Турбопривод ТД1 01.000 Универсальной Турбодетандерной Установки
Выбор активной турбины с изменяемой парциальностью для турбодетандерной установки позволяет сделать её универсальной и более простой в изготовлении. Это также приведет к снижению стоимости изготовления установки.
На начальном этапе велась разработка турбопривода для экспериментально-опытной турбодетандерной установки УТДУ-1-Э мощностью порядка 600кВт и с перепадом давлений с 1,2 до 0,6 МПа.
Основные параметры активной турбины на природном газе для турбопривода:
1. Мощность N=720 кВт. (девять вставок с сопловыми лопатками).
2. n=3000 об/мин.
3. Рвх=1,2 МПа.
4. Рвых=0,6 МПа.
5. Твх=300 К.
6. Парциальность ε=0,5.
При проектировании принималось, что ресурсы всех агрегатов, узлов и элементов, а также УТДУ в целом, должны быть не ниже ресурсов серийно выпускаемых электрогенераторов, что в частности определяет целесообразность исполнения подшипниковых узлов по аналогу электрогенераторов. Периодичность регламентных работ, также должна соответствовать по срокам, устанавливаемых для электрогенераторов.
Турбопривод для УТДУ-1-Э спроектирован таким образом, что может работать без заключения в герметичную камеру. В то же время это сборочная единица для турбодетандерной установки. Такой подход позволяет использовать турбопривод для проведения доводочных испытаний на воздухе.
Состав и описание конструкции турбопривода.
Конструктивная схема турбопривода ТД1 01.000 для турбодетандерной установки УТДУ-1-Э представлена на рис.7.1
|
|
|
Турбопривод состоит из следующих элементов:
1- рама;
2- вал отбора мощности;
3- шпонка;
4- корпус подшипников;
5- диск активной турбины;
6- силовой фланец;
7- прокладка;
8- передняя сферическая крышка;
9- стопорное кольцо;
10- корпус сопловых аппаратов;
11- лопатки соплового аппарата;
12- сопловая вставка.
Конструкция турбопривода выполнена по схеме с консольным расположением диска турбины. Диск турбины 5 выполнен без бандажа и устанавливается на вал отбора мощности 2 с помощью призонных болтов.
Призонные болты передают крутящий момент с диска турбины 5 на вал отбора мощности 2. Так же призонные болты обеспечивают центровку диска турбины относительно вала при сборке. Фиксация гаек призонных болтов осуществляется с помощью контровочной шайбы.
В качестве опор вала отбора мощности применены подшипники качения (шарикоподшипники). Опора, со стороны диска турбины, фиксированная по внутреннему и наружному кольцу подшипника. Опора, со стороны компенсирующей муфты зафиксирована относительно вала. Относительно
Рис. 7.1. Турбопривод ТД1 01.000
корпуса турбопривода эта опора является плавающей (в осевом направлении по наружному кольцу). Обе опоры установлены с радиальным зазором между наружным кольцом подшипника и корпусом турбопривода. Относительно вала внутренние кольца обоих подшипников установлены с натягом. Радиальный зазор и натяг, элементов опор и сопрягаемых деталей, определяется на основании выбранного квалитета. Осевая фиксация внутренних колец подшипников, относительно вала (стяжка пакета) осуществляется с помощью распорной втулки и стяжной гайки. Наружное кольцо опоры, со стороны диска турбины установлено с осевым зазором (∆=0.2 мм.) относительно маслоотрожательной шайбы. Величина осевого зазора определяется возможностью проворачивания наружного кольца подшипника, во время работы, относительно корпуса. Такое условие позволяет увеличить рабочий ресурс подшипника.
|
|
|
Смазка опор осуществляется консистентной смазкой, подаваемой через тавотницу.
Наружное кольцо опоры, со стороны компенсирующей муфты имеет на порядки больше осевой зазор, Такое решение позволяет исключить появление нормальных напряжений, в осевом направлении, вследствие изменения его рабочей температуры, (поэтому и называется плавающей опорой). Вал фактически работает только на кручение. Крутящий момент, передаваемый с вала отбора мощности на компенсирующею муфту, передается через призматическую шпонку. Необходимо отметить, что роторная система (опоры, вал, диск) является жесткой.
|
|
|
Сопловой аппарат состоит из корпуса 10 и сопловых вставок 12. Внешний вид сопловой вставки представлен на рис. 7.2. Переход к круглой форме вставок 12 значительно упрощает их изготовление. Конструкция соплового аппарата позволяет изменять эффективную мощность турбопривода в широком диапазоне (от 720 кВт. до 50 кВт.) путем изменения секундного расхода газа и значением эффективного КПД. Изменение секундного расхода газа осуществляется путем замены сопловых вставок на технологические заглушки. Максимальное число сопловых вставок – 9, минимальное – 1. Вследствие этого изменяется суммарное значение площади критического сечения соплового аппарата, парциальность и соответственно значение эффективного КПД турбопривода.
Рис. 7.2. сопловая вставка.
Корпус соплового аппарата фиксируется к силовому фланцу 6 с помощью болтов. Сопловые вставки зафиксированы от проворота, в корпусе соплового аппарата, с помощью стопорного кольца 9. Стопорное кольцо 9 так же обеспечивает фиксацию сопловых вставок от осевого перемещения при транспортировке УТДУ и монтажных работах. Корпус УТДУ выполнен из литейной стали методом литья в землю. Передняя и задняя крышка капсулы выполнена из стали методом литья. Корпус соплового аппарата выполнен из стали методом литья в землю, на этапе испытаний, может изготавливаться из стальной заготовки с применением механической обработки.
|
|
|
Диск турбины 5 и сопловые вставки могут изготавливаться методом литья по выплавляемым моделям из алюминиевых сплавов.
Такой диск показан на рис.7.3.
Рис. 7.3. Диск турбины
Разработаны чертежи диска турбины, изготовляемого методом механической обработки из алюминиевых или стальных сплавов.
Вал и призонные болты, так – же на этапе испытаний, изготавливаются из стального прутка.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 492; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!