23. Компрессордың универсалды сипаттамасы
ГТҚ компрессорларының құрылысы және жұмысы
21-сурет. Осьтік компрессор барабанды және дискалы роторларының конструктивтік схемалары.
а - барабанды штифті, б - барабанды бұрандалы, в - барабанды-дискалы пісірілген, г-барабанды-дикалы штифті, д - дискалы шеттерінде керілген бұрандалары бар, е - дискалы ортасында керілген бұрандалары бар,
ж – бұрандалы, з – сұғындырылмалы дискалы.
1 – радиальды штифт; 2 – бұранда.
Осьтік компрессорлардың көбінесе бірінші сатысындағы жұмыс қалақшалары статистикалық және динамикалық жүктемелерге дұшар келеді.
Жұмыстық қалақшаларды бекітудің ең көп тараған түрлері (22-суретте) осьтік (а,б,в) және тангенцияльды (г) түрлері шарнирлі түрде жоғары орналастыру (д). Ең көп жетілген түрлеріне осьтік бекіту жатады, осылай бекіткенде бұрыштық дәлдік сақталады, қалақшаның және дискінің қажетті массалары азаяды. Үлкен хордада қалақшалардың аз санын пайдалануға да болады. Прогрессивті технологияны пайдалануда (пазаларды) дискадағы саңылауларға және жұмыстық қалақша құйрықшаларын созу мүмкіншіліктері бар.
Осьтік бекітудін кемшілігіне олардың әрқайсысын бөлек бекіту қажет. Тангенциальды бекіту барабанды және біртұтас барабанды роторларда қолданылады. Бірақ хорданың ұлғаюына байланысты тангенциальды құйрықшалар ауырлай түседі. Тангенциальды бекітулердің кемшіліктері құлыптарының күрделілігі және тістерінің қадамдары бірдей келмейді (полей допуск)
Жұмысшы қалақшаларды жеке (салт) орналастырудың басты жетістіктерінің бірі, ол энергия ауытқуларын өзіне дұрыс қабылдап өткізуі. Стационарлы ГТҚ - да көбінесе азбесті тангенциальды құйрықшалы бекітумен трапециалы осьтік жалғастырулар кездеседі. Авия мотор жасауға осьтік бекітілген құйрықшалы жалғаулар қолданылады, бірақ ең көп тараған құйрықшалы а және б түрлері өте ауыр жүктелген жерлерде және д түрі бірінші сатыларда қондырылады.
24. Жылу қайта қалпына келмейтін көлемі тұрақты гтқ-ның жұмысы.
ГТҚ- жылу қозғалтқышы, онда машинаның білігіндегі механикалық энергия газдың ағынының кинетикалық энергиясы (жану өнімділігінің) арқылы алынады, ал оның өзі жанған отынның потенциальдық энергиясының нәтижесінде болады. ГТҚ-ның негізгі элементтері: газ турбинасы, жану камерасы, ауа компрессорлары жатады.
Газтурбинасы турбомашина болып есептелінеді, онда жұмысшы дененің жылу энергиясы айналатын роторда механикалық энергияға ауысады.
Турбинаның соплолық аппаратының басында жұмысшы дененің ішкі энергиясының бір бөлігі газ ағынының кинетикалық энергиясына өтеді, сосын жұмысшы доңғалақта кинетикалық энергияның бір бөлігі айналатын ротордың механикалық энергиясына ауысады. Соплолық немесе бағыттаушы аппараттардың және жұмысшы доңғалақтың тізбектілі орналасуын (қосындысын) турбинаның сатысы деп атайды.
Жұмысшы денеге жылу берудің жұмысшы денеде сығылу және ұлғаю процестерін ұйымдастыру тәсілдеріне тәуелді, ГТҚ-лар ашық және жабық циклдер болып бөлінеді. Ашық циклді ГТҚ-да сыртқы ауа, сығылу және ұлғаю процестерін және жылу беру жүйесін өте, сыртқы атмосфераға жіберіледі, сонан кейін оны алғашқы күйіне қайтару мүмкін емес. Мұнай және газ кәсіпшілігіншде ашық циклді ГТҚ-лар қолданылады, яғни олар құрылымдық, қарапайымдық және сенімділік жағын көрсетеді. Газ кәсіпшілігінде ГАА-тар үшін, көп тараған осы айтылған ГТҚ-ның схемасы.
Қарапайымды схемалы ГТҚ-ның жұмыс процесінің өтуі төмендегідей болады: атмосфералық ауа, сүзгіш жүйелерінен өтіп, осьтік компрессорге 1 беріледі. Осьтік компрессордан сығылған кейін ауа 0,5 ... 0,7 МПа мен және 180 ... 2400С температурамен жану камерасына 2 барады, онда ол екі ағынға бөлінеді: аздау бөлігі (20 ...40%) берілген жанармаймен бірге тікелей жану процесіне қатысады, ал оның көптеу бөлігі (60 ...80%), жану камерасының тұрқысымен және оның ыстық құбырының арасынан өтіп, ыстық құбырды салқындата отырып, жану камерасының соңындағы жану қоспасымен араласып шығатын газдардың температурасын керекті шамаға дейін төмендетеді, газ турбинасының қалақшасымен дискісінің ыстыққа төзімділігіне байланысты (стационарлық ГТҚ-да 750 ...850° С). газтурбинасынан кейін жану өнімділігі 400 ... 4500С пен атмосфераға жіберіледі.
Газтурбинасының өндірген қуатының (60 ...70%) осьтік компрессорді жетектеуге жұмсалады, ал қалғаны пайдалы жүктемелерді (насостар, желдеткіштер, айдағыштарды және т.б.) жетектуге жұмсалады.
25. КС-ның жұмыс режимдері және газтурбинді газайдағыш агрегаттарды қосу схемасы.
ГАА-дың КС-дағы қосылу схемалары
Айдағыштардың және газқұбырларының біріккен жұмыс істеу режімдерінің сипаттамаларын әдетте КС-дан кейінгі тұрақты қысымда (Ршығ КС=idem) қарастырады КС-ға кірердегі қысым РкірКС және айдағышты ң берілісі Q (млн.м3 / апта) координатында. ГАА-дың КС-дағы қосылу схемасын қарастырамыз. ГАА-дың КС-дағы қосылуы екі тәсілмен болады. Тізбектілі қосылуды – берілген режімде газдың массалық шығыны G = idem кезде пайдаланады.
Әдетте бір қондырғы КС бойынша керекті қысым құламасын қамтамасыздандыра алмайды ГАА-тың қуатының шегіне байланысты. Сондықтан тізбектілі қосылу КС-дан кейін айдалатын газ қысымын көбейту үшін қолданылады. Компрессорлық машиналарда өнімділіктер салмақтық өнімділік G кг/с немесе кг/мин және көлемдік өнімділік Qкөл (м3/мин) болып бөлінеді, - газдың тығыздығы КС-ға кірердегі күй параметрлері бойынша. ГАА-ды (айдағыштарды) параллеьді қосу қолданылады, қай кезде газ ағынын бір агрегатпен айдауға болмайтын жағдайда. Бұл кезде жалпы газ ағымы екі немесе бірнеше ағымға бөлінеді, әрқайсысы өздерінің агрегаттарымен сығылады, сығылудан кейін тағы бірге қосылып жалпы газ құбырына немесе газқұбырларының жүйесіне беріледі. Параллеьді қосылу КС-дағы ГАА-дың көлемдік өнімділігін Qкөл артыру үшін қолданылады. Егерде қысым және газ шығыны өзгергенде тізбектілік және параллельдік ГАА-дың қосылуы керекті өту қабілеттілігін бермейтін болса, онда бір мезетте тізбектілі-параллеьді қосуларды пайдаланады.
Айдағыштардың және газ құбырының біріккен жұмыс режімдері олардың сипаттамаларының қиылысу нүктелерінде болуы мүмкін. Көбірек өнімділікті ПКС=Ршығ КС/Ркір КС мәні жоғары болғанда, яғни Ркір КСмәні төмендеу болғанда аламыз.
Айдағыштардың жұмыс режімінің аздау өзгеруіне олардың айналу жиілігін бөлікті өзгерту арқылы жетуге болады, ал үлкен өзгеруін агрегаттарды қосумен немесе айырумен мақсатқа жетуге болады
Газ құбырының өнімділігі едәуір төмендегенде агрегаттардың біреуін айыруға болады. (1. 8 – суреті, б - нүктесі). Газтурбиналы ГАА-тар үшін талап – айдағыштардың жұмысын қамтамасыздандыру, айналу жиілігі 70-105 % аралығында номиналдық жиіліктен, яғни
1.8 –сурет. Бір (1) және екі (2) тізбектеліп қосылған айдағыштардың және газқұбырының учаскесінің (3) біріккен сипаттамалары КС-дан шығатын қысым тұрақтыда (Ршығ КС= idem): Н – екі тізбектілі жұмыс жасайтын айдағыштардың номиналдық жұмыс режімі; Р – бір айдағышты айырғандағы жұмыс режімі.
Табиғи газдың айдағыштары паралелльді қосылғанда айырылған агрегатты резервтік агрегатпен ауыстыру қарапайым келеді, неғұрлым оларды тізбектілі қосылғанмен салыстырғанда. Толық арынды айдағыштарды паралельді қосқанда ең қолайлы схема үш жұмысшыдан және бір резервтік агрегаттан «бір жіптілі газқұбырғыға» жұмыс жасайтын (1. 9 - сурет) ГАА-тар қолданылады. Бұл кезде қалған агрегаттарда жұмысшы нүкте Р айдағыштың п.ә.к.-нің мәнінің төмендейтін аумағына ауысады.
1.9 - сурет. Бір (1), екі (2), үш (3) паралелльді қосылған айдағыштардың және газқұбырының учаскесінің (4) біріккен сипаттамалары КС-дан шығатын қысым тұрақтыда (Ршығ КС= idem) және айдағыштың салыстырмалы тұрақты айналу жилігінде Пайд.: Н – номиналдық режімдегі нүкте; Р – бір айдағышты айырғандағы жұмысшы нүкте.