- •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
Основные узлы камеры сгорания:
– жаровая труба (включает в себя зону горения и зону смешения);
– кожух или корпус камеры сгорания (ограничивает тракт вторичного воздуха);
– диффузор или входное устройство (снижает скорость потока со 100-120 м/с до 50-60 м/с);
– фронтовые устройства;
– завихрители (ряд радиальных лопаток на входе вокруг форсунки под некоторым углом к направлению движения воздуха обеспечивают его закрутку, интенсивную турбулизацию и перемешивание с топливом);
– стабилизаторы пламени (тела плохо обтекаемой формы на пути движения первичного воздуха в виде пластинчатых, конических или кольцевых диафрагм способствует созданию возвратных вихревых течений горячих газов, обеспечивая подвод тепла от зоны горения к притекающей свежей смеси топлива с воздухом, которая нагревается, непрерывно воспламеняется и устойчиво горит).
На фронтовых устройствах наряду с вышеуказанными процессами происходит дальнейшее снижение скорости потока воздуха до 15-25 м/с.
– топливные форсунки (обеспечение хорошего распыла, оптимальной протяженности зоны горения и полноты камеры сгорания).
– воспламенители (мини-камера сгорания с электрозапальной свечой).
Рис. 32. Изменение параметров потока в жаровой трубе.
Вопросы для самопроверки:
1. Назначение камеры сгорания.
2. Диаграмма процесса горения.
3. Распределение воздушного потока.
4. Типы камер сгорания.
5. Основные узлы камеры сгорания.
3.4 Системы топливного, пускового и импульсного газа. Назначение, состав, рабочие параметры.
Система топливного и пускового газа предназначена для подачи газа с требуемым давлением и в необходимом количестве к газоперекачивающим агрегатам.
Эта система включает:
а) трубопроводы и коллекторы с продувочными и дренажными устройствами,
б) регуляторы давления,
в) запорную и предохранительную арматуру,
г) расходомерные устройства для контроля расхода топливного газа на каждый агрегат и в целом по цеху,
д) свечи для стравливания газа,
е) сепараторы и фильтры-адсорберы топливного газа с продувочными и дренажными устройствами.
Отбирается газ в систему обычно из трех различных участков технологических коммуникаций компрессорного цеха:
а) из магистрального газопровода на узле подключения до и после крана 20, установленного на газопроводе между врезками всасывающего и нагнетательного трубопроводов компрессорного цеха;
б) из коллектора после пылеуловителей;
в) из выходного шлейфа компрессорного цеха.
Отбираемый из газопровода пусковой и топливный газ поступает на узел редуцирования, где установлены регуляторы давления. Топливный газ, кроме того, пропускается через сепараторы и фильтры-адсорберы с целью его осушки и очистки, а также через расходомерное устройство. Могут быть установлены также подогреватели топливного газа. От узла редуцирования пусковой и топливный газ подходит к газоперекачивающим агрегатам по двум различным системам трубопроводов. Пусковой газ подается к турбодетандерам для запуска турбоагрегатов в работу.
Одна из основных частей системы топливного и пускового газа – пункт редуцирования и установленные на нем регуляторы давления. Регуляторы давления предназначены для снижения и автоматического поддержания давления газа на заданном уровне.
Система импульсного газа обеспечивает его подачу к узлам управления и пневмоцилиндрам для перестановки кранов технологического, топливного и пускового газа, а также к контрольно-измерительным приборам и устройствам автоматического регулирования ГПА.
Импульсный газ отбирается из системы топливного и пускового газа до пункта редуцирования. Импульсные линии присоединяют к цилиндрам пневмоприводов с помощью гибких резиновых шлангов (рукавов) высокого давления.
Для обеспечения бесперебойной работы пневматических приводов и приборов импульсный газ предварительно очищают и осушают. Степень очистки и осушки импульсного газа должна быть такой, чтобы исключалось заедание и обмерзание рабочих исполнительных органов при температуре наружного воздуха до -50°С (-60°С для районов Крайнего Севера). В зимнее время следует использовать отбор импульсного газа от нагнетательного газопровода цеха.
Импульсным называется газ, отбираемый из технологических трубопроводов обвязки КС для использования в пневмогидравлических системах приводов запорной арматуры: пневмоприводных кранов технологического, топливного и пускового газов, для подачи газа к контрольно-измерительным и регулирующим приборам. В пневмогидравлической системе привода крана производится преобразование потенциальной энергии сжатого газа в механическую работу по перемещению запорного шарового узла.
Принципиальная схема импульсного газа приведена на рис.34. Существуют три точки отбора импульсного газа из технологических трубопроводов КС : отбор до и после крана №20; отбор из выходного трубопровода КС до узла охлаждения и отбор из входного трубопровода КС после узла очистки.
Далее трубопровод импульсного газа объединяется в общий коллектор и поступает на узел подготовки импульсного газа (УПИГ), где происходит его очистка и осушка.
В состав УПИГ входит следующее оборудование: фильтр-сепараторы, адсорберы, огневой подогреватель, газовый ресивер, запорная арматура, контрольно-измерительные приборы, трубопроводы и гибкие резиновые шланги.
Фильтр-сепараторы предназначены для очистки импульсного газа от механических примесей и влаги. Адсорберы предназначены для осушки импульсного газа путем поглощения воды, находящейся в газе. Поглощение осуществляется адсорбентом, находящимся в полости адсорберов. В качестве адсорбента используются силикагель или циолит. Степень очистки и осушки импульсного газа должна исключать заедание и обмерзание исполнительных органов при низких температурах наружного воздуха.
Рис. 34. Принципиальная схема импульсного газа.
Вопросы для самопроверки:
1. Назначение и состав системы топливного и пускового газа.
2. Точки отбора топливного и пускового газа.
3. Назначение и точки отбора импульсного газа.
4. Состав системы импульсного газа.