Газотурбинные установки могут служить приводами для нагнетателей природного газа, а также генераторов электрического тока. (стр. 14 из 14)
Таблица 2.8.
Расчёт диффузора
| Наименование величины | Формула | Обозна-чение | Размер-ность | Значение |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Корневой диаметр | Из газодинамического расчёта | Dк | м | 0,710 |
| Плотность газа за турбиной | Из предварительного расчёта | rдиф | кг/м3 | 0,596 |
| Скорость газа на выходе из ступени | Из предварительного расчёта | Сz | м/с | 170 |
| Скорость газа на входе в патрубок | Из предварительного расчёта | Сд | м/с | 70 |
Продолжение таблицы 2.8.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Ометаемая площадь за 4ступенью | Из газодинамического расчёта | Fz | м2 | 0,66 |
| Ометаемая площадь на L |  | Fд | м2 | 1,60 |
| Высота РЛ 4 ступени | Из газодинамического расчёта | lр4 | м | 0,221 |
| Высота канала на L |  | lд | м | 0,630 |
| Угол раскрытия диффузора | Принимается | a | град. | 17,0 |
| рад | 0,297 | |||
| Длина диффузора |  | L | м | 1,40 |
Выходной патрубок предназначен для отвода отработавшего рабочего тела из турбины. Он должен обеспечивать нужную пропускную способность. Расчёт выходного патрубка представлен в таблице 2.9.
Таблица 2.9.
Расчёт выходного патрубка
| Наименование величины | Формула | Обозна-чение | Размер-ность | Значение |
| Ширина выходного патрубка | Конструктивно | b | м | 1,5 |
| Расход газа через турбину | Из предварительного расчёта | Gт | кг/с | 63,2 |
| Плотность газа за Т | Из предварительного расчёта | rвп | кг/м3 | 0,596 |
| Скорость газа на входе в патрубок | Из предварительного расчёта | Свп | м/с | 70 |
| Длина выходного патрубка |  | а | м | 1,0 |
| Площадь выходного патрубка |  | Fвп | м2 | 1,5 |
3. Описание конструкции турбины
В данном курсовом проекте была спроектирована осевая четырехступенчатая турбина общей мощностью 35,5 МВт. С учетом привода компрессора, обеспечивающего давление 1,48 МПа и расход 63,2 кг/с рабочего тела, полезная мощность составила около 10 МВт.
Корпус турбины сварно-литой, представляет собой осесимметричную, одностенную конструкцию, выполненную из жаростойкой стали ЭИ417. Внутренняя часть корпуса образована обоймами, в которых размещены сопловые лопатки. Наружная часть корпуса цилиндрической формы, воспринимающая полное давление газа, обеспечивает высокую жесткость и прочность при относительно небольшой толщине стенки. Корпус имеет горизонтальный разъём. Для термического расширения корпуса используются направляющие шпонки. Снаружи корпус покрыт теплоизоляцией.
Сопловые лопатки с помощью Т-образного хвостовика устанавливаются в промежуточные сегменты, которые затем крепятся к обоймам. Обоймы литые, состоят из двух половин и имеют горизонтальный разъем. По плоскости горизонтального разъёма верхняя и нижняя половины обойм подгоняются друг к другу шабрением. Крепеж горизонтального разъема осуществляется шпильками и призонными болтами с колпачковыми гайками. Все гайки стопорятся при помощи шайб с двумя лапками.
Рабочие лопатки первой ступени выполнены из сплава на никель-кобальтовой основе ЭП80ВД. Расчетный ресурс для лопаток из сплавов такого типа составляет для приводных ГТУ не менее 20 тыс. часов. Лопатки второй и третьей ступеней изготовлены из аустенитной стали с карбидным упрочнением ЭИ572. Для лопаток последней ступени применена сталь марки ЭП428. Рабочие лопатки закреплены на валу с помощью хвостовика елочного профиля.
Ротор турбины стальной цельнокованый, выполнен из стали 20Х12ВНМФШ, и состоит из двух частей, соединяющихся между собой фланцевым разъемом. Обе части имеют центральную расточку, предназначенную для уменьшения их массы и удаления производственных шлаков. При нахождении массы ротора использовалось программное приложение AutoCAD, при помощи которого был найден объем вала ротора. Нагрузка на подшипники от веса облопаченного ротора разделена поровну.
Входной патрубок выполнен круглого сечения с диаметром 800 мм, а выхлопной – прямоугольного с размерами 1200х3000 мм. Выхлопная часть изготовлена из листовой стали.
В данном курсовом проекте была спроектирована одновальная четырехступенчатая осевая турбина для привода компрессора и нагрузки с полной мощностью 35,5 МВт и полезной мощностью 9,995 МВт. Расход рабочего тела 63,2 кг/с, а внутренний КПД турбины без потерь на трение составляет 0,89.
Спроектированная турбина имеет следующие основные размеры:
диаметры шейки вала под передний опорный подшипник 125 мм и задний опорно-упорный подшипники 125 мм;
межосевое расстояние между подшипниками 3820 мм;
периферийный диаметр последней ступени 1152 мм;
корневой диаметр ступеней 710 мм;
Входной патрубок имеет круглое сечение диаметром 800 мм.
Выходной патрубок имеет прямоугольное сечение 1200´3000 мм.
1. Газодинамический расчет многоступенчатой газовой турбины: Методические указания к курсовому проектированию по курсу “Турбомашины”/ Б.С. Ревзин, В.Г. Шамрук. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1994, 31с.
2. Газотурбинные установки. Конструкции и расчет./ Справочное пособие под общ. ред. Л.В. Арсеньева и В.Г. Тырышкина. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1978, 232с.
3. Расчет на прочность рабочей лопатки газовой турбины: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию/ И.Д. Ларионов, Свердловск: УПИ, 1990, 36с.
4. Динамика и прочность турбомашин: Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. под общ. ред. А.Г. Костюк – М.: Издательство МЭИ, 2000. – 480 с.: ил.