ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Газотурбостроение Швейцарии 3- 1. Деятельность газотурбостроительных фирм из "Конструкции стационарных газотурбинных установок " Фирма Растон и Хорнсби была известна до недавнего времени как производитель двигателей внутреннего сгорания. В 1949 г. фирма выпустила экспериментальную газотурбинную установку типа ЗСТ для всестороннего исследования ее элементов. Кроме этого, установка типа ЗСТ была использована для исследования возможности работы газотурбинной установки на торфе. [c.42] Топливом для установки служит газ, получаемый в результате переработки сточных вод и содержащий около 70% метана и 30% углекислого газа. Низшая теплота сгорания этого газа равна 5600 ккал/нм . [c.43] В 1957 г. фирма выпустила новую одноваль-ную газотурбинную установку типа ТЕ мощностью 430 л. с. [c.43] Установка типа ТА рассчитана на серийное производство для самых различных областей применения. Перед выпуском ее были произведены всесторонние исследования головного образца такой установки, которая была известна как установка типа ЗСТ . Выбор для производства установки относительно небольшой мощности позволил провести всесторонние испытания каждого элемента установки. [c.43] При проектировании установки к ней предъявлялись два основных требования 1) возможность быстрого и повторяющегося пуска без каких-либо эксплуатационных ограничений, 2) обеспечение долговечности установки при максимальном снижении использования жаропрочных сплавов. Эти требования дополняют друг друга. Например, применение жаропрочной вставки (лист из сплава Нимоник 75 толщиной 1,6 мм и весом около 13,5 кг) во входном патрубке турбины приводит к уменьшению веса и в то же время при быстрых изменениях температур в тонкой жаропрочной вставке не возникает термических напряжений. Каждая турбина имеет по две ступени, что дает возможность применить эффективное воздушное охлаждение дисков путем их изоляции от основного потока газов. [c.43] Горячие газы из камеры сгорания (рис. 2-29) по газопроводу поступают к входному патрубку турбины высокого давления. Жаропрочные вставки газопровода и входного патрубка турбины имеют скользящее соединение. Жаропрочная вставка входного патрубка крепится к кольцевой детали из нержавеющей стали, главная часть которой представляет цилиндр с осью, совпадающей с осью турбины. При работе установки в цилиндрической части этой детали возникает значительная разность температур, в результате чего деталь принимает слегка коническую форму, причем конус имеет больший диаметр в части, прилегающей к направляющим лопаткам. С помощью такого крепления обеспечивается концентричное положение входного патрубка относительно оси турбины, и в месте крепления его не возникает значительных напряжений. [c.44] Корпус турбины имеет двойную жаропрочную вставку и охлаждается воздухом. Наружный прочный корпус сделан из малоуглеродистой стали. Расход охлаждающего воздуха составляет 1,5% от расхода воздуха на установку. Этого количества воздуха достаточно, чтобы температура наружного корпуса турбины не превышала 205° С. К наружному прочному корпусу с помощью тонких колец крепится направляющий аппарат турбины. Направляющие лопатки крепятся в кольцевые пазы 12 сегментов. Каждый сегмент крепится двумя шпильками, которые расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Когда турбина находится в холодном состоянии, между концами сегментов имеется зазор 1,57 мм, который практически исчезает при работе установки. Такая конструкция позволяет поддерживать радиальный зазор направляющих лопаток при работе турбины равным 0,76 мм и избегать касания их при любых условиях пуска и остановки машины. Наружный корпус турбины имеет 4 фланцевых соединения, что позволяет сильно уменьшить искривления корпуса. [c.44] Заготовки лопаток поставляются в виде прямоугольных брусков необходимых размеров. Заготовки сортируются и маркируются так, чтобы можно было опознать лопатку во время ее обработки и эксплуатации мащины. Обработка заготовки начинается с грубой фрезеровки и шлифовки с допуском 0,025 мм всех поверхностей для обеспечения базы дальнейшей обработки хвоста лопатки. Для обработки заготовки используются и фрезерные, и шлифовальные станки. [c.46] Обработка хвостов рабочих лопаток производится на гидравлическом вертикальном протяжном станке типа Америкен . Заготовка сначала заостряется на фрезерном станке, а затем на протяжном станке за один ход производится ее окончательная обработка. Скорость хода протяжки равна приблизительно 760 мм/мин. Этот же протяжный станок применяется также для изготовления пазов в дисках ротора. Для этой цели используются четыре протяжки из быстрорежущей стали. Первой протяжкой делаются неглубокие У-образные пазы, второй и третьей протяжками эти пазы углубляются и расширяются, при этом с каждой стороны паза оставляется около 0,012 мм запаса, который удаляется четвертой протяжкой при окончательной обработке пазов. При скорости хода протяжки около 760 мм/мин для обработки 97 осевых пазов в дисках силовой турбины требуется около 15 часов. [c.46] Корпус компрессора отлит из чугуна и имеет горизонтальную плоскость разъема. Каждая половина корпуса состоит из двух частей, которые на фланцах болтами крепятся друг к другу. Входная часть корпуса (рис. 2-32) несколько сужается по ходу воздуха и имеет 8 кольцевых пазов в форме ласточкина хвоста , в которые крепятся направляющие лопатки. Хвост лопатки не касается дна кольцевого паза и опирается на скосы пазов и на поверхность А (рис. 2-32). [c.46] Для крепления фланца большего диаметра применяется четырехкулачковый патрон и прижимные планки с болтами. После закрепления заготовки поддерживающая тележка убирается и можно приступать к обработке корпуса компрессора. После обработки первого фланца заготовка переворачивается и крепится для обработки фланца большего диаметра и расточки внутренней поверхности корпуса. Допуск на обработку внутреннего диаметра равен 0,1 мм. [c.47] При обработке расширяющейся выпускной части корпуса компрессора применяется специальный шаблон. [c.48] Швейцарская промышленность уже давно занимается постройкой газовых турбин. [c.50] В Швейцарии имеются три наиболее крупных фирмы, которые выпускают промышленные газотурбинные установки. Это Броун Бовери (Баден), Эшер Висс (Цюрих) и Зульцер (Винтертур). [c.50] Фирма Броун Бовери одна из первых в мире приступила к постройке промышленных газотурбинных установок. Ещ,е в 1939 г. была введена в эксплуатацию одновальная установка могцно-стью 4000 кет в Нойенбурге. После этого фирма серийно выпустила и ввела в эксплуатацию значительное количество стационарных газотурбинных установок мощностью от 4000 до 30 000 кет для выработки электроэнергии, а также для работы в химической промышленности и на металлургических предприятиях. [c.50] В 1945 г. фирме было заказано пять газотурбинных установок для электростанций общей мощностью около 65 000 кет, причем две из них— для электростанций в г. Ливорно (Италия) мощностью по 25 000 кет. [c.50] В 1955 г. количество заказанных фирме газовых турбин для электростанций возросло до 17 общей мощностью около 260 000 кет-, в числе этих заказов имеются три газотурбинные установки для Канады мощностью по 30 000 кет и одна для Швеции мощностью 27 000 кет. Кроме того, фирме в 1955 г. было заказано шесть газотурбинных установок мощностью от 600 до 3000 кет для нефтеобрабатывающих заводов и пять установок мощностью от 7000 до 14 000 кет для металлургических заводов. [c.50] начиная с 1939 г., к началу 1956 г. фирмой было выполнено или находилось в изготовлении газотурбинных установок общей мощностью более 700 000 кет. [c.50] Следует отметить, что фирма Броун Бовери 15 лет назад длительное время проводила опыты на газотурбинной установке открытого цикла, работающей на угольной пыли. По мнению представителей фирмы, при сжигании пыли под давлением не возникло особых трудностей, однако вопросы износа облопачивания турбин даже при хорошем золоудалении не были решены и вызвали настолько большие затруднения, что фирма прекратила опыты, считая дальнейшую работу в этом направлении нецелесообразной. [c.50] Были проведены также длительные испытания опытной установки на газогенераторном газе, показавшие возможность промышленного осуществления ее, однако такие установки являются дорогими и сложными и лишены известных преимуществ газотурбинных установок открытого цикла. Фирма считает, таким образом, что применение газовых турбин в настоящее время ограничено использованием лишь жидкого и газообразного топлива. [c.50] Вернуться к основной статье