ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основное оборудование и компоновка газотурбинных установок из "Общая теплотехника Издание 2 " Оборудование газотурбинной установки состоит из следующих основных частей собственно газовой турбины, воздушного компрессо. ра, камеры сгорания и устройства для подачи Т0 л.лнва, включая и газовый компрессор в случае газового топлива. Для установок с регенерацией тепла и промежуточным О Хлажде-нием воздуха сюда же нужно отнести регенератор и охладители воздуха. Если добавить ко всему этому электрический генератор, систему смазки, приборы управления и пусковые устройства, то все это составит комплектную силовую установку, сильно отличающуюся от современной паросиловой установки с ее большим количеством вспомогательного оборудования. [c.485] Турбина. Конструкции газовых турбин принципиально не отличаются от конструкций, применяемых для паровых турбин, и если Не касаться различия в материалах, требующихся для ответственных деталей газовых турбин, поскольку они работают с более высокими температурами рабочего тела, то они выглядят проще, чем паровые турбины. [c.485] Газовые турбины так же, как и паровые турбины, вьшолняются актив1ными, реактивными или комбинированными. Продольный разрез реактивной газовой турбины НЗЛ (Невского завода им. В. И. Ленина) показан вместе с компрессором на фиг. 9-П. Полезная мощность агрегата 1 500 квт при 5 ООО об/мин. [c.485] Турбина рассчитана на работу с температурой газа 600° С при давлении 4,6 ата, причем для опытных целей предусмотрена первоначальная работа турбины при 550° С и давле. НИИ 3,4 ата. Экономичная работа турбины при пониженных начальных параметрах обеспечивается пятью реактивными ступенями (как показано на фиг. 9-11) для работы турбины при 600° С в начале проточной части устанавливается дополнительная ступень. Лопатки имеют такие же профили, как и в паровых турбинах, и крепятся на барабане 2 с помощью хво. ста зубчатого типа. Для предотвращения аварийного задевания лопаток о корпус их вершины утонены радиальный зазор между корпусом и лопатками составляет 1 мм. Пять рядов направляющих лопаток укреплены в обойме 3 путем завода их в прямоугольные выточки с выступающим внутри кольцевым поясом. Применение обоймы упрощает конструкцию корпуса турбины и улучшает условия ее прогрева. [c.485] Цельнокованный барабан 2 турбины выполнен с постоянным диаметром из-за ограничения диаметра поковки и имеет центральное сверление для контроля материала при изготовлении. С целью охлаждения барабана к его торцевой поверхности со стороны впуска газа подводится сжатый воздух. Через лабиринтное уплотнение на переднем конце барабана этот воздух сбрасывается в поток газа после первой направляющей лопатки часть воздуха вытекает через концевое уплотнение 4 наружу. Для предотвращения утечки газа в машинный зал через заднее концевое уплотнение 5 в центральную выточку этого уплотнения также подается воздух от компрессора. [c.485] Ротор турбины покоится на опорных подшипниках скольжения б и 7, к которым подается обильная смазка под давлением для предохранения их от недопустимого нагрева горячими патрубками турбины. С ротором турбины посредством жесткой муфты 8 соединяется ротор компрессора 10, что позволяет компенсировать осевые усилия, возникающие в турбине и компрессоре, направляя потоки воздуха и газа навстречу друг другу.. Неуравновешенное осевое усилие воспринимается упорным подшипником 16, расположенным на выходе вала из компрессора. [c.486] На фиг. 9-12 представлен продольный разрез опытной газовой турбины НЗЛ, запроектированной на 700° С при давлении 7,9 ата. Этот агрегат является надстройкой к установке, показанной на фиг. 9-11. [c.486] Ротор турбины выполнен консольным и связан жесткой муфтой 5 с ротором компрессора высокого давления. Воздух к этому компрессору поступает из компрессора низкого давления, изображенного на фиг. 9-11. Ротор всего турбоагрегата покоится на трех опорных подшипниках. [c.487] Для охлаждения ротора турбины в камеру рабочего диска подается воздух из компрессора высокого давления с температурой 160° С при давлении 8,2 ата см. фиг. 9-12). Расход воздуха ограничивается уплотнениями 2 у обода диска. Концевое уплотнение турбины — елочного типа, как в паровых турбинах. [c.487] Подводящая труба и корпус турбины выполнены с двойными стенками, между которыми заложена изоляция. Внутренние стенки имеют сверления, благодаря которым они разгружены от давления и подвергаются только действию высокой температуры газов, наоборот, наружные стенки подвергаются полному давлению, но уже в условиях пониженной температуры (200°С). Внешняя изоляция уменьшает тепловые потери от излучения. [c.487] Компрессор. Появлением высокоэффективного осевого (аксиального) компрессора было снято одно из главных затруднений в разрешении проблемы газовых турбин. Этог тип компрессора стал основным для стационарных газотурбинных установок. Процесс работы осевого компрессора можно представить себе как обращенный процесс, совершаемый в проточной части паровой или газовой турбины. [c.488] Показанный на фиг. 9-11 осевой компрессор рассчитан на производительность около 70 000 нм 1час, и потребляемая им мощность при 5 ООО об/мин составляет 4 600 квт. [c.488] Кованый стальной ротор 10 барабанной конструкции несет на себе 16 рядов специально спрофилированных рабочих лопаток. Такое большое число ступеней является специфической особенностью осевых компрессоров, так как в одной ступени допустима малая степень повышения давления порядка 1,06 н-1,08 (в авиационных конструкциях она доходит до 1,2). Направляющие и рабочие лопатки имеют симметричные профили (степень реакции 50%). В конце проточной части помещен направляющий аппарат, спрямляющий поток, а за ним расположен кольцевой диффузор 11. [c.488] Компрессор высокого давления (фиг. 9-12) отличается выполнением всасывающего и нагнетательного патрубков с плавным изменением сечений, что позволяет уменьшить гидравлические потери, которые по опытам с вышеописанным агрегатом, имевшим резкий переходы сечений в патрубках, оказались значительными. [c.488] Камера сгорания. Пример конструктивного оформления камеры сгорания газовой турбины, работающей по циклу р = onst,, представлен на фиг. 9-13. [c.488] В конце камеры продукты сгорания, выходящие из внутренней части, встречаются с закрученным потоком воздуха, выходящим из кольцевого зазора через сопла 6. Происходит перемешивание потоко В, и средняя температура газов понижается до допустимых значений. [c.489] Камера рассчитана на давление 4 ата и температуру газа 600° С. [c.489] Сжигание жидкого или газообразного топлива в таких камерах возможно при очень высоких значениях тепловых напряжений объема камеры. Так, например, тепловое напряжение камеры сгорания ]ДКТИ составляет 20 10 ккал/м час. [c.489] Испытания одной из опытных камер, построенных в Советском Союзе, при сжигании газа при давлении в пределах 2- 5,7 ата я при а ===2-г-2,9 показали, что тепловое напряжение камеры, отнесенное к активному объему горения, достигало величины порядка 100 10 ккал/м час. Еще более высокие значения теп-ло напряженности объема камеры достигнуты в реа ггивных двигателях, работающих на керосине— 150- 10 ккал/м час и даже выше. Таким образом, камера сгорания может быть выполнена чрезвычайно- компактной. Одиако реализация этих напряжений не всегда целесообразна ввиду роста гидравлического сопротивления камеры при уменьшении ее объема. [c.489] Вернуться к основной статье