Компрессоры газотурбинных установок (ГТУ)
Компрессоры ГТУ предназначены для сжатия и подачи воздуха в камеры сгорания. Сжатый воздух компрессора используется также для охлаждения отдельных деталей газовой турбины.
К компрессорам судовых ГТУ предъявляют следующие основные требования: 1) повышение давления воздуха при возможно большем коэффициенте полезного действия; 2) непрерывная подача воздуха в камеру сгорания; 3) малая чувствительность к изменениям режима работы; 4) минимальный вес и габарит; 5) простота и надежность в работе.
Компрессоры бывают осевые, центробежные и винтовые. Наиболее распространенными являются осевые многоступенчатые компрессоры, обладающие большой производительностью, высоким к. п. д. и большой степенью сжатия.
Осевой многоступенчатый компрессор состоит из ряда последовательно расположенных направляющих лопаток, закрепленных в корпусе, и рабочих лопаток, расположенных на барабанном роторе. По мере сжатия объем воздуха уменьшается и, следовательно, уменьшаются высоты лопаток.
Вращаясь, рабочие лопатки ротора сообщают газу кинетическую энергию. При движении по расширяющимся каналам рабочих лопаток относительная скорость воздуха падает, происходит уменьшение кинетическои энергии потока с соответствующим повышением давления в нем. Изменение относительной скорости потока в канале рабочих лопаток связано с расходом энергии, подводимой к компрессору. В расширяющихся каналах направляющих лопаток наблюдается дальнейшее повышение давления воздуха и уменьшение скорости его движения. В проточную часть компрессора воздух поступает через входной патрубок и направляющий аппарат, откуда, пройдя каналы рабочих лопаток и направляющих лопаток, попадает в спрямляющий аппарат. Направляющий аппарат обеспечивает необходимое направление воздушному потоку перед входом в первую ступень, а спрямляющий аппарат обеспечивает осевой выход в диффузор и далее в выходной патрубок. В диффузоре происходит дальнейшее сжатие воздуха за счет уменьшения скорости его движения.
|
|
|
Ротор компрессора установлен на подшипниках. В местах выхода вала через корпус расположены концевые уплотнения. Роторы осевых компрессоров выполняются барабанного, дискового и смешанного типов.
Лопаточный аппарат осевых компрессоров изготовляют с высокой точностью и высокой степенью чистоты обработки, что способствует получению высокого к. п. д. компрессора. В рабочих лопатках осевых компрессоров бандаж отсутствует, лопатки крепят хвостовиками различной формы.
Камеры сгорания газовых турбин ГТУ
В камерах сгорания внутренняя энергия топлива при сжигании преобразуется в потенциальную энергию рабочего тела. В современных ГТУ используется жидкое или газообразное топливо. Для сжигания топлива необходим окислитель, которым служит кислород воздуха. Воздух повышенного Давления поступает в камеру сгорания после компрессора.
|
|
|
При сжигании топлива образуются газообразные продукты сгорания высокой температуры, которые перемешиваются с дополнительным количеством воздуха. Образующийся горячий газ (рабочее тело) направляется в газовую турбину.
Простейшая камера сгорания газотурбинной установки (рис.1) состоит из топливораздающего устройства 8, регистра первичного воздуха 2, пламенной трубы 3 и смесителя 4, которые размещаются в корпусе 7. Корпус нагружен давлением изнутри.
Топливораздающее устройство (горелка или форсунка) 8 подает топливо в зону горения 6. Весь воздух, подаваемый в камеру сгорания, разделяется на два потока. Меньшая часть воздуха (первичный воздух) в количестве, необходимом для поддержания процесса горения, поступает через регистр 2 в зону горения. Большая часть воздуха (вторичный воздух) в процессе горения не участвует, а проходит между корпусом 7 и пламенной трубой 3, охлаждая ее. Затем, пройдя через смеситель 4, этот воздух перемешивается с продуктами сгорания в зоне смешения 5, охлаждая их до заданной температуры.
|
|
|
Конструкция камеры сгорания газотурбинных установок зависит от назначения и схемы ГТУ, параметров ее цикла и вида топлива. Вместе с тем существует ряд признаков, по которым можно разделить камеры сгорания ГТУ на несколько типов.
Так, камеры сгорания бывают выносные и встроенные. Выносные располагаются вне корпусов турбины и компрессора и соединяются с ними или регенератором трубопроводами, а встроенные находятся непосредственно в корпусе.
Выносные камеры сгорания, чаще всего используемые в стационарных ГТУ и реже на транспортных (судовых локомотивных и автомобильных), хорошо компонуются с регенератом.
По конструктивным признакам встроенные камеры сгорания могут быть кольцевыми, трубчато-кольцевыми и секционными, а также - индивидуальными. Кольцевые камеры сгорания наиболее легки компактны, используются в простой схеме ГТУ и располагаются между компрессором и турбиной вокруг ротора.
Рабочий объем кольцевой камеры сгорания представляет собой сплошное кольцевое пространство между внутренней и наружной обечайками пламенной трубы. Кольцевые камеры сгорания, работающие на жидком топливе, применяются преимущественно в авиации, так как при больших размерах они становятся ненадежными. В стационарных ГТУ используются кольцевые микрофакельные камеры сгорания, работающие на газе.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 200; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!