Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Привідний газотурбінний двигун для газоперекачувальних агрегатів, що містить компресор низького тиску, компресор високого тиску, камеру згорання, турбіну високого тиску, турбіну низького тиску, турбіну нагнітача, вихідний вал, який відрізняється тим, що газотурбінний двигун виконаний по кінематичній схемі з трьома валами і вільною турбіною нагнітача з опорами роторів на підшипниках кочення і примусовим циркуляційним змащенням, при цьому двигун містить вхідний пристрій з переднім корпусом компресора низького тиску, семиступеневий компресор низького тиску осьового типу з литим корпусом і ротором барабанно-дискового типу з масляним демпфером задньої опори, дев'ятиступеневий компресор високого тиску осьового типу, перехідник між компресором низького тиску і компресором високого тиску, задній корпус компресора високого тиску, камеру згорання, двоступеневу осьову реактивну турбіну високого тиску, опорний вінець турбіни високого тиску, двоступеневу осьову реактивну турбіну низького тиску, опорний вінець турбіни низького тиску, двоступеневу осьову реактивну турбіну нагнітача, опорний вінець турбіни нагнітача, причому в передньому корпусі компресора низького тиску розташований передній опорно-упорний вузол ротора компресора низького тиску і лопатевий вхідний напрямний апарат компресора низького тиску, а семиступеневий компресор низького тиску осьового типу з литим корпусом і ротором барабанно-дискового типу з масляним демпфером задньої опори складається з семи дисків, труби, двох цапф - передньої і задньої, при цьому передня цапфа ротора компресора низького тиску виконана з можливістю передачі обертання на виносну коробку приводів, а задня цапфа має кінематичний зв'язок з ротором турбіни низького тиску, причому біля перехідника між компресором низького тиску і компресором високого тиску розташована задня опора компресора низького тиску, передня опора компресора високого тиску, датчик виміру частоти обертання ротора компресора високого тиску і місце розміщення пристосування для ручного прокручування ротора компресора високого тиску, а дев'ятиступеневий компресор низького тиску осьового типу оснащений дворядним вихідним лопатевим спрямним апаратом, з литим корпусом і ротором барабанно-дискового типу, при цьому на передній цапфі ротора розташований індуктор виміру частоти обертання і шестірня ручного прокручування, а задня цапфа ротора кінематично зв'язана з ротором турбіни високого тиску, при цьому в задньому корпусі компресора високого тиску розташований задній опорно-упорний вузол ротора компресора високого тиску, паливні форсунки і повітряні крани регулювання тиску в розвантажувальних порожнинах, а камера згорання виконана трубчасто-кільцевої форми з десятьма жаровими трубами, встановленими в кожусі, що мають газощільний стик із сопловим апаратом першого ступеня двоступеневої осьової реактивної турбіни високого тиску, що має охолоджувані лопаті соплового апарата першого ступеня і дисковий ротор, на якому встановлені робочі лопаті, при цьому передня частина дискового ротора з'єднана з ротором компресора високого тиску, а в опорному вінці турбіни високого тиску розташований опорний вузол ротора турбіни високого тиску, передній опорний вузол з масляним демпфером ротора турбіни низького тиску і термопари виміру температури газу за турбіною високого тиску, при цьому турбіна низького тиску оснащена двохопорним дисковим ротором, передня частина вала якого через внутрішній вал кінематично зв'язана з ротором компресора низького тиску, а в опорному вінці турбіни низького тиску розташований задній опорний вузол турбіни низького тиску, передній опорний вузол турбіни нагнітача і корпус імпелера системи регулювання частоти обертання ротора турбіни нагнітача, що має двохопорний дисковий ротор, на передній частині якого розташований імпелер системи регулювання, а на задній частині встановлена еластична муфта для передачі обертального моменту до ротора нагнітача природного газу, при цьому на опорному вінці турбіни нагнітача розташований опорно-упорний вузол її ротора, причому газотурбінний двигун має коефіцієнт корисної дії не менше 31,5 %.

Текст

Корисна модель відноситься до машинобудування, зокрема до виготовлення приводних газотурбінних двигунів, призначених для роботи з автоматизованими газоперекачувальними агрегатами типу ГПА-10 і ГПА-1001 номінальною потужністю 10МВт, що забезпечують транспортування природного газу по магістральних газопроводах. Найбільш близьким технічним рішенням, обраним, як прототип, є приводний газотурбінний двигун, який включає компресор низького тиску, компресор високого тиску, камеру згорання, турбіну високого тиску, турбіну низького тиску, турбіни нагнітача, вихідний вал [Справочник инженера-механика судовых газотурбинных установок. Под ред. Речистера В.Д. Ленинград. "Судостроение", 1985г. С.9-11]. Недоліком відомого двигуна с недостатня економічність . Задачею корисної моделі є удосконалення конструкції газотурбінного двигуна за рахунок модернізації лопаткового апарата і проточної частини, що дозволило збільшити коефіцієнт корисної дії газотурбінного двигуна за рахунок зміни швидкості потоку, ефективної площі на виході з решіток соплових апаратів і робочих коліс, зниження статичних тисків і температур, зменшення втрат у лопаткових вінцях. При цьому зменшилася витрата повітря і споживана потужність компресорів. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що приводний газотурбінний двигун ГТД-10В дня газоперекачувальних агрегатів включає компресор низького тиску, компресор високого тиску, камеру згоряння, турбіну високого тиску, турбіну низького тиску, турбіни нагнітача, вихідний вал удосконаленої конструкції. Відповідно до корисної моделі, газотурбінний двигун виконаний по кінематичній схемі з трьома валами і вільною турбіною нагнітача, з опорами роторів на підшипниках кочення і примусовим циркуляційним змащенням, при цьому двигун містить вхідний пристрій з переднім корпусом компресора низького тиску, семиступінчастий компресор низького тиску осьового типу з литим корпусом і ротором барабанно-дискового типу з масляним демпфером задньої опори, дев'ятиступінчастий компресор високого тиску осьового типу, перехідник між компресором низького тиску і компресором високого тиску, задній корпус компресора високого тиску, камеру згоряння, двоступінчасту осьову реактивну турбіну високого тиску, опорний вінець турбіни високого тиску, двоступінчасту осьову реактивну турбіну низького тиску, опорний вінець турбіни низького тиску, двоступінчасту осьову реактивну турбіну нагнітача, опорний вінець турбіни нагнітача, причому в передньому корпусі компресора низького тиску розташований передній опорно-упорний вузол ротора компресора низького тиску і лопатковий вхідний направляючий апарат компресора низького тиску, а семиступінчастий компресор низького тиску осьового типу з литим корпусом і ротором барабанно-дискового типу з масляним демпфером задньої опори, складається з семи дисків, труби, двох цапф - передньої і задньої, при цьому передня цапфа ротора компресора низького тиску виконана з можливістю передачі обертання на виносну коробку приводів, а задня цапфа має кінематичний зв'язок з ротором турбіни низького тиску, причому у перехіднику між компресором низького тиску і компресором високого тиску розташована задня опора компресора низького тиску, передня опора компресора високого тиску, датчик виміру частоти обертання ротора компресора високого тиску і місце розташування пристосування для ручного прокручування ротора компресора високого тиску, а дев'ятиступінчастий компресор низького тиску осьового типу постачений дворядним вихідним лопатковим спрямляючим апаратом, з литим корпусом і ротором барабаннодискового типу, при цьому на передній цапфі ротора розташований індуктор виміру частоти обертання і шестірня ручного прокручування, а задня цапфа ротора кінематично зв'язана з ротором турбіни високого тиску, при цьому в задньому корпусі компресора високого тиску розташований задній опорно-упорний вузол ротора компресора високого тиску, паливні форсунки і повітряні крани регулювання тиску в розвантажувальних порожнинах, а камера згоряння виконана трубчасто-кільцевою формою з десятьма жаровими трубами, встановленими в кожусі, що мають газощільний стик із сопловим апаратом першої ступіні двоступінчастої осьової реактивної турбіни високого тиску, що має охолоджувані лопатки соплового апарата першої ступіні і дисковий ротор, на якому встановлені робочі лопатки, при цьому передня частина дискового ротора з'єднана з ротором компресора високого тиску, а в опорному вінці турбіни високого тиску розташовано опорний вузол ротора турбіни високого тиску, передній опорний вузол з масляним демпфером ротора турбіни низького тиску і термопари виміру температури газу за турбіною високого тиску, при цьому турбіна низького тиску постачена двохопорним дисковим ротором, передня частина вала якого через внутрішній вал кінематично зв'язана з ротором компресора низького тиску, а в опорному вінці турбіни низького тиску розташований задній опорний вузол турбіни низького тиску, передній опорний вузол турбіни нагнітача і корпус імпелера системи регулювання частоти обертання ротора турбіни нагнітача, що має двохопорний дисковий ротор, на передній частині якого розташований імпелер системи регулювання, а на задній частині встановлена еластична муфта для передачі обертаючого моменту до ротора нагнітача природного газу, при цьому на опорному вінці турбіни нагнітача розташований опорно-упорний вузол ротора, причому газотурбінний двигун має коефіцієнт корисної дії не менш 31,5%. Заявлена корисна модель ілюструється схемами, де на Фіг.1. показано вхідний пристрій з переднім корпусом компресора низького тиску; на мал. 2 - компресор низького тиску; на Фіг.3. - перехідник між компресором низького тиску і компресором високого тиску; на Фіг.4 - компресор високого тиску; на Фіг.5. - задній корпус компресора високого тиску; на Фіг.6. - камера згоряння; на Фіг.7 - турбіна високого тиску і опорний вінець турбіни високого тиску; на Фіг.8 - турбіна низького тиску і опорний вінець турбіни низького тиску; на Фіг.9 - турбіна нагнітача і опорний вінець нагнітача. Приводний газотурбінний двигун для газоперекачувальних агрегатів включає: вхідний пристрій 1; передній корпус компресора високого тиску 2; вхідний направляючий апарат компресора низького тиску 3; опорно-упорний вузол ротора компресора низького тиску 4; литий корпус компресора низького тиску 5; ротор компресора низького тиску 6; внутрішній вал 7; масляний демпфер задньої опори 8; задню цапфу ротора компресора низького тиску 9; диск ротора компресора низького тиску 10; трубу 11; передню цапфу ротора компресора низького тиску 12; місце розташування пристосування для ручного прокручування ротора компресора високого тиску 13; перехідник 14; передню опора компресора високого тиску 15; датчик виміру частоти обертання ротора компресора високого тиску 16; задню опору компресора низького тиску 17; литий корпус компресора високого тиску 18; дворядний вихідний спрямляючий апарат 19; задній опорно-упорний вузол ротора компресора високого тиску 20; задню цапфу ротора компресора високого тиску 21; диск ротора компресора високого тиску 22; тр убу 23; ротор компресора високого тиску 24; передню цапфу ротора компресора високого тиску 25; індуктор виміру частоти обертання ротора компресора високого тиску 26; шестірню ручного прокручування ротора компресора високого тиску 27; задній корпус компресора високого тиску 28; кран регулювання тиску повітря в розвантажувальній порожнині 29; паливну форсунку 30; камеру згоряння 31; жарову трубу 32; газощільний стик із сопловим апаратом першої ступіні турбіни високого тиску 33; сопловий апарат першої ступіні турбіни високого тиску 34; сопловий апарат другої ступіні турбіни високого тиску 35; дві ступіні турбіни високого тиску 36; робочі лопатки першої і другої ступіні 37; термопару виміру температури газу за турбіною високого тиску 38; корпус опорного вінця турбіни високого тиску 39; масляний демпфер ротора турбіни низького тиску 40; передній опорний вузол турбіни низького тиску 41; опорний вузол турбіни високого тиску 42; диск ротора турбіни високого тиску 43; вал ротора турбіни високого тиску 44; дві ступіні турбіни низького тиску 45; соплові апарати третьої і четвертої ступіні 46; робочі лопатки 47; корпус опорного вінця турбіни низького тиску 48; передній опорний вузол турбіни нагнітача 49; корпус імпелера 50; імпелер 51; задній опорний вузол турбіни низького тиску 52; диски ротора турбіни низького тиску 53; вал ротора турбіни низького тиску 54; дві ступіні турбіни нагнітача 55; соплові апарати п'ятої і шостої ступіні 56; робочі лопатки 57; корпус опорного вінця турбіни нагнітача 58; еластичну муфту59; задній опорно-упорний вузол ротора турбіни нагнітача 60; диски ротора турбіни нагнітача 61. Робота газотурбінного двигуна розглядається на прикладі заявленої корисної моделі - нової конструкції газотурбінного двигуна (ГТД-10В) у порівнянні з відомим газотурбінним двигуном ДР59Л (ДР59Л1). Компресор низького тиску (КНТ) (Фіг.1 і 2) - семиступінчастий, призначений для стискуатмосферного повітря і подачі його через перехідник (Фіг.3) у компресор високого тиску (КВТ) (Фіг.4). КНТ складається з вхідного пристрою 1, переднього корпуса 2 (Фіг.1), корпуса КНТ 5, ротора КНТ 6 (Фіг.2), встановленого в передньому опорно-упорному вузлі 4 (Фіг.1) і задній опорі КНТ 17 (Фіг.3). Вхідний пристрій призначений для плавного підведення атмосферного повітря в компресор. Передній корпус компресора призначений для розміщення вхідного направляючого апарата 3 (Фіг.1), призначеного для подачі повітря під необхідним кутом на першу ступінь робочих лопаток ротора КНТ. Корпус КНТ, з'єдн уючись з переднім корпусом і перехідником 14 (Фіг.3), являє собою частину силової схеми двигуна, посиленого поперечними і подовжніми ребрами жорсткості. Ротор КНТ барабанно-дисковий конструкції складається із семи дисків 10 (Фіг.2), передньої цапфи 12, задньої цапфи 9 і труби 11, призначеної для збільшення жорсткості ротора. На задній цапфі ротора виконані внутрішні шліци для з'єднання з внутрішнім валом 7 (Фіг.2), що у свою чергу з'єдн уються з турбіною низького тиску (ТНТ). Обертаючий момент від вала ротора ТНТ 56 (Фіг.8) через шліци передається на внутрішній вал 7 і далі на задню цапфу ротора КНТ. Вн утрішній вал жорстко з'єднаний з ротором КНТ. Задня опора має масляний демпфер 8 (Фіг.2), призначений для зменшення вібрації підшипника задньої опори. Компресор високого тиску (Фіг.4) служить для остаточного стиску повітря, що надходить із КНТ через перехідник (Фіг.3) і подачі його в камеру згоряння (Фіг.6). КВТ складається з перехідника 14 (Фіг.3), корпуса КВТ 18 (Фіг.4), ротора КВТ 24, установленого на передній опорі 15 (Фіг.3) і задньому опорно-упорному вузлі 20, дворядного вихідного спрямляючого апарата 19 і заднього корпуса (Фіг.5). Перехідник розташований між компресором низького і компресором високого тиску. У перехіднику конструктивно розташована задня опора КНТ 17, передня опора КВТ 15, датчик виміру частоти обертання ротора КВТ 16 і отвір 13 для розміщення пристосування для ручного прокручування ротора КВТ. Корпус КВТ є силовим і по своїй конструкції аналогічний корпусу КНТ за винятком того, що КНТ семиступінчастий, а КВТ - дев'ятиступінчастий. Ротор КВТ барабанно-дискової конструкції складається з дев'яти дисків 22 (Фіг.4), передньої цапфи 25, задньої цапфи 21 і труби 23, призначеної для збільшення жорсткості ротора. На валу, що конструктивно знаходиться у перехіднику і з'єднаному з цапфою 25, розміщена шестірня ручного прокручування КВТ 27 і індуктор виміру частоти обертання ротора КВТ 26. Шестірня ручного прокручування служить для прокручування ротора КНТ вручну за допомогою пристосування для перевірки ротора на легкість обертання і відсутність сторонніх шумів. З'єднання роторів КВТ і ТВТ виконано шліцевою втулкою, установленою на задній цапфі 21 ротора КВТ. Обертаючий момент від ротора ТВТ (Фіг.7) на ротор КВТ передається за допомогою шліцевого з'єднання задньої цапфи ротора КВТ і шліцевого з'єднання вала ротора ТВТ 46 (Фіг.7). Задній корпус КВТ 28 (Фіг.5) являє собою кільцевий дифузор камери згоряння, у якому відбувається зниження швидкості потоку повітря перед входом у жарові труби і служить для розміщення заднього опорно-упорного вузла ротора КВТ 20 (Фіг.4 і 5), крана регулювання тиску 29 у розвантажувальній порожнині і паливній форсунці 30 (Фіг.5). Кран регулювання тиску 29 служить для регулювання необхідного тиску в розвантажувальній порожнині, що діє від ротора ТВТ на ротор КНТ. Камера згоряння (Фіг.6) призначена для передачі тепла робочому тілу - повітря, що надходить з компресора, за рахунок безупинного згоряння в ньому палива - природного газу. По конструкції камера згоряння прямоточна трубчасто-кільцевого типу з горизонтальним розніманням кожухів 31. Камера згоряння складається з кожуха камери згоряння 31, десяти жарових труб 32 (Фіг.6) і десяти паливних форсунок 29 (Фіг.5), Жарові труби мають газощільний стик 33 із сопловим апаратом першої ступіні ТВТ 34 (Фіг.6) для запобігання непродуктивних перетічок газу. Проточна частина камери згоряння виконана в такий спосіб: спрямляючий апарат на виході з КВТ 19 (Фіг.4) плавно переходить у дифузор камери згоряння 31, у якому відбувається гальмування потоку повітря і роздача його по кільцевому каналу камери згоряння 31. Поділ повітря по довжині камери згоряння здійснюється отворами в жарових труба х. Паливо в головну частину жарових труб 32 подається за допомогою десяти паливних форсунок. У жарових труба х відбувається процес згоряння палива. Жарові труби 32 мають змішувач складної форми, у якому повітря, змішуючись з гарячими газами, створює необхідне поле температур газу перед турбіною. Турбіна високого тиску (ТВТ) (Фіг.7) приводить в обертання компресор високого тиску. ТВТ - осьова, реактивна і складається з двох ступенів 36, у яких розміщені сопловий апарат першої ступіні з охолоджувальними лопатками 34, сопловий апарат другої ступіні 35, ротор і опорний вінець. Ротор ТВТ складається з порожнього вала 44, двох дисків 43, на яких закріплені робочі лопатки 37. Передньою опорою ротора ТВТ служить задня опора ротора КВТ 20 (Фіг.5). Задньою опорою ротора ТВТ - служить опорний вузол ТВТ 42 (Фіг.7). Опорний вінець ТВТ складається з корпуса опорного вінця 39 і корпуса опорних вузлів, у якому конструктивно розміщені опорний вузол ТВТ 42 і передній опорний вузол ТНТ 41. У корпусі опорного вінця встановлені десять термопар 38 виміру температури газу за ТВТ. Турбіна низького тиску (ТНТ) (Фіг.8) приводить в обертання турбіну низького тиску. ТНТ - осьова, реактивна. Конструкція ТНТ аналогічна конструкції ТВТ. ТНТ складається з двох ступенів 45, у яких розміщені соплові апарати третьої і четвертої ступенів 46, ротор і опорний вінець. Ротор ТНТ складається з порожнього вала 54, двох дисків 53, на яких закріплені робочі лопатки 47. Передньою опорою ротора служить передній опорний вузол ТНТ 41 (Фіг.7), конструктивно розміщений в опорному вінці ТВТ. У передньому опорному вузлі ТНТ знаходиться масляний демпфер ротора ТНТ 40 (Фіг.7), призначений для зниження вібрації підшипника. Задньою опорою ротора служить задній опорний вузол ТНТ 52, розміщений в опорному вінці ТНТ. Переднім кінцем вал ротора ТНТ з'єднаний із внутрішнім валом КНТ 7 і передає обертаючий момент від ротора турбіни на ротор компресора. Опорний вінець призначений для розміщення заднього опорного вузла ТНТ і переднього опорного вузла турбіни нагнітача (ТН). Опорний вінець ТНТ складається з корпуса опорного вінця 48 і корпуса опорних вузлів, у якому конструктивно розміщені задній опорний вузол ТНТ 52, передній опорний вузол ТН 49 і корпус імпелера 50 з імпелером 51. Імпелер призначений для видачі гідравлічного сигналу на апаратуру регулювання частоти обертання ротора ТН і формує сигнал на аварійний захист двигуна по граничній частоті обертання ротора ТН. Опорний вінець створює проточну частину між ТНТ і ТН. Турбіна нагнітача призначена для добору корисної потужності і приводить в обертання нагнітач газоперекачувального агрегату. ТН - осьова, реактивна Конструкція ТН аналогічна конструкції ТВТ і ТНТ. ТН (Фіг.9) складається з двох ступенів 55, у яких розміщені соплові апарати п'ятої і шостої ступіні 56, ротор і опорний вінець. Ротор ТН складається з порожнього вала 62, двох дисків 61, на яких закріплені робочі лопатки 57. Турбіна нагнітача не має кінематичного зв'язку з турбокомпресором двигуна, потужність від ТНТ передається на ТН термодинамічним шляхом. Ротор ТН призначений для перетворення теплової енергії в механічну роботу, передану через еластичну муфту 59 і ресору на нагнітач. Передній опорний вузол ТН конструктивно розміщений в опорному вінці ТНТ. Задній опорно-упорний вузол ТН розміщений в опорному вінці ТН. Опорний вінець ТН призначений для розміщення заднього опорно-упорного вузла ТН (60). До опорного вінця кріпиться еластична муфта 59. Відповідно до корисної моделі, як приводний двигун у складі газоперекачувального агрегату застосований газотурбінний двигун, конвертований для наземних умов роботи, який використовує в якості палива природний газ того ж складу, що транспортується по магістральних газопроводах. Пропонована конструкція газотурбінного двигуна (ГТД-10В) виконана по кінематичній схемі із трьома валами. Усі три ротори змонтовані в єдиному корпусі. При цьому КНТ кінематично зв'язаний із ТНТ, потужність якого використовується для привода КНТ. КНТ і ТНТ у зборі складають ротор турбокомпресора низького тиску (ТКНТ). Аналогічно КВТ кінематично зв'язаний із ТВТ, потужність якої використовується для привода КВТ. КВТ і ТВТ у зборі складають ротор турбокомпресора високого тиску (ТКВТ). Вал, що зв'язує КНТ і ТНТ, розміщається усередині ротора ТКВТ. Потужність ТН через вихідний вал передається на нагнітач природного газу. Ротори ТКНТ, ТКВТ і ТН кінематично один з одним не зв'язані. Єдиний термодинамічний робочий процес у ГТД здійснюється за рахунок газодинамічного зв'язку між роторами. Атмосферне повітря надходить у ГТД через вхідний пристрій КНТ, послідовно стискується в КНТ і КВТ, потім надходить у камеру згоряння, куди через форсунки подається паливо (природний газ). У камері згоряння паливо спалюється і продукти згоряння з заданими температурою і тиском надходять послідовно на ТВТ, ТНТ і ТН, де енергія газового потоку перетвориться в механічну енергію. Лопаткові апарати компресорів газотурбінного двигуна, що заявляється, дозволили підвищити їх ККД, а також підняти сумарний ступінь підвищення тиску до 11,6. При цьому зменшилася витрата повітря і споживана потужність компресорів. Параметри газового потоку по компресорній частині, що заявляється, і відомого базового двигунів приведені в таблиці 1. Таблиця 1 Найменування Дійсна витрата Базовий ГТД КНТ 78,84 ГТД-10В КВТ 78,84 КНТ 66,51 КВТ 66,51 повітря, кг/с Приведена витрата повітря, кг/с Тиск на вході, кг/см 2 Температура на вході, °С Ступінь підвищення тиску Температурний перепад, °С КПД компресора, % Теплоємність повітря, кал/кг*С Потужність, кВт 80,20 30,17 67,66 25,41 1,033 25,0 3,289 154,6 1,033 25,0 3,289 153,0 3,20 3,22 3,25 3,57 129,6 183,1 128,0 201,8 88,0 0,241 87,5 0,247 89,1 0,241 88,4 0,247 10330,6 14943,3 8603,1 13915,4 З метою одержання максимально можливого ККД лопаткові апарати ТВТ, ТНТ і ТН виконані закрученими за законом сталості кутів ви ходу потоку в абсолютному р усі a 1=const, a 2=const. Оптимізація і перепрофілювання лопаткового апарата турбін (зміна швидкості потоку, ефективної площі на виході з решіток соплових апаратів і робочих коліс, статичних тисків і температур, втрат у лопаткових вінцях) дозволило підвищити ККД турбін. Параметри газового потоку по турбінній частині нового і базового двигунів приведені в таблиці 2. Таблиця 2 Найменування Витрата газу через СА 1-й ст., кг/с Витрата газу через РЛ 1-й ст., кг/с Температура газу перед СА, °С Температура газу перед РЛ, °С Температурний перепад, °С Тиск газу на вході, кг/см 2 Ступінь зниження тиску Тиск газу на виході, кг/см 2 ККД турбіни, % Теплоємність газу, ккал/кг*С Потужність, кВт ТВТ Базовий ГТД ТНТ ТН ТВТ ГТД-10В ТНТ 76,4 78,8 79,6 64,5 66,5 67,2 78,8 79,6 79,6 66,5 67,2 67,2 780,0 600,4 479,4 810,0 613,6 494,5 767,4 597,9 479,4 797,0 611,1 494,5 166,9 118,5 121,6 183,4 116,5 144,0 10,11 4,49 2,33 11,4 4,74 2,53 2,24 1.91 2,16 2,39 1,86 2,40 4,51 2,35 1,08 4,76 2,54 1,05 89,0 89,5 89,0 89,0 90,5 92,0 0,273 0,265 0,258 0,274 0,266 0,258 15018 10456 10451 13985 8707 10451 ТН У результаті рішення поставленої задачі на корисній моделі стосовно базового двигуна удалося досягти параметрів номінального режиму, приведених у таблиці 3. Таблиця 3 Найменування Температура газу перед ТВТ, °С Сумарна ступінь підвищення тиску Питома потужність, кВт/кг/с Питома витрата палива, кг/кВт*час Потужність ГТД, кВт ККД ГТД, % Базовий ГТД 780,0 10,30 132,6 0,2567 10451 27,2 ГТД-10В 818,0 11,6 157,1 0,2242 10451 31,5 При запуску і роботі в двигуні відбуваються наступні процеси. Повітря через вхідний пристрій засмоктується компресором низького тиску, стискується в ньому і проходячи через перехідник, надходить у компресор високого тиску, де відбувається остаточний стиск повітря. З компресора високого тиску стиснене повітря надходить у задній корпус, де в кільцевому дифузорі відбувається зниження швидкості потоку повітря, якій підводиться у камеру згоряння. У камері згоряння спалюється природний газ, що подається через форсунки. Частина повітря бере участь у горінні природного газу, а інша частина прохолоджує жарові труби камери згоряння і, змішуючись з продуктами згоряння, утворює газ необхідної температури, енергія якого використовується в турбінах двигуна. З камери згоряння газ надходить у послідовно розташовані турбіни високого і низького тиску та турбіну нагнітача. У турбінах відбувається перетворення теплової енергії гарячих газів у механічну роботу. Потужність, що розвивається турбінами високого і низького тиску, використовується для привода відповідно компресорів високого і низького тиску. Потужність, що розвивається турбіною нагнітача, використовується для привода нагнітача. Для запуску двигуна у якості пускового пристрою використовується розширювальна турбіна чи система електрозапуску, що складається з електродвигуна і перетворювача частоти. Обертаючий момент від пускового пристрою передається через виносну коробку приводів на ресору, що з'єднана з КНТ за допомогою еластичної муфти. Задача пускового пристрою розкрутити турбокомпресорний блок двигуна до часто ти обертання, на якій двигун розвиває надлишкову потужність і може самостійно продовжити процес пуску. У процесі розкручування двигуна при заданій частоті обертання ротора КНТ паливо через автомат запуску, що входить до складу паливної апаратури, подається в камеру згоряння, де відбувається його запалення і подальше горіння. При частоті обертання, на якій двигун має надлишкову потужність, пусковий пристрій відключається, і двигун самостійно виходить на холостий хід. Холостий хід - це мінімально стійкий режим роботи двигуна, на якому відбувається рівномірний прогрів деталей і вузлів двигуна для виключення їх короблення внаслідок нерівномірного і швидкого прогріву і захисту лопаткового апарату двигуна від ударних теплових навантажень. Після прогріву на холостому ході двигун дистанційно за допомогою оператора чи автоматично по заданому алгоритмі виходить на необхідний режим роботи. Алгоритм запуску і роботи двигуна реалізується системою керування і паливною апаратурою, до складу якої входить регулятор оборотів, за допомогою якого задається режим роботи двигуна і нагнітача. При працюючому двигуні виносна коробка приводів приводиться в обертання ресорою, з'єднаної з ротором КНТ. На коробці приводів закріплені агрегати, що забезпечують пуск і роботу двигуна і газоперекачувального агрегату.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Drive gas-turbine engine gtd-10v for gas transportation units

Автори англійською

Poprozhuk Oleh Oleksandrovych

Назва патенту російською

Приводной газотурбинный двигатель гтд-10в для газоперекачивающих агрегатов

Автори російською

Попрожук Олег Александрович

МПК / Мітки

МПК: F01D 17/00

Мітки: газоперекачувальних, гтд-10в, двигун, привідний, агрегатів, газотурбінний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-24458-prividnijj-gazoturbinnijj-dvigun-gtd-10v-dlya-gazoperekachuvalnikh-agregativ.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Привідний газотурбінний двигун гтд-10в для газоперекачувальних агрегатів</a>

Подібні патенти