Основные данные газотурбогенератора

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

Газотурбогенератор предназначен для преобразования потенциальной энергии газа, полученной от сжигания топлива, в механическую работу турбины с последующим ее преобразованием в электрическую.

Газотурбогенераторная (ГТГ) установка (рисунок 4.1) служит для снабжения судовых механизмов и устройств электроэнергией и состоит из газотурбинного двигателя 1, редуктора 2 и электрогенератора 3, смонтированных на одной раме.

Отработавший в ГТД газ через выхлопную трубу 4 поступает в атмосферу.

Основные данные газотурбинного двигателя,

Его элементов и систем

4.3.1. Общее описание

Газотурбинный двигатель ГТД-ЗФ является турбовинтовым, вырабатываемая энергия передается через трансмиссии и редуктор на электрогенератор. Двигатель состоит из следующих основных узлов:

- лобового картера;

- компрессора;

- камеры сгорания;

- компрессорной турбины;

- свободной турбины;

- топливной системы;

- системы запуска;

- системы смазки двигателя;

- противообледенительной системы.

Конструктивная схема - двухвальная, с семиступенчатым осецентробежным компрессором, двухступенчатой осевой компрессорной турбиной, одноступенчатой свободной турбиной (рисунок 4.2).

1- газотурбинный двигатель; 2 – редуктор; 3 – электрогенератор;

4 – выхлопная труба

Рисунок 4.1 – Газотурбогенератор

1 – воздухозаборник; 2 – осецентробежный компрессор; 3 – камера сгорания; 4– турбина компрессорная; 5 – турбина свободная для привода электрогенератора; 6 – патрубок выхлопной; 7 – пусковой электродвигатель

Рисунок 4.2 - Схема двигателя ГТД-3Ф

Направление вращения роторов, если смотреть на двигатель со стороны турбины: компрессора – левое, свободной турбины – правое.

Компрессор, производительностью 4, 65 кг/с, повышает давление воздуха в 6, 5 раз и подает его в камеру сгорания. В камере сгорания воздух смешивается с распыленным топливом, поступающим через рабочую вращающуюся форсунку. Воспламенение смеси при запуске происходит от запального устройства, состоящего из пусковой форсунки и электрической свечи, образовавшиеся в камере сгорания газы при температуре 869 °С и давлении 0, 635 МПа поступают в турбину компрессора (степень понижения давления 2, 83), а затем на свободную турбину (степень понижения давления 1, 98) со шлицевым валом.

Номинальная частота вращения компрессорной турбины 430 с^-1, частота вращения свободной турбины на всех режимах 320 с^-1.

4.3.2. Описание узлов двигателя

Лобовой картер - служит для размещения переднего шарикоподшипника ротора компрессора и для установки приводов агрегатов, обслуживающих двигатель. Установленные спереди бак и обтекатель стартер-генератора совместно с корпусом картера образуют кольцевой канал для входа воздуха в компрессор (воздухозаборник).

На правой крышке лобового картера размещены насос - регулятор и датчик тахометра, а на левой - масляный насос и центробежный суфлер. Спереди к корпусу лобового картера крепится стартер-генератор. В верхней части корпуса имеется прилив, к которому монтируется масляный фильтр тонкой очистки. На заднем фланце внизу устанавливается сигнализатор давления.

Компрессор - осецентробежный, семиступенчатый (последняя ступень - центробежная). Ротор компрессора барабанно-дисковой конструкции. Соединение лопаток с дисками ротора осуществляется с помощью замков типа " ласточкин хвост". Передний подшипник - шариковый, задний - роликовый. Статорные лопатки в корпусе закреплены консольно при помощи цилиндрических хвостиков с резьбой, которые входят в радиальные отверстия корпуса и затем затягиваются гайками. На среднем корпусе компрессора расположены: автомат запуска и разгона, кран аварийного управления, две катушки зажигания. На заднем корпусе компрессора расположены топливный фильтр тонкой очистки, клапан постоянного давления и электромагнитный клапан для управления перепускным клапаном.

Камера сгорания - кольцевая с вращающейся центробежной форсункой открытого типа состоит ид силового корпуса, наружного и внутреннего кожухов. На силовом корпусе установлены два запальных устройства, состоящих из топливной форсунки и свечи, дренажный клапан и автоматически работающий клапан перепуска воздуха за компрессором.

Подвод топлива во вращающуюся форсунку осуществляется через топливные отверстия в неподвижной лабиринтной втулке.

Компрессорная турбина - двухступенчатая, осевая служит для привода компрессора и агрегатов. Турбина состоит из ротора, сопловых аппаратов первой и второй ступени и корпуса турбины с корпусом подшипника. Передней опорой ротора является цилиндрическая шейка заднего вала компрессора. Задней - роликовый подшипник. Осевые усилия ротора турбины передаются замком " пушечного" типа ротору компрессора. Соединение рабочих лопаток с дисками осуществляется с помощью замков " елочного" типа, охлаждаемых воздухом. Сопловой аппарат первой ступени состоит из 21 полой лопатки, приваренных к наружному кольцу. Внутри лопаток проходит воздух в первичную зону горения камеры сгорания. Сопловой аппарат второй ступени наборной, неохлаждаемый. Силовые элементы корпуса защищены от действия высоких температур экранами, под которыми циркулирует охлаждающий воздух.

Свободная турбина - осевая, одноступенчатая. Состоит из ротора, соплового аппарата, корпуса турбины и корпуса подшипников. Передний подшипник шариковый, задний - роликовый, сопловые лопатки приварены к наружному кольцу. На корпусе турбины имеется привод для регулятора числа оборотов и подкачивающего насоса. Для охлаждения ротора, подшипниковых опор и других деталей свободной турбины на конце вала ротора установлен центробежный вентилятор. На шлицевом вале ротора устанавливается муфта. Полость, образованная кожухом и горячими частями двигателя, продувается наружным воздухом от отдельно расположенного вентилятора.

Свободная турбина через специальную муфту, трансмиссию и редуктор передает мощность на электрогенератор.

4.3.3. Описание систем двигателя

Топливная система и система автоматического регулирования (рисунок 4.3) предназначены для автоматического запуска двигателя и регулирования подачи топлива на установившихся и переходных режимах его работы. Топливная система включает в себя: топливные баки, подкачивающие насосы, фильтр грубой очистки, установленные на судне, и установленные на двигателе подкачивающий насос, фильтр тонкой очистки, клапан постоянного давления, топливный насос-регулятор, автомат запуска и разгона, регулятор оборотов свободной турбины, кран аварийного управления топливом, форсунки запальных устройств, центробежную форсунку и трубопроводы.

Система запуска - обеспечивает запуск от аккумуляторов и включает в себя: стартер-генератор, катушки зажигания, пусковые свечи, сигнализатор давления и установленные отдельно автоматическую панель пуска стартер-генератора, регулятор напряжения, выносное сопротивление, автомат защиты от перенапряжения, комплексный аппарат, контакторы, кнопки, выключатели, переключатели и электропроводку.

Система смазки - состоит из маслобака, маслонасоса, имеющего одну нагнетающую и четыре откачивающих ступеней, фильтров грубой и тонкой очистки, центробежного суфлера, трубопроводов, установленных на двигателе, и маслорадиатора, установленного отдельно.

Противообледенительная система - предназначена для предотвращения образования льда на элементах входного устройства двигателя в условиях низких температур и большой влажности воздуха. Система включает в себя: обогрев входной части и внутренней поверхности маслобака; обогрев обтекателя и стоек обтекателя стартер-генератора электрическим нагревательным элементом; обогрев лопаток входного направляющего аппарата компрессора горячим воздухом.

4.3.4. Регулирование режимов работы газотурбогенератора – с пульта управления в ЦПУ с помощью автоматической системы регулирования, основными элементами которой являются (рисунок 4.3):

- автомат запуска и разгона 9;

- основной регулятор оборотов свободной турбины 14;

- топливный насос-регулятор 11;

- основная топливная форсунка ГТД 13;

- кран аварийного управления топливом 12;

- клапан постоянного давления 8.

Судовые газотурбогенераторы по характеру эксплуатационных условий отличаются от главных судовых ГТД, работающих на движитель судна. Для привода электрогенератора требуется поддержание постоянного числа оборотов ГТД при любых нагрузках, при этом мощность ГТД-привода может изменяться в широком диапазоне с поддержанием постоянной частоты вращения электрогенератора (n=const).

Оформление отчета

Отчет должен содержать краткое описание газотурбогенератора, ГТД, его элементов и систем.

4.5. Контрольные вопросы

1. Каково назначение элементов газотурбогенератора?

2 Каковы конструктивные особенности элементов газотурбинного двигателя?

3 Каково назначение элементов топливной системы, путь топлива?

4. Дайте характеристику системам запуска, смазки и противообледенительной.

5. Каковы особенности работы газотурбогенератора?

Лабораторная работа № 4

«СОСТАВ И КОНСТРУКЦИЯ паровой

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒