- •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
4. Нулевая точка.
При превышении давления в сети над нагнетателя (что может быть вызвано внезапным падением давления на всасе даже на 1-2 атм.), последний будет "задавлен" противодавлением и рабочая точка с большой скоростью уйдет в точку нулевой производительности (ситуация аналогична закрытию крана №2). Опасность такого режима в том, что после перехода из помпажной зоны (если не произошло аварийного останова от реле осевого сдвига или по предельным оборотам) в точку режим работы нагнетателя быстро стабилизируется и он продолжает спокойно и бесшумно работать без вибраций и стуков.
Замеряемые параметры не отличаются от нормы, хотя манометры на всасывающем и нагнетательном патрубках показывают "чужое" давление - статическое давление во всасывающем патрубке и статическое давление в магистрали. Поэтому рассчитываемая по этим данным степень сжатия нагнетателя фиктивна и ложно подтверждает нормальный режим работы. Действительная степень сжатия равна единице – нагнетатель перепада не создает. Ротор нагнетателя вращает один и тот же "ком" сжатого газа, который и преграждает путь обратному перетоку газа из нагнетающего коллектора во всасывающий.
Два варианта дальнейшего развития ситуации:
• Стоит остановиться ГТУ с открытыми кранами №1 и №2 и ротор нагнетателя превратиться в турбину, уходящую в разнос под магистральным давлением газа (случай уникальный, но возможный и имевший место в эксплуатации).
• Продолжение работы в таком режиме приводит к нагреву с темпом 7 град/мин. и грозит пожаром.
Путей попадания в т. всего два:
1. Помпаж
2. Неудачный пуск (с закрытыми байпасами) После помпажа при "скатывании" рабочей точки в т. резко возрастают обороты СТ двигателя, что должно приводить к аварийной остановке ГТУ, но тоже не всегда. Стабилизация оборотов может произойти достаточно быстро и заброс остаться незамеченным персоналом.
При попадании нагнетателя в т. – немедленно остановить! Теоретически нагнетатель можно вывести из нулевой точки байпасированием (по алгоритму пуска), но делать этого нельзя, так как был переход через помпажный режим, причину которого надо установить, чтобы в него не попали остальные ГПА.
Нагнетателю, претерпевшему перегрев свыше 100°С, грозит коробление внутренних закладных деталей и выход их из строя. Возможна необратимая деформация или искривление вала ротора с потерей балансировки.
После перегрева:
• нагнетатель нельзя сразу после остановки вскрывать или ослаблять крепежные гайки;
• как можно медленнее охладить нагнетатель в естественных условиях при отсутствии сквозняков или вентиляции (возможно до нескольких суток);
• в процессе охлаждения ротор проворачивать минимум раз в смену на несколько оборотов, каждый раз оставляя его в разных положениях;
• разбирать нагнетатель можно только после его полного охлаждения до температуры окружающей среды.
5. Зона низких степеней сжатия
Максимальная объемная производительность достигается при степени сжатия равной единице (вентиляторный режим). Практически это режим с и ниже.
Направление абсолютной скорости газа на выходе из рабочего колеса приближается к радиальному. Лопатки диффузора почти полностью теряют свое назначение как направляющие элементы потока газа, так как становятся помехой на пути его выхода из рабочего колеса. Газ ударяется в лопатки диффузора, создавая беспорядочный вихреобразный поток - безвозвратно расходуется энергия и резко падает к.п.д.
Внешние проявления:
• Непрерывные толчки и стуки
• Повышенный шум и вибрация
На роторе беспорядочные знакопеременные осевые нагрузки. В таком режиме перегружаются и даже выходят из строя опорные и особенно упорные подшипники. Весьма вероятно срабатывание защиты по осевому сдвигу.
Работа в этом режиме недопустима.
Любые аварийные ситуации, связанные с нарушением режимов работы нагнетателя происходят только вследствие перехода рабочей точкой границ устойчивых режимов