск. Воздух подается из канала в корпус турбины (3) по двум полым штифтам (8). Перед крылаткой установлено уплотнение крылатки, представляющее собой кольцо из 2-х половин (4) с зачеканными в него уплотнительными кольцами.