Головна

Газові турбіни і газотурбінні установки

  1. Автоматичні спринклерні і дренчерні установки
  2. Аераційні установки на повне окислення (аеротенки з продовженої аерації)
  3. Барабанні газові сушарки
  4. Несвідоме в психіці людини. Установки і їх дослідження в школі Д. Н. Узнадзе
  5. Вплив на установки
  6. Вибір теми та визначення цільової установки
  7. Газові баланси підприємств

газова турбіна являє собою двигун, в якому поєднуються переваги парової турбіни і двигуна внутрішнього згоряння. На відміну від парової турбіни робочим тілом тут є не пара з котлів, а гази, що утворюються при згорянні палива в спеціальних камерах. На відміну від ДВС енергія робочого тіла перетворюється в механічну енергію обертання валу не в результаті зворотно-поступального руху поршня в циліндрі, а шляхом обертання колеса турбіни під дією швидкісний струменя газів, що випливають з сопла.

Газова турбіна, як і парова, - це нереверсивний механізм, тому для реверсу в газотурбінних установках необхідно передбачати турбіну заднього ходу або інше будь -або пристрій, наприклад гвинт регульованого кроку (ГРК).

газотурбінна установка (ГТУ) складається з наступних основних частин: газової турбіни, В якій теплова енергія гарячих газів перетворюється в механічну; повітряного компресора, Засмоктує і стискає повітря, необхідний для згоряння палива; камери горіння (Генератора газів), в якій розпорошену рідке паливо змішується з повітрям і згорає, утворюючи робоче тіло - гарячий газ; трубопроводів для підведення повітря до генератора газу, подачі газів з генератора в газову турбіну і відведення відпрацьованих газів в атмосферу; утилізаційних пристроїв, Що забезпечують використання тепла відхідних газів.

Мал. 124. Загальний вигляд (а) і схема ГТУ з камерою горіння (б) (потужність 4040 кВт).

1 - компресор низького тиску; 2 - підігрівач повітря; 3 - ТВД; 4 - компресор високого тиску; 5 - пускова турбіна; 6 - камера горіння; 7 - форсунка; 8 - ТНД;

9 - повітроохолоджувач; 10 - редуктор

Крім того, до складу ГТУ входять паливна і масляна системи, Що подають паливо в камеру горіння і масло - в підшипники турбіни і зубчасту передачу, а також невелика за потужністю пускова парова турбіна, яка використовує пар від допоміжного котла.

Пристрій газової турбіни аналогічно паровій турбіні. Але газова турбіна відчуває більш високі температурні навантаження: її робочі лопатки працюють при температурі гарячих газів (650-850 °), в той час як температура робочого пара 400- 500 °. Це значно зменшує моторесурс газової турбіни. Залежно від прийнятого способу стиснення повітря і утворення гарячих газів розрізняють ГТУ з камерою горіння і ГТУ з вільнопоршневих генераторами газу (СПГГ).

У ГТУ з камерою горіння (рис. 124) зовнішнє повітря засмоктується відцентровим компресором низького тиску і через повітроохолоджувач подається в компресор високого навантаження: тиску, а звідти через підігрівач повітря в камеру горіння.

Одночасно в камеру горіння через форсунку впорскується і паливо. Відбувається згорання і освіту гарячих газів, які послідовно надходять в газові турбіни високого і низького тиску і через вихлопної трубопровід відходять в атмосферу. На шляху газів, що відходять встановлюють підігрівач повітря і утилізаційний котел, пар якого можна використовувати для турбогенератора або для допоміжної турбіни, що працює на гребний вал. Відцентрові компресори низького і високого тиску приводяться в обертання відповідно турбінами низького і високого тиску. На гребний гвинт через редуктор працює тільки турбіна низького тиску.

Мал. 125. Загальний вигляд (а) і схема СПГГ (б).

1 - впускні клапани компресора; 2 - випускні клапани компресора;

3 - компресорний поршень; 4 - циліндр компресора;

5 - впускні вікна; 6 - випускні вікна; 7 - форсунка; 8 - робочий циліндр; 9 - буферний циліндр; 10 -буферний поршень; 11 - ресивер продувочного повітря; 12 - робочий поршень; 13 - механізм синхронізації роботи поршнів

ГТУ з вільнопоршневих генераторами газу (СПГГ) (рис. 125) відрізняється від ГТУ з камерою горіння тим, що гарячі гази утворюються в спеціальному генераторі газу, що працює за принципом ДВС з вільно розходяться поршнями. СПГГ є симетричний агрегат, що складається з двотактного одноциліндрового двигуна з протилежно рухомими поршнями, одноступінчатого компресора простої дії і двох буферних циліндрів. У циліндрі розташовані два робочих поршня, з'єднані з компресорами і буферними поршнями.

Мал. 126. Компонування газотурбінної енергетичної установки з СПГГ.

1 - СПГГ; 3 - газова турбіна; 3 - редуктор; 4 - дизель-генератор

Робочий (розходиться) хід поршневих груп здійснюється під дією розширюється в робочому циліндрі газу. При цьому повітря в компресорних циліндрах спочатку стискається, а потім через випускні клапани надходить в ресивер продувочного повітря. Одночасно із стисненням повітря в компресорних циліндрах стискується повітря в буферних циліндрах, після чого його енергія витрачається на вчинення зворотного ходу робочих поршнів і стиснення повітря в робочому циліндрі.

В кінці робочого ходу поршнів відкриваються спочатку випускні вікна, а потім впускні. Через випускні вікна вихлопні гази надходять до газовій турбіні, а через впускні стислий продувочний повітря з ресивера заповнює робочий циліндр.

Надмірна продувочний повітря змішується з гарячими вихлопними газами і також надходить до газової турбіни.

При зворотному ході робочих поршнів під дією повітря, стиснутого в буферних циліндрах, закриваються впускні вікна, потім випускні і одночасно через клапани всмоктується повітря в циліндри компресора. У момент зближення поршнів в робочий циліндр через форсунку впорскується паливо, і процес повторюється.

ГТУ і СПГГ відрізняється компактністю, відносно малою масою 16-24 кг / кВт і невеликою витратою палива 260 г / (кВт-ч). Перевагою є можливість компонувати енергетичну установку з декількох СПГГ, що дозволяє більш раціонально використовувати обсяг МКО (рис. 126). Крім названих типів ГТУ на малих швидкісних судах, особливо на суднах на підводних крилах, широко поширені полегшені ГТУ авіаційного типу (1,5-4,0 кг / кВт). Але вони мають невеликий моторесурс і підвищена витрата палива (340-380 г / кВт • год).

Недоліком ГТУ всіх типів, крім підвищеної витрати палива і малого ресурсу, є велика гучність в МКО, для зменшення якої доводиться вдаватися до спеціальних заходів.

 



Попередня   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   Наступна

Загальні відомості | Конструктивні елементи суднових систем | трюмні системи | баластні системи | системи пожежогасіння | Системи побутового водопостачання | стічні системи | Типи, склад і розміщення суднових енергетичних установок | Парові котли і котельні установки | Парові турбіни і двигуни установки |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати