ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Фирма Джон Браун из "Конструкции стационарных газотурбинных установок " Первая замкнутая газотурбинная установка мощностью 12 000 кет была изготовлена фирмой в 1952 г. Установка работает на жидком топливе при температуре воздуха перед турбиной 675° С и степени регенерации 88% и имеет к. п. д, 33%. В этом же году фирмой была спроектирована аналогичная газотурбинная установка мощностью 700 кет, которая предназначалась для утилизации тепла. Впоследствии фирмой было выпущено несколько газотурбинных установок различной мощности, также работающих по замкнутому циклу. [c.24] В 1958 г. фирмой выпущена газотурбинная установка типа ЕМ85 мощностью 8000 л. с. Семь таких установок заказано иракскими нефтяными компаниями для привода насосов на нефтепроводах. [c.25] По конструктивному выполнению эти установки имеют некоторое отличие друг от друга. Если компоновка установки типа ЕМ27 очень тесная и многие детали ее компрессора сделаны из алюминиевых сплавов, то в установке типа ЕМ85 фирма полностью отказалась от применения алюминиевых сплавов и перешла к более свободной компоновке агрегатов, стремясь к всемерному упрощению установки. [c.25] Установка двухвальная, открытого цикла, не имеет промежуточного охлаждения воздуха. Установка с регенератором развивает мощность 2000 кет, без регенератора— 2170 кет. Характеристика установки представлена в табл. 2-1. [c.25] Установка без регенератора отличается от установки с регенератором конструкцией камеры сгорания и внешних газо- и воздухопроводов. В связи с большим расходом топлива в установке без регенератора камеры сгорания имеют большие размеры. [c.25] Нормальное время пуска установки с регенератором составляет 10 минут. Установка без регенератора в связи с меньшей тепловой аккумуляцией может быть пущена за 2 минуты. [c.25] Кольцевой выпускной патрубок компрессора, отлитый из алюминиевого сплава, разгружает корпус компрессора от внешних нагрузок и служит для него опорой. Это дает возможность значительно уменьшить вес корпуса компрессора. Во входной части корпус компрессора вместе с выпускным патрубком жестко на болтах крепится к входному патрубку турбины с помощью тонкой стальной перегородки таким образом, что при продольном тепловом расширении корпусов турбины и компрессора не меняется их положение относительно вала турбокомпрессорной группы. Внутри выпускного патрубка компрессора имеется кольцевой кожух, который служит для разгрузки корпуса ком-прессора от воздействия воздуха высокого давления. Кожух сделан из тонкого листа малоуглеродистой стали, которая имеет алюминиевое покрытие. Пространство между кожухом и корпусом компрессора соединено с пространством за пятой ступенью компрессора. Во время пуска и остановки и при падении давления в выпускном патрубке компрессора ниже 1,75 ama это пространство с помощью автоматического клапана сообщается с входным патрубком компрессора. [c.27] Направляющие лопатки компрессора крепятся в кольцевых пазах, сделанных в корпусе компрессора. [c.27] Корпус компрессора, выполненный из алюминиевого сплава, имеет горизонтальную плоскость разъема. Направляющие лопатки с Т-образными хвостами сделаны из полосы нержавеющей стали. Во избежание вращения направляющих лопаток в плоскости разъема корпуса установлены специальные пластинки. [c.27] К кольцевому приливу входного патрубка турбины крепится корпус подшипника, не имеющий плоскости разъема. Масло для смазки подшипника поступает через сверления в корпусе подшипника. В пространстве, где помещен подшипник, поддерживается полное давление воздуха, что позволяет сильно упростить масляное уплотнение. Для обеспечения слива масла без значительной утечки воздуха в сливном резервуаре установлен поплавковый клапан. С каждой стороны подшипника имеется масляное и воздушное уплотнение. С помощью лабиринтового уплотнения вблизи конца ротора турбины регулируется расход охлаждающего воздуха. [c.28] Двухступенчатые компрессорная и силовая турбины выполнены газодинамически как одна турбина. Степень реактивности закрученных лопаток на 1/3 высоты лопатки равна 50%. Направляющие лопатки имеют постоянный профиль. Вращение турбин в противоположных направлениях позволило допустить большую окружную составляющую скорости выхода газа из второй ступени компрессорной турбины. Это дало возможность увеличить перепад тепла на ступень и уменьшить потери с выходной скоростью в патрубке между турбинами. В турбине высокого давления срабатывается около 62% всего перепада тепла. [c.28] Крепление рабочих лопаток осуществляется с помощью хвоста елочного типа. Через специальные отверстия под хвостом каждой лопатки турбины высокого давления подается воздух для охлаждения хвоста лопатки и для затруднения теплопередачи от потока горячих газов диску турбины (рис. 2-12). Такая система охлаждения позволяет поддерживать нормальные термические напряжения в диске во время быстрого пуска и резкого изменения нагрузки. Максимальная разность температур в диске не превышает 200° С. Ротор сделан из стали ферритного класса, которая допускает большие напряжения, чем аустенитная сталь. [c.28] Направляющие лопатки с помощью промежуточных тел крепятся в кольце из хромоникелевой стали 18/8. Направляющий аппарат первой и третьей ступеней сделан неразъемным, направляющий аппарат второй и четвертой ступеней имеет разъем. Охлаждающий воздух подводится отдельно к каждому кольцу, проходит по спиральному каналу, вырезанному по внутреннему диаметру наружного корпуса, между кольцами и вливается в общий поток газов в турбине. Диафрагма первого ряда направляющих лопаток крепится к входному патрубку турбины. Следующие две диафрагмы крепятся к неразъемному кольцу охлаждаемого воздухом наружного корпуса, сделанного из малоуглеродистой стали, диафрагма последней ступени крепится к другому кольцу наружного корпуса турбины. [c.28] Пламенная труба камеры сгорания (рис. 2-13) имеет наружный кожух толщиной 6,3 мм, в котором сделаны калиброванные отверстия для прохода охлаждающего воздуха. Внутри наружного кожуха помещен внутренний кожух, состоящий из пяти элементов с прорезями для прохождения воздуха. Для зажигания топлива имеется специальная растопочная форсунка, работающая на пропане, и электрическая свеча зажигания. В двойном регистре первичный воздух завихряется таким образом, что два потока воздуха вращаются в противоположных направлениях. Для предохранения форсунки от воздействия газов с высокой температурой вокруг нее сделан конический кожух. Корень факела окружает двухстенный конус, между стенками которого проходит сравнительно холодный воздух. Конструкция камеры сгорания обеспечивает свободное расширение как наружного, так и внутреннего кожухов пламенной трубы. [c.29] Наружный кожух камеры сгорания сделан из листов малоуглеродистой стали, покрытых с обеих сторон алюминием. Рекомендуется через каждые 10 000 часов работы производитьосмотр камер сгорания, хотя проведенные опыты показали, что срок службы камеры сгорания такой же, как и всей установки. [c.29] Горячие газы из камеры сгорания по двум патрубкам поступают во входной кольцевой патрубок турбины. Снаружи к этим отлитым из хромоникелевой стали патрубкам приваривается кожух из гофрированных листов стали. Между патрубком и кожухом проходит охлаждающий воздух. Во фланцах каждого патрубка просверлены канавки, по которым проходит охлаждающий воздух, вливающийся впоследствии в поток горячих газов, выходящих из камеры сгорания. [c.29] Рассмотренная выше система охлаждения обеспечивает долговечность установки. Так, например, замену первой ступени лопаток компрессорной турбины предполагается производить через 40 000 часов работы при полной нагрузке. При перегрузке или недогрузке эта величина может быть соответственно или уменьшена, или увеличена. Один час работы при полной нагрузке соответствует 0,5 часа работы при нагрузке 105% или двум часам работы при нагрузке 95%. [c.29] Пластинчатый регенератор (рис. 2-14) скомпонован так, чтобы обеспечить противоток. Регенератор сварен из штампованных листов нержавеющей стали. Так как объемный расход газов значительно больше объемного расхода воздуха, то газ идет прямо, в то время как воздух проходит более сложный путь (рис. 2-14). Вес регенератора равен 5,25 т. Кроме крепления к камерам сгорания, регенератор опирается еще на пружинные опоры, расположенные вблизи центра тяжести. [c.29] Вся установка монтируется на металлической фундаментной раме и крепится в трех точках на эластичных муфтах, которые служат вместо скользящих опор (рис. 2-15). [c.29] Шестеренчатый.масляный насос забирает масло из картера, расположенного в металлической фундаментной раме, и подает его на подшипники турбины и электрического генератора, на редуктор и в систему регулирования. Масляные фильтры установлены до и после насоса. Двигатель постоянного тока приводит вспомогательный масляный насос, который обеспечивает маслом установку после ее остановки. [c.29] Вернуться к основной статье