
- •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
Вкладыши подшипника силового ротора
В подшипники силового ротора установлены опорный и опорно-упорный вкладыши. Опорный вкладыш силового ротора установлен в передней расточке корпуса подшипника силового ротора. Опорно-упорный вкладыш (ОУВ) установлен в задней расточке корпуса. Оба вкладыша фиксируются в горизонтальном разъеме стопорными шайбами. Опорные вкладыши силового ротора и турбокомпрессора отличается лишь шириной – более широкий является опорой турбокомпрессора. Опорно-упорный подшипник силового ротора имеет такую же конструкцию как опорно-упорный подшипник турбокомпрессора.
Импеллер
Насос-импеллер (рис. 59) служит датчиком регулятора скорости. Колесо насоса выполнено как одно целое с валом и представляет собой диск с радиальными отверстиями. Корпус насоса имеет горизонтальный разъем, нижняя половина его крепится входным и нагнетательным патрубками к приливам в корпусе. В корпусе импеллера установлены уплотнительные кольца, одно из которых уплотняет колесо, другое предотвращает утечки масла со стороны входа, а еще одно кольцо предотвращает утечки масла со стороны выхода. Все уплотнительные кольца выполнены разъемными и скреплены болтами и гайками, от проворота кольца удерживается штифтами. В уплотнительном кольце, установленном со стороны зубчатой муфты, имеется отверстие для подачи масла на смазку муфты. Для исключения перегрева импеллера в крышке корпуса выполнено небольшое отверстие диаметром 4 мм.
Рис. 59. Импеллер
1 – корпус; 2 – вал турбины; 3 – втулка; 4 – колесо; 5 – втулка; 6 – втулка;
7 – болтовое соединение; 8 – отверстие диаметром 4 мм
Муфта зубчатая
Для передачи крутящего момента от ротора силовой турбины к ротору нагнетателя служит зубчатая муфта (рис. 60).
Она состоит из двух зубчатых втулок, насаженных соответственно на силовой вал турбины и на вал нагнетателя, промежуточного вала и двух обойм. Обоймы с внутренним зацеплением, приболченные к промежуточному валу, соединяются с зубцами втулок. Все болты, гайки, шайбы и отверстия под них замаркированы. Зубчатые втулки выполнены с бочкообразными зубьями.
Рис. 60. Муфта зубчатая
1 – втулка зубчатая; 2 – обойма; 3 – болт М20; 4 – шайба стопорная;
5 – гайка; 6 – вал промежуточный; 7 – заглушка; 8 – винт М8
Промежуточный вал между подшипником силового ротора и подшипником нагнетателя закрыт кожухом.
Воздухоподогреватель
Воздухоподогреватель (рис. 61) предназначен для подогрева воздуха, поступающего в камеру сгорания продуктами сгорания, выходящими из турбины.
В газотурбинной установке применен пластинчатый воздухоподогреватель противоточного типа общей площадью поверхности нагрева 2880 м2.
Из условий компоновки и транспортировки воздухоподогреватель разделен на две секции, которые включены параллельно по воздуху и по газу.
Каждая секция воздухоподогревателя изготовляется из шести пакетов, которые собираются из элементов, составленных из 2-х штампованных листов нержавеющей стали толщиной 1 мм. На поверхности каждого листа имеются выштамповки продолговатой обтекаемой формы. В листе можно условно выделить три участка: входной, выходной и противоточный (средний). На входном и выходном участках длина выступов постепенно уменьшается; этим создается равномерное распределение воздуха по высоте листа. В средней части выштамповываются профили овальной формы, расположенные в шахматном порядке. Сложенные в элемент два листа образуют внутренние воздушные каналы и волнообразную щель на входном и выходном участках. Элемент сваривается по кромкам контактной электросваркой. Соединение элементов между собой производится по входному и выходному участкам осуществляется аргонодуговой сваркой.
Рис. 61. Воздухоподогреватель
Собранные в пакет элементы образуют каналы двуугольной формы для прохода продуктов сгорания. Таким образом, каждый лист омывается с обеих сторон теплообменивающимися средами, а выштамповки на листах интенсифицируют теплопередачу.
В местах входа и выхода воздуха по конфигурации образующейся зубчатой линии ввариваются специальные гребенки из листовой стали.
С боковых и торцевых сторон пакета устанавливаются утолщенные листы. Соединение гребенок с элементами и пакетов между собой осуществляется электросваркой.
Пакеты в секции расположены двумя параллельными группами по три в каждой и соединены между собой двумя полукруглыми крышками. Между этими группами образуется коллектор, из которого воздух распределяется по пакетам.
С боковых и торцевых сторон секции привариваются полуовальные крышки, которые служат сборными воздушными коллекторами, а также для уравнивания давления по обе стороны крайних листов пакетов. К крышкам привариваются ребра, которые придают конструкции большую жесткость, а также плиты с ребрами, предназначенными под опоры, для транспортировки и окантовки секции. В крышках и коллекторе устанавливаются направляющие листы, служащие для лучшей организации потока и уменьшения сопротивления по воздушному тракту.
Для входа и выхода воздуха к секции привариваются круглые патрубки с фланцами, а для продуктов сгорания – прямоугольные фланцы (воротники).
Воздух из компрессора поступает в верхний патрубок секции и равномерно распределяется по входным участкам поверхности нагрева. Двигаясь по воздушным каналам навстречу продуктам сгорания, воздух нагревается, собирается в полуовальных крышках и затем через нижний патрубок направляется в камеру сгорания. Охлажденные продукты сгорания по газопроводу направляются в дымовую трубу.
Секции воздухоподогревателя устанавливаются вертикально на четырех лапах.
Так как секции находятся под открытым небом, то для уменьшения тепловых потерь они должны быть изолированы тепловой изоляцией и защищены от атмосферных осадков металлическими листами (обшивкой).
Вопросы для самопроверки
Из чего состоит блок турбогруппы?
В чем заключается назначение переднего блока и компрессора?
В чем заключается назначение турбины?
В чем заключается назначение рамы-маслобака?
В чем заключается назначение подшипника силового ротора?
В чем заключается назначение воздухоподогревателя?