Глава 12 - Системы ГТД

фильтроэлементов аналогична вышеописанной. Внутри стаканов установлены тарельчатые перепускные клапаны 4 и 5. Кроме того, фильтр оборудован электрическим сигнализатором перепада давления 9 и краном 8 для слива топлива.

При работе двигателя топливо от входного фланца параллельными потоками поступает в оба стакана, проходит через фильтроэлементы и, соединяясь, отводится через выходной фланец. Фильтр рассчитан на максимальный расход топлива до 50000 л/ч. Корпус фильтра выполнен из алюминиевого сплава, стаканы – из титановых сплавов, остальные детали – из легированных сталей.

В отличие от основного топливного фильтра вспомогательные фильтры имеют меньшие размеры, и их конструкция может быть существенно проще. На Рис. 12.2.1.7_3 представлен фильтр, устанавливаемый на входе в агрегат распределения топлива и выполняющий защитные функции по предотвращению попадания в указанный агрегат механических частиц в случае их вымывания из топливомасляного теплообменника. Фильтр обеспечивает номинальную тонкость фильтрации 35 мкм, абсолютную – 40 мкм. Максимальный расход топлива через фильтр 10000 л/ч. Фильтроэлемент в эксплуатации не обслуживается.

Конструктивно фильтр состоит из корпуса 2 и двух крышек 1 и 7 со штуцерами подвода и отвода топлива. Крышка 1 является одновременно деталью фильтроэлемента - к ней приварен труб- чатый каркас 3 с окнами 4. С другой стороны кар-

Рисунок 12.2.1.7_3 - Вспомогательный топливный фильтр 1, 7 – крышки; 2 – корпус;

3 – каркас; 4 – окно; 5 – фильтрующая сетка; 6 – опора; 8, 9 – кольца уплотнительные резиновые

кас приварен к опоре 6. Вокруг каркаса в один слой обернута фильтрующая сетка 5. Для повышения прочности фильтрующая никелевая сетка помещена между слоями более грубой защитной сетки из латунной проволоки. Сетки крепятся к каркасу по краям с помощью кольцевых паяных швов. Продольный стык сеток также пропаивается. Уплотнение фильтра выполнено с помощью резиновых колец 8 и 9. Корпус фильтра и крышка 7 изготавливаются из титановых сплавов, детали фильтроэлемента – из легированных сталей.

Более подробные сведения по конструкции и характеристикам фильтров, а также вопросы их проектирования изложены в специальной литературе [12.2.4.1, 12.2.4.4, 12.2.4.8].

12.2.2 - Особенности топливных систем ГТУ

12.2.2.1 - Назначение топливной системы

Топливная система предназначена для пода- чи топлива в КС ГТУ на всех режимах работы.

12.2.2.2 - Выбор топливной системы и ее элементов

Основными параметрами, определяющими выбор топливной системы ГТУ [12.2.4.9, 12.2.4.10, 12.2.4.11] и ее элементов, являются:

-виды применяемых топлив;

-максимальный расход топлива в КС;

-максимальное давление газа в камере сгорания ГТУ.

Виды применяемого топлива (газ, жидкость) определяют состав элементов (агрегатов) топливной системы.

При использовании газообразного топлива топливная система включает в себя:

-стопорный клапан первый;

-стопорный клапан второй;

-дозатор газа;

-трубопроводы;

-форсунки КС.

На Рис. 12.2.2_1 показана схема топливной системы ГТУ, работающей на природном газе.

При использовании жидкого топлива в состав топливной системы входят:

-подкачивающий насос (при необходимости);

-топливный фильтр;

-насос высокого давления;

-дозатор жидкого топлива,

754

Глава 12 - Системы ГТД

Рисунок 12.2.2_1 - Схема топливной системы ГТД наземного применения, работающего на газообразном топливе

Рисунок 12.2.2_2 - Схема топливной системы ГТД наземного применения, работающего на жидком топливе: УПФ - устройство переключения фильтров; Ф1, Ф2, Ф3 - фильтры топливные; ЗК1, ЗК2 - запорные клапаны

Рисунок 12.2.2_3 - Схема топливной системы двухтопливного ГТД наземного применения УПФ - устройство переключения фильтров; Ф1, Ф2, Ф3 - фильтры топливные; ЗК1, ЗК2 - запорные клапаны

755

Глава 12 - Системы ГТД

-распределитель топлива по контурам форсунок (для многоконтурных форсунок);

-форсунки КС;

-трубопроводы

Необходимость применения подкачивающего насоса определяется величиной располагаемого давления топлива на входе в топливную систему ГТУ

èвеличиной требуемого давления на входе в насос высокого давления. Кроме того, в состав топливной системы ГТУ могут входить теплообменники, использующие топливо в качестве хладоагента.

На Рис. 12.2.2_2 показана схема топливной системы ГТУ, работающей на жидком топливе.

Топливная система двухтопливных ГТУ вклю- чает себя перечисленные выше элементы топливной системы ГТУ, работающей на газообразном топливе, и элементы топливной системы ГТУ, работающей на жидком топливе. Дополнительно в топливную систему двухтопливных ГТУ входят запорные клапаны и/или клапаны переключения, обеспечивающие переход с жидкого топлива на газообразное

èнаоборот.

На Рис. 12.2.2_3 показана схема топливной системы энергетической ГТУ, работающей на газообразном и жидком топливе.

Максимальный расход топлива в камеру сгорания определяет типоразмер основных элементов топливной системы ГТУ: отсечные клапаны, дозаторы, насосы, трубопроводы, фильтры, распределители топлива.

По характеристике топливных форсунок GÒ = f(∆PÔ) для максимального расхода топлива GÒ ÌÀÕ определяется максимальный перепад давле-

ния на топливных форсунках ∆PÔÌÀÕ. Зная максимальное давление газа в камере сгорания ГТУ

è ∆PÔÌÀÕ. можно определить максимальную потребную величину давления топлива перед топлив-

ными форсунками:

PÒÌÀÕ = PÊÌÀÕ. +∆PÔÌÀÕ.

Для топливной системы ГТУ, работающей на газе, величина PÒÌÀÕ определяет (с учетом потерь давления топливного газа в трубопроводах и в выбранных агрегатах) величину минимально-допусти- мого давления топливного газа на входе в систему топливопитания ГТУ (из системы подготовки газа).

Для топливной системы ГТУ, работающей на жидком топливе, величина PÒÌÀÕ определяет напорность насоса высокого давления (величину давления топлива за насосом высокого давления) с уче- том потерь давления топлива на участке топливной системы после насоса высокого давления до форсунок.

12.2.2.3 - Основные характеристики топливной системы

Характеристики топливной системы определяются назначением ГТУ и видом применяемых топлив. ГТУ для привода центробежных нагнетателей природного газа в качестве топлива используют природный газ. ГТУ для привода турбогенераторов

âкачестве топлива используют газообразное топливо (природный газ) и жидкое топливо (дизельное, газотурбинное).

Возможность использования других видов топлива (попутный газ, генераторный, доменный, коксовый и др. газы; реактивные топлива ТС-1, РТ и т.д.) с отличающимися характеристиками согласуется между разработчиком и заказчиком.

Основные характеристики топлива на входе

âтопливную систему ГТУ:

-давление,

-температура,

-чистота,

-содержание коррозионно-опасных реагентов.

Кроме того, параметрами, характеризующими топливную систему ГТУ, являются:

-максимальный расход топлива в КС,

-характеристика топливных форсунок

GÒ = f(∆PÔ).

Для топливных систем ГТУ, работающих на жидком топливе, существенными являются параметры, определяющие тепловое состояние топливной системы. К этим параметрам относятся:

-мощность приводных топливных насосов;

-количество тепла, передаваемого в топливо теплообменниками, установленными в топливной системе;

-расход топлива в камеру сгорания на характерных эксплуатационных режимах.

12.2.2.4 - Работа топливной системы

Работу топливной системы рассмотрим на примере топливной системы ГТУ, работающей на газообразном топливе (см. Рис. 12.2.2_1).

Топливо из системы подготовки газа подводится к первому отсечному клапану. При наличии сигнала из САУ на открытие этого клапана топливный газ поступает ко второму отсечному клапану и при наличии сигнала на его открытие топливо подводится к дозатору газа. Отдозированное коли- чество топливного газа после дозатора подается в коллектор, откуда через форсунки поступает в КС.

756

Глава 12 - Системы ГТД

12.2.3 - Англо-русский словарь-ми- нимум

boost impeller – подкачивающий насос boost[er] pump – подкачивающий насос centrifugal pump – центробежный насос check valve – запорный клапан

drains tank – дренажный бак drip valve – сливной клапан dump valve – сливной клапан fuel filter – топливный фильтр

fuel metering valve – клапан управления подачей топлива; дроссельный кран (игла)

fuel pump – топливный насос

Fuel Pump Unit (FPU) – блок топливных насосов Fuel return valve (FRV) – клапан слива (сброса) топлива

Fuel spray nozzle (FSN) – топливная рабочая форсунка

fuel system – топливная система gear pump – шестеренный насос

high pressure fuel pump – основной топливный насос

hydraulic actuator – гидравлический привод (гидроцилиндр)

impeller – рабочее колесо, крыльчатка, центробежный насос

low pressure fuel pump – топливный подкачивающий насос

main pump – основной насос

metering valve – дозирующая игла, дозирующий клапан

pilot valve – золотник

plunger pump – плунжерный насос spell velve – сливной клапан

pressure drop [control] velve – клапан постоянного перепада давлений

12.2.4 – Перечень использованной литературы

12.2.4.1.Раздолин М.В., Сурков Д.Н. Агрегаты воз- душно-реактивных двигателей. – М.: Машиностроение, 1973. – 352 с.

12.2.4.2.Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. – М.: Машиностроение, 1974. - 606 с.

12.2.4.3.Полиновский А.Ю., Лещинер Л.Б. Авиационные центробежные насосные агрегаты. – 2-е изд. – М.: Машиностроение, 1978. –216с.

12.2.4.4Авиационные фильтры для топлив, масел, гидравлических жидкостей и воздуха. /К.В. Рыбаков, Ю.И. Дмитриев, А.С. Поляков. – М.: Машиностроение, 1982. - 103 с.

12.2.4.5.Андреев Е.И. Расчет тепло – и массообмена в контактных аппаратах. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 192с.: ил.

12.2.4.6.Котляр Я.М. и др. Методы и задачи теплообмена. – М.: Машиностроение, 1987. – 320с.

12.2.4.7.Лыков А.В. Тепломассообмен: Справоч- ник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1987.

– 480 ñ.

12.2.4.8.Коваленко В.П., Ильинский А.А. Основы техники очистки жидкостей от механических загрязнений. - М.: Машиностроение, 1982. - 272 с.

12.2.4.9.ÃÎÑÒ 28775-90 Агрегаты газоперекачи- вающие с газотурбинным приводом. Общие технические условия

12.2.4.10.ÃÎÑÒ 29328-92 Установки газотурбинные для привода турбогенераторов. Общие техни- ческие условия

12.2.4.11.Ольховский Г.Г. Энергетические газотурбинные установки. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

757