- •Оглавление
- •Введение.
- •Тепловые двигатели и история создания гту
- •Принятые сокращения
- •1 Принципиальные схемы газотурбинных установок
- •1.1 Газоперекачивающий агрегат: состав, виды приводов и систем гту
- •1.2 Принципиальные схемы гту, их преимущества и недостатки
- •Принципиальные схемы гту.
- •1.3 Основы термодинамики, теплотехники и рабочие процессы гту. Циклы гту в координатах р-V, t-s диаграммах.
- •Энтальпия.
- •Энтропия.
- •2 Осевые турбомашины
- •2.1 Осевой компрессор, назначение, типы. Состав. Газовая динамика осевого компрессора
- •Конструкция лопатки.
- •Опоры (подшипники) ротора.
- •Лабиринтные уплотнения.
- •Газовая динамика осевого компрессора.
- •2.2 Газовая турбин, назначение, классификация по принципам работы. Основные узлы. Режимы работы. Газовая динамика турбины Газовая турбина.
- •Охлаждение деталей турбины.
- •Газовая динамика турбины.
- •2.3 Система запуска гту. Валоповоротные устройства (впу). Валоповоротное устройство.
- •Работа валоповоротного устройства двигателя гтк-10-4.
- •2.4 Турбодетандер. Назначение и режимы работы Турбодетандер гтк-10-4.
- •Работа турбодетандера и управление кранами на пусковом газе.
- •3. Топливная система гту
- •3.1 Назначение топливной системы и основные функции.
- •3.2 Горение топлива газотурбинных установок. Физические и химические процессы.
- •Горение газообразного топлива
- •3.3 Камера сгорания. Назначение, типы, коэффициент избытка топлива. Основные узлы кс и рабочие процессы. Камера сгорания.
- •Типы камер сгорания.
- •Основные узлы камеры сгорания:
- •3.4 Системы топливного, пускового и импульсного газа. Назначение, состав, рабочие параметры.
- •3.5 Способы регулирования гту.
- •3.6 Совмещенная характеристика ок и гт (одновальная)
- •4. Маслосистема газотурбинной установки.
- •4.1 Система маслоснабжения гту, назначение, функции и состав.
- •5 Центробежный нагнетатель
- •5.1 Назначение, типы, состав
- •Состав нагнетателя.
- •Повышение давления в центробежном колесе.
- •Принцип повышения давления в центробежном колесе
- •5.2 Рабочая характеристика нагнетателя, характерные точки и зоны. Пуск нагнетателя
- •2. Критическая точка с зоной помпажа.
- •4. Нулевая точка.
- •5. Зона низких степеней сжатия
- •Пуск нагнетателя
- •6 Конструкция газотурбинного двигателя гтк -10-4
- •6.1 Технические данные гтк-10-4, основные узлы
- •6.2 Блок турбогруппы: компрессор, передний блок, турбины, рама-маслобак, подшипник силового ротора.
- •Осевой компрессор
- •Передний блок
- •Вкладыши ротора турбокомпрессора
- •Средний подшипник
- •Переднее лабиринтное уплотнение
- •Заднее лабиринтное уплотнение.
- •Сбросные клапаны
- •Рама – маслобак
- •Турбины твд и тнд
- •Корпус турбин
- •Передняя часть корпуса
- •Диффузор
- •Выхлопные патрубки
- •Диафрагма с уплотнением
- •Обойма направляющих лопаток турбины
- •Диск турбины высокого давления
- •Ротор силовой турбины
- •Переднее уплотнение турбины
- •Уплотнение силовой турбины
- •Подшипник силового ротора
- •Вкладыши подшипника силового ротора
- •Импеллер
- •Муфта зубчатая
- •Воздухоподогреватель
- •6.3 Камера сгорания
- •6.4 Маслосистема гтк-10-4 Назначение системы маслоснабжения
- •Работа системы
- •Параметры работы системы
- •Узлы системы маслоснабжения Главный маслонасос
- •Инжектор главного маслонасоса
- •Пусковой маслонасос смазки
- •Сдвоенный обратный клапан
- •Регулятор давления "после себя"
- •Маслоохладитель
- •Фильтр масляный
- •Резервный маслонасос смазки
- •Система отсоса масляных паров
- •Рама-маслобак
- •6.5 Система автоматического регулирования и защиты
- •Функции системы автоматического регулирования
- •Состав системы автоматического регулирования
- •Воздушные связи
- •Устройство системы регулирования
- •Агрегаты (назначение, конструкция, принцип работы). Регулятор скорости.
- •Принцип работы.
- •Стопорный клапан
- •Принцип работы
- •Регулирующий клапан
- •Принцип работы
- •Ограничитель приемистости
- •Принцип работы
- •Выпускной воздушный клапан
- •Принцип работы.
- •Отсечной золотник
- •Регулирующее устройство турбодетандера
- •Принцип работы регулирующего устройства.
- •Принцип работы.
- •Импеллер
- •Принцип работы
- •Реле осевого сдвига
- •Принцип работы
- •Автоматы безопасности
- •Реле давлении воздуха
- •Принцип работы
- •Золотник с электромагнитным приводом малоинерционного регулятора температуры (мирт).
- •Предпусковое состояние системы регулирования
- •Работа системы регулирования при пуске турбины
- •Работа системы регулирования при поддержании заданной скорости силового вала
- •Работа системы регулирования при остановке турбины
- •7 Техническая эксплуатация гтк-10-4
- •7.1 Система технического обслуживания и ремонта гпа.
- •Регламент технического обслуживания
- •7.2 Особенности эксплуатации гтк-10-4 при отрицательных температурах
- •7.3 Очистка ок в процессе эксплуатации
- •7.4 Пути совершенствования гту
- •7.5 Современные гпа применяемые на компрессорных станциях.
- •Газотурбинная установка гту-16п
- •Агрегат газоперекачивающий
- •Агрегат газоперекачивающий
- •Литература
Газовая динамика турбины.
Газовая турбина – двигатель, в лопаточном аппарате которого преобразуется Еп в Ек, которая затем преобразуется при непрерывном вращении рабочего колеса и передается на вал.
Турбина, в которой поток рабочего тела движется параллельно валу, называется аксиальной.
Турбина, в которой поток рабочего тела движется перпендикулярно валу, называется радиальной.
Основными элементами газовой турбины являются турбинная ступень – совокупность последовательно расположенных НА и вращающихся рабочих решеток.
Решетка – совокупность лопаток (рабочих или направляющих), расположенных с одним и тем же шагом под одинаковым углом.
Рис. 22. Состав ступени турбины.
Сосуд, из которого вытекает жидкость, испытывает силу реакции в направлении, противоположному вектору ускорения вытекающей струи.
Точно также в рабочем лопаточном аппарате вследствие ускорения в нем потока возникает сила реакции. Если поток в рабочем колесе получает ускорение в направлении обратном вектору окружной скорости, то сила реакции действует в сторону вращения.
Таким образом, вращающий момент на рабочем колесе появляется как вследствие изменения направления скорости потока, так и благодаря силам реакции, возникающей под влиянием изменения величины относительной скорости.
Форма профиля выбирается в соответствии с треугольником скоростей при выходе из рабочего колеса.
По принципу преобразования энергии турбины подразделяются:
– Ступени или турбины в целом, в которых давление изменяется и в соплах и на рабочих лопатках, - называются реактивными;
– Ступени или турбины в целом, в которых давление потока продуктов сгорания на рабочих лопатках остается неизменным, - называются активными.
Рис. 23. Принципиальные схемы турбин. Газовая динамика турбин.
Межлопаточный канал – пространство между соседними профилями.
Направляющий аппарат (сопловой аппарат) служит для создания определенного направления потока по α1. Рабочее колесо (РК) обтекается со скоростью W1 направленной под углом β1. Продукты сгорания поступают на НА со скоростью С0, так как межлопаточные каналы выполнены конфузорными в результате расширения скорость потока возрастает, то есть Еп преобразуется в Ек в пределах НА.
На рабочем колесе часть Ек преобразуется в механическую работу, в результате которой абсолютная скорость уменьшается до С2, а относительная скорость W1 за счет конфузорности возрастает до W2. По закону сохранения энергии она переходит из одной в другую. При обтекании лопаток рабочего колеса вследствие несимметричности профилей на вогнутой поверхности возникает повышение давления, а на выпуклой – понижение.
Рис. 24. Распределение скоростей в турбине.
В направляющем аппарате за счет конфузорности абсолютная скорость возрастает до С1, соответственно потенциальная энергия переходит в кинетическую. Далее поток продуктов сгорания поступает в рабочее колесо, где С1 падает до С2 за счет совершения некоторой работы вращения, а W1 возрастает до W2 за счет конфузорности канала.
Вращение рабочего колеса осуществляется как за счет поворота потока, так и за счет силы реакции, возникающей от относительной скорости и направленной противоположно ей.
Уравнение Бернулли
где |
P |
– |
статическое давление, |
|
|
– |
динамическое давление. |
|
|
– |
подъемная сила |
где |
Су |
– |
коэффициент подъёмной силы, |
|
S |
– |
площадь лопатки. |
Вопросы для самопроверки:
Что такое газовая турбина? Из чего состоит?
Как и для чего осуществляется охлаждение деталей турбины?
Рассказать о газовой динамике турбины.