Описание агрегатов двигателя ПС-90ГП-2.
Газогенератор (ГГ) состоит из следующих узлов: входного устройства; корпуса промывки; корпуса входного с центральным приводом и коробкой приводов; компрессора; камеры сгорания; турбины.
Входное устройство представляет собой спрофилированный канал, обеспечивающий подвод воздуха в компрессор с минимальными потерями (рисунок 10).
Состоит из входного устройства 1 и переходника 2, который крепится к корпусу промывки газогенератора.
Рисунок 10 —Входное устройство
Корпус промывки образует проточную часть ГТУ на входе в двигатель и предназначен для размещения датчиков и форсунок для подачи в газовоздушный тракт моющей жидкости (рисунок 11).
Корпус промывки стальной сварной узел, имеются фланцы 1 - для крепления датчика температуры, 2 - для крепления приемника давления. В обечайку вварены восемнадцать резьбовых бобышек - 3, 4, 5 – по 6 штук, для вворачивания в них форсунок, через которые подается моющая жидкость в газовоздушный тракт.
Рисунок 11 —Корпус промывки
Корпус компрессора входной с центральным приводом расположен в передней части двигателя между корпусом промывки и компрессором (рисунок 12). Он является одним из силовых элементов двигателя. Корпус компрессора входной служит для размещения деталей центрального привода, узлов крепления двигателя, крепления коробки приводов, а также для передачи мощности на привод агрегатов, размещенных на коробке приводов.
|
|
|
Стойки входного корпуса обогреваются воздухом противообледенительной системы двигателя и горячим маслом, циркулирующим в системе смазки двигателя.
Рисунок 12 — Корпус компрессора входной
Корпус компрессора входной конструктивно состоит из внутреннего и наружного ободов, соединенных стойками (рисунок 13). Верхняя и нижняя стойки полые, а в боковых выполнены отверстия для подвода масла и воздуха. В наружном ободе предусмотрены каналы для подачи воздуха на обогрев входного направляющего аппарата компрессора с целью исключения его обледенения. Предусмотрен обогрев обтекателя и передних кромок стоек входного корпуса компрессора горячим маслом из двигателя.
Через нижнюю стойку входного корпуса проходит вал 13 привода коробки приводов.
К переднему фланцу наружного обода крепится корпус промывки. К задним фланцам наружного и внутреннего ободов входного корпуса компрессора крепится входной направляющий аппарат компрессора.
К фланцу 14, расположенному в нижней части наружного обода, крепится коробка приводов 8.
Центральный привод расположен во внутренней полости входного корпуса компрессора. Кинематическая схема центрального привода представляет собой пару конических зубчатых колес, смонтированных в корпусе приводов 16.
|
|
|
В стенках корпуса приводов 16 выполнены каналы, проточки и отверстия для суфлирования и подвода масла. В центральном приводе имеются жиклеры, через которые осуществляется смазка подшипников и зубчатых колес.
| 16 15 |
| 12 13 14 |
Рисунок 13 — Корпус компрессора входной
Коробка приводов служит для установки и крепления на ней агрегатов, для размещения деталей приводов к ним и передачи крутящих моментов к агрегатам, обслуживающим системы двигателя. Коробка приводов расположена снизу двигателя (рисунок 14).
Через запасный привод (привод для прокрутки) осуществляется проверка вращения ротора компрессора и приводных агрегатов, расположенных на коробке приводов.
| 1 |
| 7 8 |
| 11 10 9 |
| 6 5 4 3 2 |
1 – фланец крепления к входному корпусу; 2 – фланец крепления командного агрегата КА-30ГЭ-ВИ; 3 – заглушка запасного привода; 4 – кран слива масла; 5 – сигнализатор стружки магнитный; 6 – фланец крепления блока маслонасосов; 7 – фланец крепления агрегата АИК-16-ВИ; 8 – фланец крепления агрегата БЦА-94; 9 – фланец крепления сигнализатора стружки; 10 – датчик ДЧВ-2500А; 11 – фланец крепления стартера СтВ-5Г.
|
|
|
Рисунок 14 — Коробка приводов
Компрессор предназначен для сжатия воздуха и подачи его в камеру сгорания (рисунок15).
Воздух, сжатый в компрессоре, используется для противообледенительной системы газогенератора, для охлаждения деталей горячей части газогенератора, для наддува уплотнений подшипниковых узлов, для уменьшения усилия на упорном подшипнике свободной турбины, для системы управления радиальными зазорами компрессора и турбины, для продувки корпусов свободной турбины и наддува передней опоры нагнетателя.
Компрессор газогенератора осевой, левого вращения, тринадцатиступенчатый с дополнительной 0-й ступенью с регулируемым входным направляющим аппаратом (ВНА), поворотными направляющими аппаратами (НА) 0-й, 1-й и 2-й ступеней, с управлением радиальными зазорами пяти последних ступеней и пневмоуправляемыми клапанами перепуска воздуха из-за 6-й и 7-й ступеней, приводится во вращение турбиной газогенератора.
Рисунок 15 — Компрессор
Для обеспечения устойчивой работы компрессора во всем диапазоне эксплуатационных режимов и снижения вибронапряжений на лопатках компрессора, лопатки ВНА, НА нулевой, первой и второй ступеней выполнены поворотными и предусмотрен перепуск воздуха из-за шестой и седьмой ступеней компрессора в атмосферу.
|
|
|
Входной направляющий аппарат 2 (рисунок 16) (ВНА) устанавливается на входе в компрессор и служит для направления потока воздуха на лопатки рабочего колеса нулевой ступени. Лопатки ВНА выполнены обогреваемыми для исключения обледенения. Привод лопаток ВНА и НА первой, второй ступеней осуществляется двумя гидроцилиндрами.
Ротор компрессора 9 (рисунок 16) выполнен двухопорным, с роликовым подшипником на передней опоре и шариковым - на задней.
Опора роликоподшипника (рисунок 16) выполнена упруго-демпферной 1 для снижения уровня виброперегрузок корпусов газогенератора.
В переднем корпусе 4 (рисунок 16) установлены рабочие кольца и направляющие аппараты четвертой...седьмой ступеней и выполнены отверстия, через которые осуществляется:
- отбор воздуха из-за четвертой ступени;
- перепуск воздуха из-за шестой и седьмой ступеней;
- осмотр и зачистка лопаток на собранном узле.
В заднем корпусе 6 (рисунок 16) установлены рабочие кольца восьмой...тринадцатой ступеней и направляющие аппараты восьмой...двенадцатой ступеней и выполнены отверстия для осмотра и зачистки лопаток на собранном узле.
Корпус перепуска и отборов воздуха 5 (рисунок 16) образует вместе c передним корпусом изолированные кольцевые полости. Через две из них осуществляется перепуск воздуха газовоздушного тракта из-за шестой и седьмой ступеней в атмосферу.
Клапаны перепуска воздуха 10 (рисунок 16) предназначены для перепуска воздуха из-за шестой и из-за седьмой ступеней газовоздушного тракта в атмосферу.
Корпус обдува 7 (рисунок 16) представляет собой кольцевой коллектор с большим количеством отверстий для обдува воздухом корпуса заднего компрессора.
Спрямляющий аппарат (СА) (рисунок 16) тринадцатой ступени 8 спрямляет поток воздуха до осевого направления.
1 - упруго-демпферная опора; 2 - входной направляющий аппарат; 3 - корпус с направляющими аппаратами первой, второй и третьей ступеней; 4 - корпус передний; 5 - корпус перепуска и отборов; 6 - корпус задний; 7 - корпус задний обдува; 8 - спрямляющий аппарат тринадцатой ступени; 9 - ротор; 10 - клапан перепуска воздуха из-за шестой и седьмой ступеней; 11 - кольцо разделительное.
Рисунок 16 — Компрессор
Трубчато-кольцевая камера сгорания комбинированного типа с двенадцатью жаровыми трубами и кольцевым газосборником, расположена между компрессором и турбиной газогенератора и предназначена для подвода тепла к рабочему телу (рисунок 17).
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
| 11 |
1 – радиальный завихритель; 2 – подвеска жаровой трубы; 3 – головка жаровой трубы; 4 – дефлектор; 5 – стенка жаровой трубы; 6 – отверстия подвода воздуха; 7 – фланец рамочный; 8 – заклепка; 9 – патрубок пламеперебрасывающий; 10 – втулка под свечу зажигания; 11 – пояса охлаждающих отверстий.
В жаровые трубы №1 и №12 установлены свечи зажигания.
Рисунок 17 — Трубчато-кольцевая камера сгорания
Турбина
Турбина (рисунок 18) состоит из двухступенчатой турбины газогенератора 1и трехступенчатой турбины свободной 3, соединенных между собой переходным каналом 2. Обе турбины осевые, направление вращения роторов – левое.
| 1 2 3 |
1 – турбина газогенератора; 2 – переходный канал; 3 – турбина свободная
Рисунок 18 — Турбина
Турбина газогенератора осевая двухступенчатая охлаждаемая, служит для привода компрессора и, через центральный привод, агрегатов, установленных на коробке приводов (рисунок 19).
Рисунок 19 — Турбина газогенератора
Турбина газогенератора (рисунок 20) состоит: из ротора 2, аппарата соплового первой ступени 1, аппарата соплового второй ступени 3. Патрубка подвода охлаждающего воздуха 5 и трубы 4 образуют коммуникации подвода охлаждающего воздуха для обдува наружных корпусов.
| 5 |
| 6 |
| 8 |
| 7 |
| 9 |
| 1 2 3 4 |
1 – аппарат сопловой первой ступени; 2 – ротор; 3 – аппарат сопловой второй ступени;4 – труба системы обдува корпусов; 5 – патрубок подвода охлаждающего воздуха; 6 – диск второй ступени; 7 – вал; 8 – опора ротора с роликовым подшипником; 9 – диск первой ступени.
Рисунок 20 — Состав турбины газогенератора
Ротор турбины газогенератора состоит из рабочих колёс первой и второй ступеней, основу которых составляют диски с установленными в них рабочими лопатками. Диск первой ступени 9, диск второй ступени 6 соединены с валом 7 при помощи призонных болтов. Ротор опирается на опору с роликовым подшипником 8.
Охлаждение деталей турбины газогенератора производится воздухом, отбираемым из-за четвертой, седьмой, и тринадцатой ступеней компрессора.
Переходный канал 2 предназначен для обеспечения плавного перехода от проточной части турбины газогенератора к проточной части свободной турбины.
Свободная (силовая) турбина (СТ.) осевая трехступенчатой служит для привода нагнетателя ГПА, с ротором газогенератора имеет только газодинамическую связь (рисунок 21).
Рисунок 21 — Свободная (силовая) турбина
Турбина свободная трёхступенчатая, состоит из аппарата соплового первой ступени 1, аппарата соплового второй и третьей ступеней 2, распложенных в одном корпусе наружном 4, ротора 3, опирающегося на опору переднюю 9 с роликовым подшипником и опору заднюю 8 с роликовым и шариковым подшипниками. Опора 5 служит опорой свободной турбины и узлом задней подвески газотурбинной установки. Индуктор 7 и три датчика частоты вращения ротора 6 служат для контроля частоты вращения ротора свободной турбины и обеспечивают аварийный останов двигателя в случае увеличения частоты вращения ротора выше предельного значения.
Ротор турбины свободной состоит из рабочих колёс первой, второй, третьей ступеней, основу которых составляют диски 10, 11, 12 с установленными в них рабочими лопатками: по сто одной лопатке в каждой ступени.
Охлаждение деталей свободной турбины производится воздухом, отбираемым из-за четвертой и седьмой ступеней компрессора.
В наружных корпусах турбины газогенератора и турбины свободной выполнены лючки для контроля состояния лопаток турбины.
| 6 |
| 9 12 11 10 |
| 7 8 |
| 1 2 3 4 5 |
1 – аппарат сопловой первой ступени; 2 – аппарат сопловой второй и третьей ступеней; 3 – ротор; 4 – корпус наружный; 5 – опора свободной турбины; 6 – датчик частоты вращения ротора; 7 – индуктор; 8 – опора ротора задняя с роликовым и шариковым подшипниками; 9 – опора ротора передняя с роликовым подшипником; 10 – диск третьей ступени; 11 – диск второй ступени; 12 – диск первой ступени
Рисунок 21 — Свободная (силовая) турбина
Работа турбины: Турбина предназначена для преобразования потенциальной энергии газа в механическую работу вращения ротора.
Газ, поступивший в турбину, предварительно сжат и нагрет, т.е. обладает определённым запасом потенциальной энергии (энергии давления). В сопловом аппарате газ расширяется и приобретает скорость, преобразуя, таким образом, потенциальную энергию в кинетическую (энергия скорости). Выйдя из соплового аппарата под углом к плоскости вращения турбины (пера лопатки), газ попадает на лопатки рабочего колеса и отдаёт часть кинетической энергии ротору, который приводится во вращение и совершает механическую работу.
Выходное устройство предназначено для отвода газа, выходящего из свободной турбины, в выхлопную систему газоперекачивающего агрегата (рисунок 22). Выходное устройство крепится к раме ГПА.
Корпус опоры СТ стыкуется с выходным устройством (улиткой).
Рисунок 22 — Выходное устройство
Трансмиссия (рисунок 23) предназначена для передачи крутящего момента ротору нагнетателя, через упругие муфты соединяет вал ротора СТ с валом ротора нагнетателя.
Кожух трансмиссии (рисунок 8). поз.15, предназначен для защиты трансмиссии от воздействия высокой температуры выхлопных газов двигателя, подвода воздуха для охлаждения передней муфты трансмиссии и задней опоры свободной турбины двигателя.
Для исключения доступа к вращающимся уздам и деталям трансмиссия закрыта защитными вентилируемыми кожухами (рисунок 23).
Рисунок 23 — Трансмиссия
Для снижения уровня звукового давления (шума), создаваемого при работе ГТУ двигатель закрыт кожухом шумотеплоизолирующим (КШТИ).
Внутри КШТИ размещены элементы систем - пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения, сигнализации повышенной концентрации газа и системы освещения, обеспечивающие безопасность работы ГТУ в составе ГПА.
Входное и выходное устройства ГТУ также размешены под кожухом.
К входному устройству ГТУ подсоединен воздуховод ГПА с переходными элементами системы воздухоочистки, а к выходному устройству (улитке) - переходник к выхлопному тракту ГПА.
Работа двигателя ПС-90ГП-2.
Атмосферный воздух поступает во входную камеру ГПА, проходит через лемнискатное входное устройство ГТУ в осевом направлении и через входной корпус в компрессор двигателя. В компрессоре происходит повышение давления и температуры воздуха. Осевая скорость потока несколько уменьшается. Часть воздуха из проточной части компрессора отбирается на технологические нужды двигателя, а также на нужды ГПА и КС.
Из компрессора воздух поступает в трубчато-кольцевую камеру сгорания, где за счет непрерывного сгорания топливного газа, подводимого через форсунки, температура смеси продуктов сгорания и воздуха значительно возрастает. Часть воздуха в камере сгорания участвует в процессе горения, а часть идет на смешение с горячими газами, понижает их температуру до величины, обеспечивающей надежную работу деталей камеры сгорания и турбины. Скорость потока газа в камере сгорания, вследствие подвода тепла, увеличивается, а давление из-за гидравлического сопротивления несколько уменьшается.
Из камеры сгорания поток горячего газа поступает последовательно в двухступенчатую турбину газогенератора и трехступенчатую свободную турбину. В турбинах потенциальная тепловая энергия потока горячего газа, выходящего из камеры сгорания, преобразуется в кинетическую энергию и механическую работу вращения ротора газогенератора, ротора свободной турбины и через трансмиссию – ротора нагнетателя. Давление, температура газа и скорость потока в турбинах уменьшается.
В основном, мощность турбины газогенератора расходуется на привод ротора компрессора. Небольшая часть мощности турбины газогенератора расходуется на привод агрегатов на коробке приводов. Мощность свободной турбины расходуется на привод нагнетателя Далее из свободной турбины выхлопной газ поступает в выходное устройство и систему выхлопа ГПА.
1 — входное устройство; 2 — входной корпус компрессора с центральным приводом; 3 — компрессор газогенератора; 4— камера сгорания; 5 — турбина газогенератора; 6 — турбина свободная (силовая); 7 — задняя опора; 8 — вал отбора мощности; 9 — коробка приводов; 10 — стартер.
Рисунок 24 — Газотурбинный двигатель ПС-90ГП-2
Дата добавления: 2020-11-29; просмотров: 7488; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!