- обдув обода диска с обеих сторон или одной стороны воздушными струями в зоне хвостовых соединений рабочих лопаток;
- продувка воздуха под полками рабочих лопаток или через зазоры в хвостовых соединениях;
- обдув боковой поверхности диска (радиальный обдув);
- комбинирование струйного обдува обода с радиальным;
- заградительное пленочное охлаждение на внешней поверхности ротора.
Выбор того или иного способа охлаждения ротора тесно связан с его конструкцией.
При охлаждении статоров широко распространено применение внутренней теплоизоляции наружных корпусов для снижения теплового потока от высокотемпературных деталей. Корпус, укрытый снаружи тепло - и звукоизолирующим кожухом, обдувается специально прокачиваемым или просасываемым воздухом.
В системах охлаждения статора стационарных ГТУ значительное место занимают внутренние подшипники, расположенные в труднодоступных горячих местах. Они защищают от теплоподвода кожухом, тепловой изоляцией, охлаждаются маслом и воздухом, поступающим через лабиринтовые уплотнения подшипника.
Вопросы для самоконтроля
1. Каково назначение систем охлаждения?
2. Перечислите типы систем охлаждения
3. Требования, предъявляемые к системе охлаждения
4. Перечислите системы охлаждения дисков и роторов
5. Как охлаждается корпус газовой турбины?
6. Как подается воздух для охлаждения ротора газовой турбины?
Тема 4.5 Масляная система ГТУ
Студент должен
знать: назначение и схему маслоснабжения ГТУ;
уметь: читать схемы маслоснабжения.
Назначение масляной системы. Схема маслоснабжения.
Литература: [2], стр. 120-121; [5], стр. 152-156
Методические указания
Система маслоснабжения ГТУ предназначена для подачи масла в подшипниках, в гидравлическую или электрогидравлическую систему регулирования и к трущимся поверхностям. Обычно применяют турбинное масло, имеющее температуру застывание -15 ˚С. В северных районах используют специальные масла, температура застывания которых - 45˚С.
Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты со стационарными ГТУ имеют, как правило, общую масляную систему для ГТУ и нагнетателя, использующую один тип масла.
В зависимости от назначения давление масла имеет следующие значения: для смазки опорных подшипников - 0,05 - 0,1 МПа; для упорных подшипников 0,5-0,7 МПа; для уплотнений нагнетателя - 1,2-7 МПа; для системы регулирования и защиты – 0,5 – 1,5 МПа. Это влияет на сложность схемы маслоснабжения и число насосов.
Применяемые схемы маслоснабжения отличаются большим разнообразием, но всегда ставится вопрос о надежности маслоснабжения. Кроме того устройство масляной системы значительно влияет на пожароопасность агрегата.
В общем случае масляная система ГГПА состоит из масляного бака или рамы – маслоблока, насосов, инжекторов, охладителей масла, подогревателя масла (перед запуском), органов гидравлического регулирования и защиты, маслопроводов, различной арматуры (запорной, предохранительной, регулирующей).
При работе агрегата маслоснабжение ГПА осуществляется от главного масляного насоса., приводимого от одного из его валов.
Пусковой насос должен быть погружен в бак или находится под заливом, то есть ниже уровня масла в баке, чтобы в любой момент могла проводиться подача масла.
Резервный (аварийный) насос обеспечивает смазку подшипников без электроснабжения переменным током. Питается он цеховой аккумуляторной батареи.
Вопросы для самоконтроля
1. Каково назначение системы маслоснабжения ГТУ?
2. Какое применяют масло в системе маслоснабжения?
3. Из каких элементов состоит система маслоснабжения ГТУ?
4. Какие требования предъявляются к маслу маслосистемы?
5. От чего зависит расход масла в маслосистеме?
6. Чем осуществляется маслоснабжение ГПА при работе агрегата?
7. Чем производится охлаждение масла?
8. Назначение и расположение пускового насоса в системе маслоснабжения
9. Назначение резервного (аварийного) насоса
10.Что используют для борьбы со старением масла?
Тема 4.6 Общие сведения о камерах сгорания ГТУ. Классификация камер сгорания. Конструктивное выполнение
основных элементов.
Студент должен:
знать: классификации и конструкции камер сгорания
Факторы, влияющие на процесс устойчивого горения. Основные элементы камеры сгорания ГТУ, их назначение. Классификация камер сгорания по назначению, по компоновке в схеме газотурбинной установки, по конструкции корпуса и пламенной трубы, по направлению потоков воздуха и продуктов сгорания, по количеству горелок в одной пламенной трубе, по роду сжигаемого топлива.
Типы воздухо-направляющих устройств. Типовые конструкции пламенной трубы камер сгорания по способу их охлаждения. Конструкция смешивающего устройства.
Запальные устройства.
Литература: [2], стр. 22-30; [4], стр. 93-102; [3, стр. 65-70; стр. 76-80; [5], стр. 108-110.
Методические указания
Камеры сгорания ГТУ предназначены для полного сжигания топлива в потоке воздуха, поступающего из осевого компрессора или регенератора, с целью получения продуктов сгорания с температурой, обусловленной жаростойкостью лопаток и дисков газовой турбины.
Камера сгорания должна удовлетворять следующим требованиям: обеспечение высокой полноты сгорания топлива, надежность и плавность запуска в работу, устойчивость горения в широком диапазоне изменений давления, скорости потока воздуха, малые потери давления по тракту камеры сгорания, низкая стоимость конструкции.
В стационарных приводных ГТУ средней и большой мощности применяют камеры сгорания двух типов - выносные и встроенные.
Направление движения воздуха во встроенных камерах сгорания может быть различным: прямоточным, противоточным по отношению к направлению потока воздуха в компрессоре или угловым.
Основными элементами камеры сгорания являются: корпус, жаровая труба, горелочные устройство и смеситель.
К камерам сгорания ГТУ предъявляются высокие требования по конструктивному исполнению и особенно по организации рабочего процесса.
Под кпд камеры сгорания принято понимать отношение теплоты, переданной воздуху при сжигании топлива, к общему количеству теплоты, выделяемой при полном сжигании того же количества топлива.
Кпд современных камер сгорания, работающих на газообразном топливе, достигает 0,97-0,98.
Минимальные потери от химического недожога топлива достигаются двумя путями: в результате высокой турбулизации потока в зоне горения и разделением поступающего в камеру сгорания воздуха на два потока.
Разнообразием ГТУ, устанавливаемых на газопроводах, обусловлено и разнообразие типов камер сгорания, применяемых в них. Камеры сгорания классифицируют следующим образом: по включению в конструкцию ГТУ - встроенные и выносные, по конструктивному выполнению - секционные, трубчато-кольцевые, кольцевые индивидуальные; по взаимному направлению воздуха и продуктов сгорания - прямоточные и противоточные; по числу горелок (регистров) - одногорелочные, много горелочные с непрерывным кольцевым горелочным устройством.
Отечественная и зарубежная практика конструирования камер сгорания выработала ряд требований к ним:
• высокая степень перехода химической энергии топлива в тепловую;
• малые потери полного давления;
• определенный характер поля температур на выходе камеры сгорания;
• по возможности малые габариты камеры сгорания;
• надежная и устойчивая работа на пусковых и переходных режимах работы ГТУ;
• Экологическая чистота выхлопа,
Вопросы для самоконтроля
1. Каково назначение камеры сгорания?
2. Требования, предъявляемые к камере сгорания
3. Назовите типы камер сгорания в стационарных приводных ГТУ
4. Каково направление движения потока во встроенных камерах сгорания?
5. Каковы основные элементы камеры сгорания?
6. При каких условиях применяют несколько горелок в камере сгорания и зачем?
7. Что понимают под кпд камеры сгорания?
8. Какими путями достигаются минимальные потери от химического недожога топлива9
9. Чем достигается устойчивость горения топлива в камере сгорания?
10. По каким признакам классифицируют камеры сгорания?
11. Какие требования предъявляются к камерам сгорания при их конструировании?
12. Перечислите основные неисправности в работе камеры сгорания
Тема 4.7 Теплообменные аппараты ГТУ
Студент должен:
знать: назначение и конструкцию теплообменных аппаратов ГТУ.
Классификация теплообменных аппаратов (ТОА) по характерным признакам, по назначению, по схеме течения рабочего тела. Конструкции воздухонагревателей и воздухоохладителей отечественного производства и зарубежных фирм. Подогреватели сетевой воды.
Практическая работа №5.
Литература: [2]; стр. 30-35; [3], стр. 81-96; [4], стр. 1141-23
Методические указания
Теплообменные аппараты (ТА)-устройства, в которых происходит передача теплоты от горячего рабочего тела ГТУ к холодному. Аппараты в составе ГТУ можно разделить на два класса: включенные и не включенные в цикл. К первому классу относят воздухоподогреватели (регенераторы) Ко второму - маслоохладители, котлы-утилизаторы, подогреватели топливного газа (ПТГ).
Теплообменные аппараты классифицируют следующим образом: по принципу действия (поверхностные и смешивающие); по способу выполнения теплообменной поверхности (трубчатые и пластичные); по взаимному направлению движения теплоносителей (прямоточные, противоточные, с перекрестным током); по числу ходов, совершаемых теплоносителями в ТА (одно- и многоходовые).
К теплообменным аппаратам предъявляют ряд требований:
- высокая интенсивность теплопередачи;
- малые потери полного давления теплоносителей;
- герметичность трактов ТА;