- •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
Агрегаты (назначение, конструкция, принцип работы). Регулятор скорости.
Предназначен для поддержания постоянства заданной частоты вращения вала ТНД, а также для управления открытием СК и РК во время пуска ГТУ и для быстрого их закрытия и открытия ВВК при аварийном падении давления воздуха в системе предельной защиты.
Датчиком для РС является насос - импеллер, находящийся на валу ТНД. Изменение частоты вращения вала вызывает изменение напора масла в импеллере, пропорциональное примерно квадрату числа оборотов. Напор воспринимается поршнем, нагруженным пружиной. Поршень управляет перестановкой штока, изменяющего сечение отверстия в нижнем торце втулки для выпуска воздуха проточной системы.
Конструкция.
Основными элементами конструкции регулятора скорости являются:
корпус;
крышка;
резиновая мембрана;
поршень со штоком;
втулка со штоком;
клапан;
механизм задатчика частоты вращения;
пружины;
микровыключатели.
Изменение напора импеллера в РС воспринимается поршнем и штоком, который в верхней части имеет коническую форму и находится внутри отверстия на нижнем торце втулки. Полость втулки сообщается с линией проточного воздуха, а торцевое отверстие - с атмосферой. Втулка может перемещаться с помощью другого штока, приваренного к тарелке мембраны. Внутри этого штока имеется отверстие, которое может сверху закрываться клапаном на механизме управления.
На верхней крышке РС смонтирован механизм задатчика частоты вращения, посредством которого можно вручную или дистанционно изменять положение клапана. На механизме смонтированы три микровыключателя:
микровыключатель сигнализирует о моменте открытия СК:
микровыключатель сигнализирует о максимальном значении задания частоты вращения -5000 об/мин;
микровыключатель сигнализирует положение задатчика на минимальных рабочих оборотах - 3300 об/мин
Рис. 76. Гидродинамический регулятор скорости.
Принцип работы.
Перед пуском шток со втулкой находятся на нижних упорах, клапан поднят и разобщен со штоком. При этом указатель механизма РС находится против деления "20" по шкале. Воздух предельной защиты выпускается в атмосферу через отверстие в штоке, а проточный воздух выпускается в атмосферу через образовавшийся большой зазор между конусной частью штока и втулкой. В этом положении СК и РК закрыты.
Чтобы открыть СК маховик РС вращают в сторону "УБАВИТЬ", перемещая вниз до упора клапан, выпуск воздуха из системы предельной защиты в РС прекращается, давление воздуха в этой системе растет, что приводит к открытию СК.
Для последующего открытия РК необходимо маховик механизма вращать в обратную сторону. Клапан будет перемещаться вверх вместе с втулкой, что приведет к уменьшению выпуска проточного воздуха, т.к. шток с поршнем остаются на нижнем упоре. Увеличение давления в проточной системе до 0,06 МПа, приведет к открытию РК. Через 3-5 оборотов маховика начинается открываться РК. Когда напор импеллера достигнет 0,3 МПа, поршень со штоком начнут перемещаться вверх. Это соответствует оборотам ТНД 3000 об/мин. С этого момента РС вступает в работу. При оборотах ТНД 3300 об/мин срабатывает микровыключатель и сигнализирует о выходе ГТУ на холостой ход и останавливает электромоторчик РС.
Подержание постоянных оборотов ТНД осуществляется следующим образом:
при увеличении нагрузки уменьшается частота вращения вала ТНД и напор масла после импеллера, что приводит к опусканию поршня со штоком. Выпуск воздуха проточной системы уменьшается и РК идет на открытие, снижение частоты вращения вала ТНД прекращается.
при сбросе нагрузки поршень со штоком перемешаются вверх, выпуск воздуха проточной системы увеличивается и РК прикрывается. При нормальной работе давление в проточной системе изменяется в пределах от 0,06 до 0,12 МПа.
Если при сбросе нагрузки частота вращения вала ТНД, несмотря на закрытие РК будет увеличиваться, то шток может открыть выпуск воздуха проточной системы настолько, что откроются ВВК и увеличение частоты вращения прекратится. Импульс на открытие ВВК выдается регулятором скорости, когда частота вращения вала ТНД превысит на 1 - 2 % значение, установленное механизмом задатчика. Когда частота вращения с учетом имеющейся неравномерности восстановится и ВВК закроются, РК откроется на величину, необходимую для поддержания заданной частоты вращения уже при сниженной нагрузке.
При срабатывании защиты втулка отрывается от клапана и через отверстие в штоке открывается дополнительный выпуск воздуха предельной защиты, что ускорит закрытие СК. Перемещение втулки относительно штока, который ненадолго остается в своем прежнем положении, приведет к выпуску воздуха проточной системы и к закрытию РК и открытию ВВК.
Расчетная неравномерность регулятора скорости составляет 4-5 %