Гту типа gt200.

Результатом объединения опыта фирм «Сталь-Лаваль» (Stal-Laval) в области энергетического машиностроения и «Юнайтид Текнолоджиз» (United Tecnologies) в области авиационных двигателей явилось создание трехвальной ГТУ. КНД с поворотным: входным на­правляющим аппаратом приводился во вращение ТНД. КВД приводится во вращение ТВД. Расчетные степени сжатия в каждом компрессоре равны 4. ТВД и ТНД одноступенчатые. Ротор КНД — ТНД опирается на три подшипника скольжения, а также на небольшой подшипник промежуточного вала, необходимый для обеспечения достаточных запасов по критическим частотам вращения; соединяющий КНД и ТНД вал проходит внутри вала КВД — ТВД. Ротор КВД — ТВД опирается на два, а двухсту­пенчатый силовой турбины — на три подшипника. На каждом роторе имеется упорный подшипник, скомбинированный с одним из опорных. Расчетная частота вращения вала ТНД 3600 об/мин, ТВД — 4150 об/мин; силовая турбина может выполняться на 3600 или 3000 об/мин. Длина всего турбоагрегата составляет 141м, наибольший диаметр — 3,2 м.

Лопатки ТВД выполнены с комбинированным пленочным и конвективным охлаждением, сопловые— из кобальтового, рабочие — из никелевого сплавов.

Камера сгорания состоит из восьми противоточных пламенных труб, расположенных вокруг корпуса турбоагрегата. Она рассчитана на сжигание различных жидких и газообразных (с теплотой сгорания до 3,8 МДж/м") топ лив.

Разворот ГТУ при пуске осуществляется сжатым воздухом, который продувается через компрессоры и турбины в течение 120 с. Включение электрического генератора в сеть производится через 4,5 мин после начала пуска,прием нагрузки —через 12 мин. Останов ГТУ занимает 7 мин. После останова роторы в течение 24ч проворачиваются валоповоротными устройствами до полного остывания: силовой вал — с частотой вращения 32 об/мин, валы ТВД и ТНД, которые после останова соединяются, — 54 об/мин.

КВД —ТВД выполнен трехопорным; как обычно, в ГТД используются

подшипники качения.

Энергетические ГТУ с агрегатом LM.5000 спроектированы и выпускаются несколькими фирмами. Они оснащаются трехступенчатой силовой турбиной, ротор и статор которой, выполняются охлаждаемыми (температура газов на входе в силовую турбину 938—973 К, давление — до 420 кПа). На корпусе силовой турбины имеется горизонтальный разъем. Для запуска ГТУ используется воздушная турбина, развивающая мощность 100 кВт, которая вращает вал КВД — ТВД. Продолжительность нормального пуска до включения электрического генератора в сеть составляет 7, ускоренного — 3 мин; нагружение в обоих случаях производится за 1 мин.

Котлы-утилизаторы, используемые в гту

Котёл-утилизатор, паровой котёл, не имеющий собственной топки и использующий тепло отходящих газов каких-либо промышленной или энергетической установки. Температура газов, поступающих в Котел-утилизатор, колеблется от 350-400°С до 900-1500°С (за отражательными, рафинировочными и цементными печами). Крупные котлы- утилизаторы имеют все элементы котлоагрегата, за исключением топочных и др. устройств, связанных с сжиганием топлива. Для малых производительностей и низких давлений применяются котлы-утилизаторы газотрубные либо с многократной принудительной циркуляцией, реже - прямоточные сепараторные и барабанные с естественной циркуляцией. Водогрейные Котлы-утилизаторы обычно называются утилизационными экономайзерами, или подогреватели

ПАРОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ С КОТЛОМ-УТИЛИЗАТОРОМ

Парогазовая установка с котлом-утилизатором (ПГУ с КУ)наиболее перспективная и широко распространенная в энергетике парогазовая уста­новка, отличающаяся простотой и высокой эффективностью производства электрической энергии. Эти ПГУединственные в мире энергетические установки, которые при работе в конденсационном режиме отпускают по­требителям электроэнергию с КПД 5560 %.

Эксплуатационные издержки мощной современной ПГУ вдвое ниже по сравнению с издержками на пылеугольной ТЭС. Сроки строительства ПГУ с КУ, в особенности при поэтапном вводе в эксплуатацию, намного короче, чем сроки строительства мощных тепловых электростанций других типов.

Одной из главных причин перспективности ПГУ является использование природного газатоплива, мировые запасы которого очень велики. Газэто лучшее топливо для энергетических ГТУосновного элемента установ­ки. Природный газ хорошо транспортируется на дальние расстояния по ма­гистральным газопроводам. Его можно поставлять и в жидком виде, как сжиженный природный газ (LNG-Liquefied Natural Gas). Таким топливом, например, пользуются для ПГУ в Японии и Южной Корее.

Парогазовые установки могут также работать при использовании в ГТУ тяжелого нефтяного топлива, сырой нефти, побочных продуктов переработ­ки нефти, синтетического газа, получаемого при газификации углей.

Простейшая тепловая схема ПГУ представлена на рисунке 1, а термодина­мический цикл Брайтона-Ренкина изображен на рисунке 1. Выходные газы энергетической ГТУ поступают в КУ, где большая часть их теплоты переда­ется пароводяному рабочему телу. Генерируемый в КУ пар направляется в паротурбинную установку (ПТУ), где вырабатывается дополнительное коли­чество электроэнергии. Отработавший в паровой турбине (ПТ) пар конден­сируется в конденсаторе ПТУ, конденсат с помощью насоса подается в КУ.

Тепловая схема генерации пара в КУ с использованием теплового потен­циала выходных газов ГТУ представлена на рисунке 2 вместе с Q, Г-диаграммой передачи теплоты от газов к пароводяному рабочему телу. Для КУ принимают минимальные значения температурного напора в (pinch point-«пинч пойнт») на холодном конце испарителя, используют в качестве поверхностей нагрева трубы с наружным оребрением и обеспечивают глубокое охлажде­ние выходных газов ГТУ до уровня 80-130°С, что значительно повышает экономичность ПГУ.

В действительности, степень бинарности ПГУ с одноконтурным КУ со­ставляет около 0,90, так как в такой установке не удается охладить выход­ные

газы ГТУ до температуры ниже 150 °С. Относительно невелики и коли­чества генерируемого пара и вырабатываемой в ПТУ электроэнергии.

На рисунке 3 приведена тепловая схема ПГУ с одноконтурным КУ. Газовый подогреватель конденсата (ГПК) заменяет отсутствующие в ПТУ подогреватели низкого давления. На­грев основного конденсата в нем вызывает понижение температуры газов до конечного значения f_yx. В схеме предусмотрен деаэратор питательной воды, питаемый отборным паром паровой турбины. Парогенерирующий контур од­ного давления состоит из экономайзера, испарителя и пароперегревателя. Ми­нимальный температурный напор имеет место на конце испарительных по­верхностей нагрева: Т_исп = 8-10 °С, а соответствующая разница тем­пературна горячем конце пароперегревателя T~ 20-40 °С. Во избежание коррозионного износа температуру конденсата на входе в КУ поддерживают на уровне 50-60 °С при сжигании природного газа и не ниже 110 °С при переходе на жидкое газотурбинное топливо в ГТУ.