|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Назначение и описание установки ⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5
Прототипом для проектирования газотурбинной установки мощностью 33 МВт послужила ГТУ- “Ладога”. ГТУ мощностью 32 МВт входит в состав ГПА и служит приводом центробежного нагнетателя природного газа. Газотурбинная установка выполнена по открытому циклу с однокаскадным компрессором и свободной силовой турбиной.
В результате проведенных расчетов были получены следующие технические характеристики для установки мощностью 32МВт:
ЛАДОГА –высокотехнологичная ГТУ российского производства для условий эксплуатации любой сложности. В 2008 году ЗАО “РЭПХ” приобрело у GE Oil & Gas (Nuovo Pignone S.p.A.) лицензию на производство и продажу в России газовой турбины MS5002E мощностью 32 МВт. Сегодня ЗАО " РЭПХ" имеет все необходимое для того, чтобы производить ГПА-32 32 " Ладога" и предложить российскому рынку технологически совершенное изделие для наиболее сложных условий эксплуатации в промышленности – как с точки зрения производственных возможностей, так и с точки зрения технологий. " Ладога" является машиной класса 32 МВт, спроектированной для достижения высокого КПД, низких вредных выбросов, высокой надежности и эксплуатационной готовности.
Рис. 14. Конструкция ГТУ – “Ладога” мощностью 32МВт Основные элементы установки Однокаскадный осевой компрессор Компрессор является 15 – ступенчатым, с высоким коэффициентом сжатия (22: 1) и осевым потоком, представляя собой увеличенный вариант компрессоров, применявшихся в ранее выпущенных моделях газовых турбин производства GE Oil & Gas. Осевой компрессор отличается прочностью и высокими рабочими характеристиками. При номинальной частоте вращения 6022 об/мин. расход воздуха составляет 119 кг/с. Входные направляющие аппараты (ВНА), статорные лопатки первой и второй ступени – регулируемые, с гидравлическим приводом. Вдоль потока имеются два отверстия отбора газа: отбор после 4 ступени используется для охлаждения колеса ТНД и уплотнения подшипников, а отбор с 7 ступени используется для охлаждения и исключения помпажа во время пуска и остановки. Корпуса компрессора имеют горизонтальный разъём, что позволяет выполнять обслуживание в условиях площадки. Передний впускной корпус служит опорой для подшипника, представляющим собой комбинированный опорно-упорный подшипник. Материалы изготовления: чугун для впускного корпуса, чугун с шаровидным графитом для промежуточного корпуса и литая сталь для выхлопного корпуса компрессора. Чертеж проточной части компрессора представлен на рис. 15.
Рис. 15. Проточная часть компрессора: 1 – входной направляющий аппарат; 2 – рабочее колесо; 3 – стяжной болт; Камера сгорания Камера сгорания – трубчато-кольцевая с обратным потоком, имеет шесть жаровых труб, смонтированных на выхлопном корпусе компрессора. Она была разработана на базе низкоэмиссионной сухой камеры сгорания DLN2 компании GE Oil & Gas. В настоящий момент она эксплуатируется на более чем 700 машинах класса F и ее общая наработка на установленном парке оборудования составляет свыше 11 000 000 часов. Конструкция и материалы камеры сгорания имеют увеличенный срок службы благодаря пониженной температуре горения. В настоящее время машина рассчитана на использование газообразного топлива, однако в будущем будет возможно использование жидкого топлива. В каждой жаровой трубе имеется 5 топливных сопел. Топливные сопла содержат трубку предварительного смешивания, где топливный газ и воздух, перед их поступлением в зону первичного горения, смешиваются вместе, а также центральный корпус с контуром топливного газа для диффузионного режима горения. В диффузионном режиме камера сгорания работает в условиях нагрузки ниже 50%, а в режиме предварительного смешивания – при нагрузках более 50%, при этом уровень содержания NOx в выбросах составляет 18 ppm. Система подачи топливного газа оборудована несколькими клапанами регулирования газа, которые обеспечивают подачу топлива в различные контуры газа. Во время работы в режиме предварительного смешивания поддерживается точное распределение горючей смеси между различными потоками, за счет чего обеспечиваются как низкие выбросы, так и низкая динамика горения. В кольцевых камерах сгорания (рис. 16) зона горения I имеет форму кольцевой полости, которая образуется цилиндрами 1 и 2. Два других соосно расположенных цилиндра (9 и 8) составляют кожух камеры. Первичный воздух через воздухоподводящее устройство поступает в зону горения I. Вторичный воздух направляется по кольцевым зазорам 6 и 7 к смесительным насадкам 5, через которые поступает в зону II, где смешивается с продуктами сгорания, понижая тем самым их температуру. В воздухоподводящем устройстве 4 на входе в зону горения по всей окружности расположены форсунки 3. За счет этого обеспечивается хорошее перемешивание топлива с воздухом и горение по всему кольцевому пространству.
Турбина При расширении газов на каждом валу турбины создается мощность, частично затрачиваемая (больше половины всей мощности) ТВД и ТНД на работу воздушного компрессора, а остаток мощности на привод нагнетателя природного газа. Выбор числа ступеней служит основным критерием при проектировании турбины. С ростом числа ступеней возрастают размеры и стоимость турбины, усложняется конструкция элементов и организация их охлаждения, но повышается к.п.д. проточной части. Турбина ГТУ – “Ладога” мощность 32 МВт состоит из пяти ступеней, что обеспечивает необходимое распределение нагрузок. Для повышения технологичности проточная часть раскрывается при постоянном корневом диаметре.
Рис.61. Продольный разрез турбины ГТУ – “Ладога” мощностью 32МВт: 1 - ротор газогенератора; 2 – ротор свободной турбины Турбина высокого давления (ТВД) Двухступенчатая осевая ТВД реактивного типа была разработана для обеспечения высокого КПД в широком диапазоне мощности. Она состоит из трёх турбинных колес, СА первой, второй и третьей ступени, а также турбинных корпусов. СА ступеней ТВД имеют воздушное охлаждение (конвекционного и пленочного типа) выходным воздухом компрессора, проходящим сквозь каждую лопатку. РЛ ступеней ТВД охлаждаются воздухом компрессора, проходящим через корень и хвостовик каждой РЛ.
Турбина низкого давления (ТНД) или силовая турбина. Силовая турбина имеет такую же общую компоновку, применяемые материалы и механическую конструкцию, что и турбина PGT25+ GE Oil & Gas, установленный парк которой насчитывает свыше 80 ГТУ, с наработкой свыше 500 000 часов. Профиль потока и аэродинамические поверхности были перепроектированы с целью двадцатипроцентного увеличения воздушного потока по сравнению с PGT25+. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате проведенных расчетов были получены следующие технические характеристики для установки мощностью 32МВт:
Расход воздуха через компрессор, кг/с……………………………………119 Число ступеней компрессора………………………………………………15 Число ступеней ТВД………………………………………………………..3 Число ступеней ТНД………………………………………………………..2
Список литературы 1.Лапшин К.Л. Математические модели проточных частей в проектировочных газодинамических расчетах осевых тепловых турбин на ЭВМ: Учебное пособие. СПб.: изд. СПбГПУ, 2014.- 61 с. 2.Ю. С. Подобуев. Приближенный расчет центробежного компрессора 3.Жирицкий Г.С., Локай В.И., Максутова М.К. Газовые турбины двигателей летательных аппаратов. Л: Машиностроение, 1971. 4.Л.В.Арсеньев, В.А.Рассохин, С.Ю.Оленников, Г.Л.Раков. Расчет тепловой схемы ГТУ: Учебное пособие. Ленингр. гос.техн.ун-т. СПб, 1992.-64с. 5. М.Е.Дейч, Г.А.Филиппов, Л.Я.Лазарев. Атлас профилей решеток осевых турбин: Учебное пособие. М. Машиностроение, 1965. – 96 с.
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-12; Просмотров: 3845; Нарушение авторского права страницы
