Глава 7. Турбокомпрессоры великобритании

7.1. Турбокомпрессоры Napier

Фирма Napier — одна из старейших фирм Англии. Фирма стала создавать турбокомпрессоры главным образом для обеспечения собст- венного производства дизелей, однако ее турбокомпрессоры приобре- тают и другие дизелестроительные фирмы [5,42,47].

7.1.1. Турбокомпрессоры hp и ms

Фирма Napier выпускает несколько типоразмеров турбокомпрес- соров HP и MS с осевыми турбинами. Турбокомпрессоры допускают работу при температуре газа перед турбиной до 650 °С. Все семей- ство турбокомпрессоров охватывает расход воздуха от 0,5 до 10 кг/с. Основные характеристики этих агрегатов приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Основные характеристики турбокомпрессоров фирмы Napier

Турбокомпрессоры фирмы Napier по конструктивной схеме не от­личаются от турбокомпрессоров фирмы ABB; характерным для них яв­ляется расположение рабочих колес компрессора и турбины между подшипниками (рис. 7.1 (1J).

240

Рис. 7.1. Продольный разрез турбокомпрес­сора типов MS 100, HP 100, MS200, НР200

Выпускной корпус является базовой конструктивной деталью, к которой присоединяются остальные неподвижные детали. Корпус отлит из чугуна (в некоторых образцах из алюминиевого сплава) и име­ет полость для водяного охлаждения. Газоподводящий корпус турбины также отлит из специального чугуна и имеет аналогичную полость для водяного охлаждения. Газоподводящие корпусы могут поставляться с двумя, тремя или четырьмя фланцами для присоединения выпускных коллекторов дизеля; при этом для улучшения условий продувки и ис­пользования кинетической энергии газов к каждому выпускному кол­лектору могут быть подсоединены только два или три цилиндра. Од­нако более четырех коллекторов к одной турбине не присоединяют, так как появляется опасность значительных потерь, обусловленных пар­циальным подводом газа к соплам турбины.

Сопловой аппарат собирается из отдельных лопаток. Корпус ком­прессора изготовляется из алюминиевого сплава, который рекламирует­ся фирмой как стойкий против воздействия морской воды. При входе воздуха непосредственно из машинного помещения на корпус компрес­сора устанавливают воздушный фильтр-глушитель, а при автономном подводе воздухозаборную трубу. Корпусы могут устанавливаться относительно друг друга под углом, кратным 30°.

Цельнокованый вал ротора несет рабочие колеса турбины и компрессора, а также детали, сопряженные с ними. При диаметре диска турбины больше 300 мм его изготовляют вместе с турбинной частью ва­ла и крепят к компрессорному полувалу болтами. Рабочие лопатки турбины отлиты из жаропрочного сплава. Их обычно крепят к тур­бинному диску хвостовиками «елочного» типа. Для повышения жестко­сти лопатки прошивают бандажной проволокой. При диаметре диска турбины, равном или меньшем 300 мм. его изготовляют отдельно от зала, насаживают на цилиндрическую часть вала. Диск от проворачи­вания крепят торцовым зубом, который входит в соответствующий паз фланца ротора. В осевом направлении диск фиксируют гайкой. Колесо компрессора изготовляют из алюминиевого сплава и соединяют с ва­лом ротора шлицами.

У турбокомпрессоров с производительностью до 6 кг/с ротор обычно опирается на шарикоподшипники, установленные на упругих опорах. В качестве упругих элементов используются пластинчатые пружины, расположенные между втулками крепления подшипников. После 4000 - 5000 ч работы подшипники подлежат замене.

Моторесурс крупных турбокомпрессоров (MS500, MS600), в ко­торых применяют подшипники скольжения, равен десяткам тысяч ча­сов.

242

В рубашке системы охлаждения установлены цинковые про­текторы, что предохраняет корпуса от коррозии даже при охлаждении их морской водой.

Уплотнение ротора турбокомпрессора осуществляют лабирин­тными втулками, насаженными на вал ротора. К уплотнениям из компрессора подводится воздух повышенного давления.

Автономная система смазки обеспечивает подачу масла к обоим подшипникам и их упругим опорам. В систему смазки входят диско­вый масляный насос, закрепленный на конце ротора, маслосборная ло­патка и масляная камера. Каждый подшипник имеет собственную сис­тему смазки. Кроме специальных сортов масла, можно употреблять масло, применяемое для смазки двигателя. Однако, когда температура окружающей среды отличается от обычной, необходим подбор масла требуемой вязкости.

В процессе эксплуатации рекомендуется периодически проверять затяжку болтов, производить очистку воздухофильтров (через 250 ч), смену масла (через 500 ч), очистку масляных полостей и сапунов (че­рез 1000 ч). После 4000 - 5000 ч разбирается и чистится компрессор­ная часть и меняются оба шарикоподшипника.

При выходе из строя турбокомпрессора ротор его стопорится спе­циальным приспособлением. Полный ремонт турбокомпрессора фирма производит обычно на своих заводах. Лишь отдельным потребителям, имеющим оборудование для динамической балансировки, фирма по спе­циальному запросу сообщает допустимую величину дисбаланса. Для монтажных работ каждый турбокомпрессор снабжают набором специ­ального инструмента.

Для совмещения заданных областей характеристик компрессора и двигателя каждый типоразмер турбокомпрессора выпускается в не­скольких модификациях (обычно два варианта колеса с различной ши­риной и до пяти вариантов лопаточных диффузоров). Для подбора про­пускной способности проточной части турбины количество модифика­ций ее достигает 20 (различаются по длине лопаток и углам их уста­новки).

Конструкции турбокомпрессоров отработаны и проверены в экс­плуатации. Однако имеется некоторое количество разнотипных деталей (так, ротор собирается из деталей 23 наименований). Турбокомпрессо­ры имеют большое количество обрабатываемых поверхностей и при ревизии требуют снятия с вала ротора рабочего колеса компрессора. Малое расстояние между рабочими колесами турбины и компрессора предопределяет малый объем выпускной полости и соответственно по­вышенное сопротивление выпуску газа.

243