Частота вращения вала гту

Определения и термины, используемые при описании газотурбинных установок. Схема газотурбинной электростанции комбинированного цикла

Газовая турбина (газотурбинный двигатель ) — Машина, предназначенная для преобразования тепловой энергии в механическую. Машина может состоять из одного или нескольких компрессоров, теплового устройства, в котором повышается температура рабочего тела, одной или нескольких газовых турбин, вала отбора мощности, системы управления и необходимого вспомогательного оборудования. Теплообменники в основном контуре рабочего тела, в которых реализуются процессы, влияющие на термодинамический цикл, являются частью газотурбинного двигателя.

Газотурбинная установка (ГТУ) — Газотурбинный двигатель и все основное оборудование, необходимое для генерирования энергии в полезной форме. Полезной формой энергии может быть — электрическая, механическая и другие.

Газовая турбина открытого цикла — Газотурбинный двигатель, в котором воздух поступает из атмосферы, а выхлопные газы отводятся в атмосферу.

Газовая турбина замкнутого цикла — Газотурбинный двигатель, в котором рабочее тело циркулирует по замкнутому контуру без связи с атмосферой

Газовая турбина полузамкнутого цикла — Газотурбинный двигатель, в котором используется горение в рабочем теле, частично рециркулирующем и частично заменяемым атмосферным воздухом

Газовая турбина простого цикла — Газотурбинный двигатель, термодинамический цикл которого состоит только из следующих друг за другом процессов сжатия, нагрева и расширения рабочего тела.

Газовая турбина регенеративного цикла — Газотурбинный двигатель, термодинамический цикл которого отличается наличием регенеративного охлаждения рабочего тела на выходе из газовой турбины и соответственно регенеративного подогрева воздуха за компрессором. Теплоту расширившегося в турбине газа используют для подогрева сжатого в компрессоре воздуха

Газовая турбина с циклом промежуточного охлаждения — Газотурбинный двигатель, термодинамический цикл которого включает охлаждение рабочего тела в процессе его сжатия.

Газовая турбина с циклом промежуточного подогрева — Газотурбинный двигатель, термодинамический цикл которого включает подогрев рабочего тела в процессе его расширения

Газотурбинная установка комбинированного цикла — Установка, термодинамический цикл которой включает комбинацию двух циклов, при которой теплота отработавших в газотурбинном двигателе газов в первом цикле используется для нагрева другого рабочего тела во втором цикле

Рис. Схема газотурбинной электростанции комбинированного цикла

Одновальный газотурбинный двигатель — Газотурбинный двигатель, в котором роторы компрессора и газовой турбины соединены и мощность отбирается непосредственно с выходного вала или через редуктор.

Многовальный газотурбинный двигатель — Газотурбинный двигатель, имеющий, по крайней мере, две газовые турбины, вращающиеся на независимых валах

Газовая турбина с отбором воздуха (газа) — Газотурбинный двигатель, в котором для внешнего использования предусмотрен отбор сжатого воздуха между ступенями компрессора и/или на выходе из компрессора (горячего газа на входе в турбину и/или между ступенями турбины)

Газогенератор — Комплекс компонентов газотурбинного двигателя, которые производят горячий газ под давлением для совершения какого-либо процесса или для привода силовой турбины. Генератор газа состоит из одного или более компрессоров, устройств(а) для повышения температуры рабочего тела, одной или более турбин, приводящих компрессор(ы), системы управления и необходимого вспомогательного оборудования

Компрессор — Компонент газотурбинного двигателя, повышающий давление рабочего тела

Турбина — Компонент газотурбинного двигателя, преобразующий потенциальную энергию нагретого рабочего тела под давлением в механическую работу

Силовая турбина — Турбина на отдельном валу, с которого отбирается выходная мощность

Камера сгорания основного (промежуточного) подогрева — Устройство газотурбинного двигателя для основного (промежуточного) подогрева рабочего тела

Подогреватель рабочего тела — Устройство для подогрева поступающего в него рабочего тела без смешивания его с продуктами сгорания топлива

Читайте также: Балансировочные валы saab 9 5

Регенератор/рекуператор — Теплообменный аппарат, предназначенный для передачи теплоты отработавших в турбине газов рабочему телу. Передача теплоты рабочему телу или воздуху перед его поступлением в камеру сгорания ГТД

Предварительный охладитель — Теплообменный аппарат, предназначенный для охлаждения рабочего тела ГТД перед его первоначальным сжатием

Промежуточный охладитель — Теплообменный аппарат, предназначенный для охлаждения рабочего тела ГТД в процессе его сжатия

Устройство защиты от превышения частоты вращения ротора — Регулирующий или отключающий элемент, который при повышении частоты вращения ротора ГТД сверхустановленного предельно допустимого значения, приводит в действие систему защиты

Система управления газовой турбиной — Система, используемая для управления, защиты, контроля и отображения информации о состоянии промышленной газотурбинной установки (газотурбинного двигателя) на всех режимах работы. Она включает систему управления пуском, системы управления и регулирования подачи топлива и частоты вращения ротора, датчики, устройства контроля подачи электропитания и другие средства управления, необходимые для правильного пуска, устойчивой работы, останова, ограничения режима работы и/или выключения установки при условиях, отличных от заданных

Система регулирования — Элементы и устройства для автоматического регулирования параметров газотурбинной установки. К параметрам относятся частота вращения ротора, температура газов, давление, выходная мощность и другие параметры

Топливный регулирующий клапан — Регулирующий орган для изменения подачи топлива в газотурбинный двигатель. Возможны также устройства другого типа для регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель

Топливный стопорный клапан — Регулирующий орган для изменения подачи топлива в газотурбинный двигатель. Вместо топливного стопорного клапана может использоваться топливный отсечной клапан, перекрывающий магистраль подачи топлива в ГТД при срабатывании

Зона нечувствительности системы управления — Диапазон изменения входного сигнала, не связанный с корректирующим воздействием регулятора расхода топлива. Зона нечувствительности (применительно к частоте вращения) — это отношение частоты вращения к номинальной частоте вращения в процентах

Статизм регулирования системы управления — Изменение частоты вращения ротора силового вала на установившемся режиме работы газотурбинной установки, вызванное внешним воздействием, от нуля до номинальной, выраженное в процентах от номинальной частоты вращения

Датчик предельной температуры рабочего тела — Первичный чувствительный элемент системы управления ГТД, который непосредственно реагирует на изменение температуры и выходной сигнал которого воздействует через соответствующие усилители или преобразователи на систему защиты от предельного превышения температуры

Теплота сгорания топлива — Общее количество тепла, выделившегося при сгорании единицы массы топлива, кДж/кг

Удельный расход теплоты — Отношение теплоты сожженного в ГТД топлива за единицу времени к произведенной им мощности, кДж/кВт ч. Удельный расход теплоты рассчитывают по низшей теплоте сгорания топлива при нормальных условиях

Удельный расход топлива — Отношение массового расхода топлива к выходной мощности ГТУ (ГТД), кг/кВт ч

КПД Газовой турбины — Отношение выходной мощности к расходу теплоты топлива, подсчитанное по его низшей теплоте сгорания при нормальных условиях

Условная температура на входе в турбину — Условная средняя температура рабочего тела непосредственно перед сопловыми лопатками первой ступени.

Режим (частота вращения) «самоходности» — Режим (минимальная частота вращения выходного вала), при котором газотурбинный двигатель работает без использования мощности пускового устройства при наиболее неблагоприятных внешних условиях

Режим (частота вращения) холостого хода — Установленный изготовителем режим (частота вращения выходного вала), при котором газотурбинный двигатель может работать устойчиво и можно осуществлять нагружение или останов

Читайте также: Масляный насос с приводом от коленчатого вала

Максимальная продолжительная частота вращения — Максимально допустимое при длительной эксплуатации значение частоты вращения выходного вала газотурбинного двигателя, с которого отбирается мощность

Номинальная частота вращения вала — Частота вращения выходного вала газотурбинного двигателя, при которой определены его расчетные показатели

Предельно допустимая частота вращения ротора — Частота вращения ротора ГТД, при которой срабатывает аварийное устройство защиты для отсечки подачи топлива в газотурбинный двигатель и останова двигателя

Система впрыска пара (воды) — Система, обеспечивающая впрыск пара (воды) в рабочее тело для увеличения мощности ГТД и/или уменьшения содержания оксидов азота (NOx) в отработавших газах

Удельная масса — Отношение полной сухой массы газотурбинного двигателя к его мощности, кг/кВт

Помпаж компрессора — Неустойчивый режим работы компрессора ГТД, характеризующийся сильными низкочастотными колебаниями массового расхода рабочего тела в компрессоре и соединительных каналах

Гту в одновальном, двухвальном исполнении. Принцип работы, основные показатели. Достоинства и недостатки.

Газотурбинным двигателем называется двигатель в котором в качестве рабочего тела используются на конденсирующиеся газы, в качестве расширительной машины – Газовые турбины

Одновальная гту

Атмосферный воздух проходит систему очистки (ОУ – очистное устр-во) , в осевом компрессоре сжимается до Р=0,6-1,6 МПа. Его Т на выходе из ОК – 250С. Далее поступает в камеру сгорания (К),куда одновременно поступает и топливный газ. Продукты сгорания с Т=850-950С (в стац. Машинах) или Т=1100-1200 (ав. двигатели) поступают в турбину, где расширяются и вращают турбину. Потом они выбрасываются в атмосферу. 60-70% мощности такой ГТУ передаётся по валу компрессору, остальное – на нагнетатель.

Проблема одновальной ГТУ в том, что ввиду одной частоты вращения турбины и нагнетателя при снижении частоты ГТУ теряет мощность быстрее, чем снижается мощность, потребляемая нагетателем. Таким образом одновальная ГТУ может обеспечить режим работы нагнетателя только в ограниченном диапазоне изменения частоты вращения вала.

Двухвальная гту (или с независимой силовой турбиной или со свободной турбиной).

Двухвальные ГТУ получили развитие на магистральных газопроводах, т.к. они позволяют стабилизировать показатели работы установки на переменной нагрузке, в силу того, что турбина низкого давления (ТНД), или силовая турбина, может иметь различную частоту вращения силового вала в зависимости от изменения полезной нагрузки и не оказывать при этом практически какого-либо влияния на частоту вращения вала турбины высокого давления (и осевого компрессора), сохраняя тем самым подачу циклового воздуха на постоянном уровне.

Плюс двухвальной ГТУ в том, что нагнетатель приводится от ТНД, которая в свою очередь механически с ТВД не связаны. Такая ГТУ может работать практически с любой частотой вращения, необходимой нагнетателю. Благодаря этому получили широкое распространение.

Плюсы ГТУ – Большая концентрация мощности в единицу времени, вращательное движение.

2,44. Универсальная характеристика осевого компрессора, явление помпажа.Методы борьбы.

Характеристика устанавливает связь между соотношением Давлений сжатия ( ) в зависимости от расхода Циклового воздуха (G) при различной частоте вращения (n) и внутреннем относительном КПД компрессора.

точка А – расчетная точка работы осевого компрессора.

ОВС – линия помпажа – линия, разделяющая рабочую обл. компрессора (правая часть) от нерабочей (левая часть).

Работа компрессора в обл. помпажной зоны недопустима (т.к. может привести к поломкам лопаток, ухудшению работы камеры сгорания, выходу из строя машины).

Значение характеристики: возможность суждения о работе компрессора с точки зрения устойчивости и экономичности работы ГТУ на переменных режимах.

Читайте также: Замена крестовины рулевого вала бмв е34

Анализ характеристики : изменение частоты вращения его вала влияет не только на абсолютное значения расхода циклового воздуха и напора компрессора , но и определяет форму характеристики самого компрессора. при этом хар-ка частоты вращения становится более крутой.

Помпаж – явление автоколебаний малой частоты (несколько герц) всей массы рабочего тела в системе компрессор – сеть (Помпаж – срыв потока с лопаток компрессора). Колебания близки к гармоническим. При сильном явлении помпажа наблюдаются колебания не только по расходу воздуха, но и по частоте вращения вала самого компрессора.

Изменение относ КПД компрессора в зависимости от режима его работы происходит из-за изменения углов атаки воздуха на лопатках. Под углом атаки понимают угол, образованный направлением входной скорости воздушного потока и направлением касательной к передней точке средней линии профиля самой лопатки.

Отклонение от расчетной точки А на диаграмме влево по линии n = idem приводит к возникновению положительных углов атаки, а смещение влево по той же линии – в сторону отриц углов. Это приводит к снижению КПД компрессора.

Линии постоянной частоты заканчиваются вертикальными отрезками, что свидетельствует о достижении на этих участках хар-ки компрессора закритического режима истечения, когда расход воздуха уже не зависит от соотношения давлений сжатия.

Помпаж это не установившееся движение, характеризующиеся обратными токами. Ток газа по отдельным ступеням может быть направлен в разные стороны.

где G_{газ.тур} – расход продуктов сгорания через г.т.;

В – расход топлива камеры сгорания;

G_А – расход газа компрессора;

Расход рабочего через г.т. определяется:

Для определения расхода рабочего тела через проточной часть турбины наиболее часто используется уравнение Стадолы – Флюгеля.

Относительный расход продуктов сгорания через турбину определяется:

G₀ – расход на номинальном режиме (расчетный или паспортный);

P_z – давление перед турбиной;

P_zo – давление перед турбиной на расчетном режиме;

P_z/P_s – соотношение давления расширения (С_z).

На практике используют смешанную систему регуляторов.

Регулирование режима работы ГТУ за счет изменения расхода воздуха в условиях постоянной температуры газа перед турбиной приводит к тому, что линия совместной работы компрессора и турбины приближается к линии помпажа, что при большом изменении вел. G может вызвать остановку (помпаж).

Величина сдвига линии совместной работы в сторону линии помпажа зависит от загрязнения проточной части. Снижение относительного  вызывает необходимость строить линии совместной работы вдали от линии помпажа.

Регулирование режимов работы за счет изменения температуры газов при n=idem приводит к резкому падению  агрегата.

Поэтому линия совместной работы строится из условия получения наибольшего  агрегата на частичных нагрузках в удалении от линии помпажа.

Для борьбы с явлением помпажа используются способы, подразделяющиеся на 2 а типа:

1)мероприятия применяемые при проектировании компрессоров с целью увеличения рабочей зоны (). Это: выбор малых окружных скоростей, увеличение густоты решетки, выбор профилей лопаток с большой относительной толщиной и большим радиусом скругления входной кромки.

2) Мероприятия в рабочих условиях. Это: регулирования работы компрессора, поворот лопаток направляющего агрегата, перепуск воздуха.

Для сохранения устойчивого режима работы необходимо часть воздуха отвести (сбросить) из компрессора в атмосферу.

В условиях работы ГТУ на КС наблюдаются случаи помпажа при обмерзании входной части осевого компрессора при повышении влажности наружного воздуха в период зимних снегопадов метелей и туманов.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chastota-vrascheniya-vala-gtu