- •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
Газотурбинная установка гту-16п
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ГТУ-16П разработана авторским коллективом ОАО «Авиадвигатель» (г. Пермь) под руководством генерального конструктора А. А. Иноземцева и является следующим поколением базовой газотурбинной установки ГТУ-12П.
Газотурбинная установка ГТУ-16П размещается в силовом блоке контейнера турбоблока и представляет комплекс, включающий в себя:
газотурбинный двигатель ПС-90ГП-2 на подмоторной раме;
трансмиссию с кожухами;
входное устройство;
шумотеплоизолирующий кожух (КШТ);
выходное устройство (улитку);
шкаф топливных агрегатов (ШТА);
трубопроводные и электрические коммуникации.
Газотурбинный двигатель ПС-90ГП-2 является модификацией двигателя ПС-90ГП-1 (ГТУ-12П) и отличается от него наличием дополнительной «нулевой» ступени компрессора с поворотным направляющим аппаратом и трёхступенчатой свободной турбиной (вместо двухступенчатой).
Двигатель состоит из двух модулей:
• модуля газогенератора (ГГ) на раме;
• модуля свободной турбины (СТ) на раме, что позволяет производить индивидуальную поставку и замену модулей в эксплуатации. Модули ГГ и СТ соединяются друг с другом по наружным фланцам и узлам подмоторной рамы. Собранный на подмоторной раме двигатель монтируется на раму ГПА.
Модульность конструкции в сочетании с развитой системой контроля и диагностики позволяет вести эксплуатацию ГТУ по техническому состоянию. На корпусах компрессора и турбины имеются специальные смотровые лючки для проведения визуального контроля ГВТ (газо-воздушный тракт), лопаток и жаровых труб камеры сгорания.
Двигатель ПС-90ГП-2 оборудован следующими системами:
топливопитания;
запуска;
смазки и суфлирования;
отборов воздуха;
противообледенения.
Микропроцессорная САУ ГПА на базе комплекса средств контроля и управления МСКУ-4510 (ЗАО НПФ "Система-Сервис" г. С.-Петербург; элементная база – США) в процессе управления работой ГТУ обеспечивает:
управление подачей топливного газа в камеру сгорания двигателя;
управление режимами работы двигателя в соответствии с заданными программами регулирования;
управление механизацией компрессора;
управление пневмосистемой перепуска воздуха и газа из проточной части;
управление радиальными зазорами компрессора и турбины;
управление противообледенительной системой;
контроль и диагностику технического состояния ГТУ.
Основные технические данные двигателя приведены в таблице 3.
Таблица 3. Основные технические данные двигателя
Условное обозначение |
ПС-90ГП-2 |
|||
Назначенный срок службы |
20 лет |
|||
Основные параметры |
Режим работы |
|||
|
Максимальный (при tHB -5°С) |
Номинальный (при tHB 25°С) |
Минимальный |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Мощность на валу СТ (кВт) |
19200+1% -3% |
16000 |
3650 |
|
Эффективный КПД на валу СТ |
0,38-4% |
0,363-2% |
0,235 |
|
Частота вращения ротора ГГ (об/мин.) |
10850±150 |
10960±150 |
9850±50 |
|
Частота вращения ротора СТ (об/мин.) |
5630±100 |
5300±100 |
3300+200-100 |
|
Степень сжатия компрессора, % |
н.д. |
19,18 |
н.д. |
|
Температура газов перед турбиной ГГ |
н.д. |
1196°С |
н.д. |
|
Расход воздуха через компрессор |
н.д. |
56,0 кг/сек. |
н.д. |
|
Расход газа на выхлопе |
н.д. |
54,7 кг/сек. |
н.д. |
|
Температура газов за турбиной ГГ не выше, °С |
805 |
805 |
555 |
|
Температура газов за турбиной СТ не выше, °С |
520 |
540 |
435 |
|
Расход топливного газа (кг/час) |
3900 |
3350+50 |
н.д. |
|
Частота вращения ротора ГГ при ХП (об/мин.) |
2600÷3000 |
|||
Давление пускового газа перед стартером
|
перед ХП и запуском |
6,0÷7,0 (кгс/см2) |
||
при работе стартера |
2,8÷6,0 (кгс/см2) |
|||
Температура пускового газа, °С |
(5÷50)°С |
|||
Расход пускового газа (на один запуск) |
Не более 2 кг/сек. (200 кг) |
|||
Время работы стартера |
100±3 сек. |
|||
Окончание табл. 3
1 |
2 |
3 |
4 |
||
Время запуска двигателя (от вкл. агр. зажигания до выхода на минимальный режим) |
Не более 105 сек. |
||||
Давление топливного газа |
28,0÷33,0 (кгс/см2) |
||||
Температура топливного газа |
(0÷70)°С |
||||
Время выбега роторов |
|
После ХП |
С любого режима |
||
Газогенератора |
Не менее 80 сек. |
Не менее 100 сек. |
|||
Свободной турбины |
Не регламентируется |
Не менее 40 сек. |
|||
Количество воздуха, отбираемого от компрессора на нужды ГПА и КС на номинальном режиме |
Из-за 7-й ступени |
Из-за 13-й ступени |
|||
|
Не более 0,5% |
Не более 1,0% |
|||
Габариты ГТУ (длина/ширина/высота) |
8250 / 3200 / 3200 мм. |
||||
Сухая масса ГТУ |
Не более 14 000 кг. |
||||
Масса двигателя
|
на раме в состоянии поставки |
Не более 6 800 кг. |
|||
сухая |
Не более 5 150 кг. |
||||
Примечания.
|
|||||