База книг в электронке для ЭНН УТЭК / газотурбинные установки
.pdfПри среднем положении золотника отверстия в верхней и нижней проточках перекрыты его поясками.
Микровыключатель сигнализирует об открытии РК на 1-1,5 мм. Диаметр регулирующего клапана – 30 мм.
Принцип работы
При увеличении давления воздуха проточной системы до 0,06 МПа мем-
брана и золотник управляющего элемента смещаются вниз, сжимая пружину и открывая подвод силового воздуха в подмембранную полость сервомотора РК. Регулирующий клапан открывается. При этом пружина еще дополнительно сжимается, что приводит к перемещению вверх мембраны и золотника. Золотник устанавливается в среднее положение, и регулирующий клапан останавливается. При уменьшении давления – мембрана и золотник смещаются вверх и подмембранная полость РК соединяется с атмосферой. Регулирующий клапан закрывается. Натяжение пружины уменьшается – золотник опять устанавливается в среднее положение. Регулирующий клапан останавливается. Полное открытие клапана на ход 20 мм происходит при давлении воздуха проточной системы 0,12 МПа.
Ограничитель приемистости
Предназначен для ограничения максимальной температуры продуктов сгорания. Он ограничивает максимально возможное открытие регулирующего клапана в зависимости от давления воздуха за осевым компрессором.
Ограничитель приемистости (рис. 79) состоит из:
−корпуса;
−крышки;
−мембраны;
−штока;
−втулки;
−сильфона;
−пружины;
−корректора.
Корректор позволяет менять передаточное отношение по усилию от сильфона к мембране. В подмембранную полость подведен воздух проточной системы, внутренняя полость сильфона сообщена с нагнетательной камерой осевого компрессора, надмембранная полость через отверстие в крышке сообщена с атмосферой.
121
1 – пружина
2 – шток
3 – корпус
4 – мембрана
5 – корректор
6 – винт
7 – крышка
8 – фланец
9 – сильфон
10 – шарики 11– рычаги 12 – диски 13 – втулка 14 – тарелка
Рис. 79. Ограничитель приемистости
Принцип работы
Перед пуском буртик штока ограничителя приемистости перекрывает выпуск проточного воздуха за счет усилия пружины, что позволяет РК открыться на величину 3-4 мм при увеличении давления в проточной системе до 0,07 МПа. Если давление превысит это значение, то мембрана приподнимет шток и выпустит часть воздуха в атмосферу. С увеличением давления за компрессором автоматически будет перестраиваться и ограничитель приемистости на ограничение более высокого давления в проточной системе, т. е. на ограничение большего хода РК. Во время работы турбины окончательной настройкой натяжения пружины и за счет смещения корректора устанавливают ограничитель приемистости, чтобы, во-первых, он не препятствовал проведению пуска и, во-вторых, ограничивал максимально допустимую температуру за ТВД.
В нормальных условиях, когда перемещение РК не вызывает отклонений параметров сверх максимально допустимых, действительные открытия РК несколько меньше тех, которые ограничиваются с помощью ограничителя приемистости, который не должен вступить в работу.
Вступление в работу ограничителя происходит только на переходных процессах при наборе нагрузки турбиной в недопустимо быстром темпе. Надежная работа ограничителя находится в зависимости от точности поддержания необходимого давления топливного газа и точности исполнения профиля регулирующего клапана.
122
Выпускной воздушный клапан
Предназначен для сброса воздуха из осевого компрессора в атмосферу во время аварийного останова для сокращения времени выбега ротора турбокомпрессора или при мгновенной разгрузке нагнетателя для снижения заброса оборотов вращения вала ТНД.
На ГТК-10-4 установлены два односедельных ВВК, работающих параллельно.
Выпускной воздушный клапан (рис. 80) состоит из:
−корпуса;
−крышки;
−штока;
−тарелки;
−пружины;
−микровыключателей;
−импульсного клапана.
1 – корпус
2 – рубашка
3 – уплотнительное кольцо
4 – тарелка клапана
5 – крышка
6 – втулка
7 – шток
8 – клапан импульсный
9 – пружина
Рис. 80. Выпускной воздушный клапан
Корпус составлен из двух труб с фланцами. Торец внутренней трубы имеет наплавку под седло. В тарелке выполнены два отверстия, которыми полость над тарелкой сообщается с полостью ОК. На крышке смонтирован односедельный импульсный клапан, управляемый мембранным сервомотором.
Импульсный клапан предназначен для управления ВВК и состоит из корпуса, мембраны, направляющей втулки, штока с клапаном и пружины. В верхнюю полость мембраны подведен проточный воздух от отсечного золотника, полость под клапаном сообщается с полостью над тарелкой ВВК.
123
Принцип работы
При нормальной работе ГТУ давление воздуха в импульсной линии максимально (0,14 МПа), импульсный клапан закрыт. Полость над тарелкой основного клапана разобщена с атмосферой, и давление воздуха в ней равно давлению воздуха в ОК. В этом положении ВВК закрыт.
При снижении давления воздуха в импульсной линии импульсный клапан открывается, и полость над тарелкой ВВК сообщается с атмосферой. Когда давление в ней снизится примерно наполовину, тарелка, преодолев натяжение пружины, напором воздуха из ОК быстро поднимется вверх до упора в крышку. ВВК откроется и сбросит воздух в атмосферу.
Если в импульсной линии давление воздуха снова увеличится, то импульсный клапан закроется, разобщая полость над тарелкой с атмосферой, что приведет к закрытию ВВК.
Время открытия клапана – 0,2-0,4 сек. Время закрытия клапана – 0,5-0,8сек.
Микровыключатели сигнализируют о крайних положениях клапана.
Отсечной золотник
Предназначен для усиления импульса к выпускным воздушным клапанам.
Состоит из (рис. 81):
−корпуса;
−крышки;
−мембраны;
−буксы;
−золотника;
−пружины;
−регулировочного винта.
Мембрана выполнена из резины, к ее жесткому центру крепится золотник. Под мембрану подведен воздух проточной системы, к нижнему пояску золотника – силовой воздух с давлением 0,14 МПа, полость между средним и верхним поясками сообщена с атмосферой. Средний поясок золотника является
распределительным.
При отсутствии давления в проточной линии золотник находится на нижнем упоре и полость сервомотора импульсного клапана ВВК сообщается с атмосферой. При увеличении давления проточной системы более 0,04 МПа золотник поднимается вверх и обеспечивает подвод силового воздуха к импульсным клапанам. ВВК получают импульс на закрытие. Если давление в проточной линии снова упадет ниже 0,04 МПа, то ВВК откроются.
124
1 – корпус
2 – букса
3 – диски
4 – мембрана
5 – крышка
6 – болт
7 – регулировочный болт
8 – тарелка
9 – пружина
10 – гайка
11 – пружина
12 – золотник
Рис. 81. Отсечной золотник
Регулирующее устройство турбодетандера
Предназначено для дистанционного управления расцепной муфтой, установленной между турбодетандером и валом турбокомпрессора, а также для автоматического отключения турбодетандера после достижения устойчивого режима работы ГТУ.
Регулирующее устройство турбодетандера (рис. 82) включает:
−расцепное устройство турбодетандера;
−электромагнитный вентиль;
−регулирующий клапан (клапан № 13).
Расцепное устройство (рис. 83) предназначено для сцепления ротора турбодетандера с валом турбокомпрессора и передачи крутящего момента при пуске ГТУ.
В юбке поршня выполнено отверстие с дросселем, находящееся на одной оси с отверстием в крышке. Шестерня может свободно перемещается по валу турбодетандера и вращаться этим же валом с помощью двух шпонок.
Электромагнитный вентиль (рис. 84) предназначен для управления расцепным устройством и состоит из:
−корпуса;
−электромагнита;
−клапана.
125
Рис. 82. Схема регулирующего устройства турбодетандера
Рис. 83. Расцепная муфта турбодетандера
1 – шестерня на валу ТВД; 2 – шестерня расцепная; 3 – пружина; 4 – поршень; 5 – вкладыш; 6 – гайка специальная; 7 – заслонка; 8 – корпус; 9 – винт стопорный; 10 – болт фиксирующий; 11 – шпонка; 12 – фланец
Регулирующий клапан (клапан № 13) предназначен для подвода пускового газа к турбодетандеру и состоит из:
−собственно клапана;
−масляного сервомотора.
126
1 – крышка сервомотора
2 – гайки
3 – пружина
4 – втулка
5 – шток сервомотора
6 – муфта
7 – шток клапана
8 – втулка
9 – кольцо уплотнительное
10 – крышка клапана
11 – корпус клапана
12 – седло
13 – клапан
14 – штифт
15 – букса
16 – втулка уплотнительная
17 – кольцо уплотнительное
18 – кольцо установочное
19 – корпус сервомотора
20 – поршень
Рис. 84. Клапан турбодетандера
Клапан собран в стальном корпусе, в котором запрессовано седло. Шток клапана направляется буксой, запрессованной в крышке,
Масляный сервомотор установлен на крышке клапана и включает в себя корпус, поршень, шток и пружину. Шток сервомотора соединен со штоком клапана муфтой, имеет указатель хода, который по шкале отмечает положение клапана. Крайнее положение клапана сигнализируется микровыключателем.
Принцип работы регулирующего устройства
При подаче напряжения на обмотку электромагнитного вентиля открывается подвод масла постоянного давления к сервомотору расцепного устройства. Его поршень вместе с расцепной шестерней перемещается вправо до упора в крышку. Отверстие в юбке поршня и отверстие в крышке совмещаются и обеспечивается подвод масла к сервомотору клапана № 13, который открывается и по сигналу микровыключателя подается импульс на перестановку кранов на линии пускового газа.
При достижении частоты вращения вала ТВД 2500 об/мин., напряжение с обмотки вентиля снимается, подвод масла прекращается и открывается слив из полости расцепного устройства. Как только поршень сдвинется влево, откроется слив из сервомотора клапана № 13, он закроется. Дальнейшее перемещение поршня приведет к расцеплению шестерни устройства с шестерней вала турбокомпрессора.
127
Регулятор давления «после себя»
Предназначен для поддержания в системе регулирования постоянного давления 0,14 МПа.
Регулятор давления «после себя» состоит из (рис. 85):
−корпуса;
−крышки;
−буксы;
−золотника;
−мембраны;
−пружины;
−регулировочного винта.
Подвод воздуха к регулятору осуществлен снизу. Он проходит через щель, образуемую нижней кромкой внутреннего отверстия в буксе и пояском на нижнем конце золотника 10, далее, через отверстия в буксе 8 – к выходному штуцеру, подсоединенному к системе, в которой требуется поддержание постоянного давления, передающегося через отверстия в полость под мембрану.
1 – корпус
2 – диски
3 – мембрана
4 – крышка
5 – болт
6 – тарелка
7 – пружина
8 – букса
9 – штуцер
10 – золотник
20 – поршень
Рис. 85. Регулятор давления «после себя»
128
Принцип работы
Если по какой-либо причине в линии за регулятором давление снизится, то оно упадет и в полости под мембраной, а золотник пружиной переставится вниз. Щель между кромкой на буксе и пояском золотника увеличится, в линию за регулятором поступит больше воздуха. В результате давление в этой линии будет восстановлено. Если давление за регулятором повысится, то мембрана прогнется вверх. Щель прикроется, поступление воздуха сократится и давление восстановится.
Максимальная неравномерность регулятора – не более 0,01 МПа. Регу-
лировочным винтом изменяется натяжение пружины.
Импеллер
Предназначен для выдачи импульса (при изменении частоты вращения вала ТНД) регулятору скорости и гидродинамическому автомату безопасности.
Давление нагнетания (при минимальных оборотах N ТНД 3300 об/мин.) – 0,4 МПа. Давлениенагнетания(примаксимальных N ТНД5000 об/мин.) – 0,8 МПа.
Импеллер представляет собой центробежный насос небольшой производительностью. Импеллер забирает охлажденное масло из системы смазки (100-150 л/мин., под давлением 0,05-0,1 МПа) и подает к РС к электромагнитному вентилю ЭМВ-3.
Импеллер состоит из корпуса, безлопаточного колеса, выполненного заодно с валом ТНД, и трех плавающих втулок. Для исключения перегрева импеллера и более устойчивой работы системы регулирования в крышке корпуса выполнено небольшое отверстие диаметром 4 мм (рис. 86).
1 – корпус 2, 4, 5 – плавающие втулки 3 – колесо
6 – напорная камера
7 – всасывающая камера
Рис. 86. Насос-импеллер
129
Пневматический электромагнитный вентиль
Предназначен для автоматического останова ГТУ по электрическому сигналу от защитных устройств или от кнопки "АО". На ГТУ установлены два пневматических электромагнитных вентиля ЭМВ-1, ЭМВ-2.
Пневматический электромагнитный вентиль состоит из (рис. 87):
−корпуса;
−электромагнита;
−клапана.
К клапану подведен воздух предельной защиты.
Рис. 87. Пневматический электромагнитный вентиль
1 – корпус; 2 – электромагнит; 3 – клапан
Принцип работы
При отсутствии напряжения на обмотке электромагнита клапан прижат к седлу, выпуск воздуха предельной защиты исключен. При нажатии кнопки "АО" или при срабатывании защиты на катушку электромагнита подается ток, якорь втягивается, клапан поднимается вверх, открывая выпуск воздуха предельной защиты – ГТУ останавливается.
Гидравлический электромагнитный вентиль ЭМВ-3
Предназначен для разгрузки ГПА в случае экстренного останова другого последовательно работающего ГПА в группе. Это позволяет избежать помпажа нагнетателя, который остается в работе до открытия байпасных кранов.
Гидравлический электромагнитный вентиль ЭМВ-3 состоитиз:
−корпуса;
−электромагнита;
−клапана.
К седлу клапана подведено масло из системы всаса импеллера, которое через дроссельную шайбу диаметром 5 мм подведено также в полость под поршнем регулятора скорости.
130