ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Фирма Дженерал Электрик из "Конструкции стационарных газотурбинных установок " Свою деятельность в области газотурбострое-ния фирма начала с производства авиационных газотурбинных двигателей. Во время второй мировой войны фирма выпустила два авиационных двигателя турбовинтовой типа ТО-100 и турбореактивный типа ТО-180. [c.127] Впоследствии на базе турбореактивного двигателя ТО-180 была создана газотурбинная установка мощностью 3500 кет. В январе 1949 г. эта установка была пущена на электростанции близ г. Оклахома, США. Подобная газотурбинная установка мощностью 4800 л. с. была использована в 1952 г. для локомотива и работала на мазуте. Первая газотурбинная установка для привода газового компрессора на магистральном газопроводе вступила в строй в 1952 г. Эта установка имела мощность 5700 л. с. В октябре 1950 г. на одной из электростанций США вступила в строй двухвальная установка с регенерацией мощностью 5000 кет. [c.127] К февралю 1958 г. фирмой было выпущено 220 газотурбинных установок общей мощностью 1 819 540 л. с. (табл. 4-2). [c.127] Номинальная мощность установки равна 3500 квт при температуре наружного воздуха 26,6° С на высоте 460 м над уровнем моря. К. п. д. установки, отнесенный к муфте турбины при работе на мазуте типа Бункер С , равен 17% (по низшей теплоте сгорания топлива). Температура газов на входе в турбину равна 760° С, степень повышения давления около 6,0. Установки такой конструкции могут выполняться мощностью от 3500 до 5000 квт при незначительном изменении некоторых параметров. [c.127] Расход воздуха осевого 15-ступенчатого компрессора при номинальной нагрузке 3500 квт равен приблизительно 20 кг/сек. Воздух из компрессора поступает в шесть камер сгорания, которые расположены вокруг корпуса, причем оси камер сгорания параллельны оси вала турбокомпрессорной группы (рис. 4-9). [c.127] Диски компрессора соединены друг с другом периферийными сквозными болтами, и их точное относительное положение обеспечивается втулками близ центра дисков. Между дисками у ободов имеются небольшие зазоры для обеспечения гибкости ротора и свободного расширения ободов дисков при нагревании. Для уменьшения веса установки и инерции ротора диски первых шести ступеней сделаны из алюминиевого сплава. Лопатки изготовлены из 13%-ной хромистой стали и имеют закрутку по закону свободного вихря . Часть лопаток цельнофрезерованные, другая часть сделана точной ковкой. Рабочие лопатки крепятся в осевые пазы типа ласточкина хвоста . Каждая группа ступеней имеет облопачивание одного типа с корневой подрезкой. Такая конструкция ротора компрессора хорошо зарекомендовала себя в авиационном двигателе типа ТО-180. Ротор компрессора стационарной установки выполнен более жестким, а следовательно, и более тяжелым. Направляющие лопатки крепятся в осевые пазы полуколец типа ласточкиного хвоста , которые заводятся в кольцевые пазы корпуса. Корпус компрессора имеет горизонтальную и вертикальную плоскости разъема. Для придания корпусу большей жесткости в вертикальной плоскости разъема устанавливается неразъемное кольцо. Входной патрубок компрессора сделан из алюминия и не имеет разъема. Выпускной патрубок компрессора стальной. [c.127] Дисковая конструкция ротора позволяет принять относительно высокие окружные скорости при умеренных напряжениях в дисках, что приводит к уменьшению числа ступеней компрессора. [c.127] При работе на мазуте типа Бункер С пуск установки осуществляется на дизельном топливе, а по достижении установившейся скорости холостого хода установка переходит на работу на мазуте. Перед употреблением мазут нагревается до 90— 150° С и очищается сепаратором или в фильтрах. [c.129] Выбор двухступенчатой турбины (рис. 4-10) определили два основных фактора 1) конструкция турбины получается значительно проще и компактнее, 2) температура металла лопаток, особенно первой ступени рабочих лопаток, значительно ниже, чем в многоступенчатых турбинах. Так, при температуре газов на входе в турбину 760° С температура рабочих лопаток первой ступени равна 625° С. Если, например, использовать реактивное облопачивание, то температура рабочих лопаток первой ступени девятиступенчатой турбины будет 738° С. [c.129] Кроме того, такое простое облопачивание дает возможность при одинаковой температуре металла лопаток увеличить температуру газов перед турбиной и применить эффективное охлаждение. Увеличение к. п. д. установки за счет увеличения начальной температуры газов превосходит некоторое его уменьшение из-за применения активного облопачивания первой ступени. Принятие довольно больших осевых скоростей газа в первой ступени привело к уменьшению высоты рабочих лопаток, а следовательно, и напряжений от центробежных сил. Это в свою очередь позволило еще несколько увеличить температуру газов перед турбиной. Для уменьшения выходных потерь скорость выхода газа из второй ступени была принята значительно ниже, чем скорость выхода газа из первой ступени, и применено реактивное облопачивание. Проточная часть турбины выполнена с постоянным средним диаметром облопачивания. [c.129] Аустенитный обод приварен к ферритному диску. Такая конструкция дисков оправдала себя в авиационных двигателях. Охлаждающий воздух к поверхности дисков поступает через диафрагмы. На роторе со стороны выпуска имеется вентилятор, который забирает воздух из атмосферы и подает на охлаждение выпускной части корпуса турбины. [c.129] Корпус турбины сделан из двух колец углеродистой стали, к ним на болтах крепится ряд небольших L-образных элементов из нержавеющей стали, которые образуют внутреннюю поверхность, воспринимающую действие горячих газов. Направляющие лопатки первой ступени привариваются к наружному кольцу и могут свободно двигаться в точно пригнанных отверстиях внутреннего кольца диафрагмы. Диафрагма не имеет разъема. Направляющие лопатки второй ступени приварены по внутреннему и наружному диаметрам к полукольцам диафрагмы. [c.129] Вспомогательный редуктор приводит тахометр, предельный регулятор скорости, масляный насос и регулятор топлива. Электрогидравли-ческий регулятор скорости имеет такую же конструкцию, как и регулятор для паровых турбин и двигателей внутреннего сгорания. Электрический тахометр через гидравлическую систему действует на регулятор подачи топлива, который изменяет расход в зависимости от нагрузки. Кроме предельного регулятора скорости, имеется еще ограничитель температуры уходящих газов. При прекращении горения, высокой температуре уходящих газов, увеличении температуры электрического генератора и смазочного масла и при падении давления масла ниже нормального включается звуковая сигнализация. [c.129] Вес турбокомпрессорной группы установки равен 9 т, общий вес установки с генератором, вспомогательным оборудованием и системами 27 т. [c.129] Между воздушным фильтром и входным патрубком компрессора устанавливается предвклю-ченный воздухоохладитель, конструкция которого аналогична конструкции стандартных воздухоохладителей электрических генераторов. В холодное время года трубные пучки убираются из воздухоохладителя и осушаются. При применении этого воздухоохладителя при высоких температурах наружного воздуха от 30 до 50° С мощность установки возрастает на 500—100 кет.. [c.129] При введении регенератора со степенью ре- Главный масляный насос имеет привод от генерации 75% к. п. д. установки увеличивается вспомогательного редуктора и расположен в с 21,1 до 28%. При работе на жидком топливе цистерне емкостью 3880 л. Масло под давлением отработавшие газы содержат в своем составе 1,76 ати поступает в подщипники газотурбин-твердые частицы, которые могут загрязнить ре- ной установки и приводимого ею механизма. В генератор. Поэтому был выбран гладкотрубный масляной цистерне имеется два маслоохладителя, регенератор. Каждый регенератор имеет 2500 каждый из которых может охладить все цирку-лруб из углеродистой стали с наружным диа- лирующее масло. В этой же цистерне расположен метром 25,4 мм. Расстояние между трубными вспомогательный масляный насос с приводом от досками равно 6,1 м при общей длине регенера- электродвигателя. [c.132] Расход воздуха и газа.. . 16,3 кг сек новки. Предел регулирования скорости равен 4%. [c.132] Температура воздуха на вы- уменьшает подачу топлива в камеры сгорания. [c.132] Консольные турбины имеют по одной ступени. Интересной особенностью этой установки является наличие поворотного направляющего аппарата перед турбиной низкого давления, управление которым осуществляется автоматически. [c.134] Трубчатый противоточный регенератор имеет 5500 трубок диаметром 31,8 мм, которые образуют поверхность нагрева, равную 4270 м . Вес регенератора 125 т. [c.134] Вернуться к основной статье