Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Шпоры ПГУ.docx
Скачиваний:
3
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
10.88 Mб
Скачать

12.Проточная часть гт гту. Определение и значения начальных параметров газов. Процесс расширения газов в ступени гт в ts.

Проточная часть современных ГТ с осевым подводом газов традиционно имеет несколько ступеней (3-5), состоящих из сопловых и рабочих лопаток. Совокупность отдельных ступеней ГТ образует ее лопаточный аппарат, а вместе с входным, выходным и промежуточным аэродинамическим устройствами ее проточную часть.

На входе в сопловые лопатки турбинной ступени поток газов обладает запасом тепловой энергии, начальные параметры P0,T0,h0. Потенциальная энергия преобразуется в кинетическую. Уменьшается давление, температура потока, возрастает его скорость.

Рабочая решетка – кинетическая энергия преобразуется в механическую. Струи газа воздействуют на рабочие лопатки с усилием R. Крутящий момент.

Рис.12.1. Пример конструктивной схемы проточной части ГТ (ГТУ типа GT8C фирмы ABB)

1 – несущая часть корпуса с каналами подвода охлаждающего воздуха; 2 – сопловые лопатки; 3 – рабочие лопатки; 4 – направление потока газов

С уменьшением числа ступеней, повышается скорость уменьшения температуры. Требуется меньше расхода охлаждающего воздуха. 3-х ступенчатая схема более перегруженная, но меньше расход воздуха на охлаждение. 5-ти ступенчатая схема – более сложная.

Рис.12.2. Тепловой процесс в ступени турбины в h, S – диаграмме

*- параметры торможения

Т*=Т+с2/2gcp; p*=p(T*/T)Cp/R

Состояние газа перед ступенью определяют по параметрам полного торможения. Отрезок О-О` соответствует кинетической энергии газа, имеющего на входе в сопловую решетку скорость c0.

О`-1 – сопловая решетка

1-2 – рабочая решетка.

Начальные параметры энергетических ГТУ

Рис.12.3. Термодинамический цикл Брайтона ГТУ

Начальная температура газов ТНТ поддерживается в процессе эксплуатации постоянной, либо изменяется в сторону повышения или понижения при регулировании электрической нагрузки ГТУ. В силу особенностей газового тракта, ее определяют по принятой фирмой-изготовителем методике (рис.12.4)

Рис. 12.4. Определение начальной температуры ГТ

КС- камера сгорания; СЛ Iст, РЛ Iст – силовые и рабочие лопатки первой ступени

Рис.12.5. Соотношение температур газов на входе в газовую турбину и в ее первой ступени (цикл Брайтона при πК = 18)

13.Многоступенчатые гт гту, процесс расширения газов в гт. Элементы конструкции гт. Назначение диффузора.

Рис.13.1. Схема проточной части газовой турбины (а) и процесс расширения газов в ГТ в h, S – диаграмме (б)

1-1 – сечение входа в конфузорный патрубок ГТ; О-О – сечение входа в сопловой аппарат первой ступени ГТ; z-z – сечение выхода газов из последней ступени; д-д – сечения выхода газов из диффузора ГТ; р*0нт; р*дкт

Основные элементы гт:

  1. Ротор ГТ – основной элемент её проточной части. Конструкция определяется конструктивной схемой ГТУ. Состоит из вала, опирающегося на подшипники скольжения или качения, дисков, насажанных на вал и стянутых сквозными болтовыми соединениями (12-16шт) и лопаток, укрепленных в дисках. Диски могут быть: соединены центральной стяжкой, заварены, насажены на вал, стянуты несколькими анкерными болтами.

  2. Диски ротора ГТ выполняют из кованых заготовок на базе никелевого сплава. Каждый диск ротора ГТ обычно проходит необходимые испытания при высокой температуре для проверки неизменности его размеров. Лабиринтные уплотнения.

  3. Лопатки. Могут возникать вибрации лопаток. Исключают резонансные частоты. Существенно отличаются от паровых. Имеются внутренние каналы для пропуска охлаждающего воздуха/пара. Конец лопатки имеет бандажную полку, которая служит для подавлении вибрации(начиная со 2ой ступени).Лопатки объединяют бандажной лентой. Лопатки изготавливают из высококачественного материала. Для повышения надежности при эксплуатации, лопатки особенно первой ступени покрываются термобарьерным слоем и антикоррозийным покрытием (керамика+металл)

  4. Подшипники. Ротор (ГТ+Компр) вращается в опорных подшипниках, рабочие поверхности которых изготовлены из баббита. Упорный и опорный подшипник расположены в зоне входного патрубка компрессора. Второй опорный подшипник обычно находиться в отдельном корпусе в зоне выходного патрубка ГТ. Смазываются и охлаждаются маслом.

  5. Уплотнения. Утечки между ступенями ГТ – часть горячих газов попадает в зазор между обоймой сопловой решетки и корпусом турбины. Устанавливают внутренние уплотнения разной конструкции. (рис.13.2)

  6. Статор.

  7. Диффузор. Выполняется с осевым или диагональным выходом.

Рис.13.2. Схема диффузора с осевым (а) и диагональным (б) выходом

Диффузор обеспечивает снижение скорости газов и восстановление давления потока газов. Преобразует кинетическую энергию в потенциальную.

Диффузор характеризуется его КПД. Равным отношению действительного прироста потенциальной энергии к максимально возможному при изоэнтропийном сжатии

Рис.13.3. Рабочий процесс многоступенчатой ГТ с выходным диффузором в h, S – диаграмме

ΔНГТиз – увеличение располагаемого изоэнтропного теплопадения в ГТ НГТиз в результате установки диффузора; Н’ГТиз – полное располагаемое изоэнтропное теплопадение в ГТ с учетом установки диффузора

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]