Особенности конструкций газовых турбин

Главные особенности конструкций газовых турбин по сопоставлению с паровыми определяются последующими основными факторами:

1. В газовой турбине осуществляется процесс расширения высокотемпературной рабочей среды, что просит использования особых жаростойких материалов (сталей, сплавов, керамики и теплозащитных покрытий), также организации остывания ее частей (лопаточного аппарата, ротора с дисками, корпусных деталей, подшипников и пр.).

2. В Особенности конструкций газовых турбин газовой турбине значительно меньше число ступеней, чем в паровой. При всем этом ГТ работает при низком исходном давлении рабочей среды, удельный объем которой при расширении возрастает в 5-25 раз (в паровой турбине удельный объем водяного пара вырастает в сотки раз). Потому разница меж длиной лопаток первой ступени и последней много меньше Особенности конструкций газовых турбин, чем для паровой турбины. Средние поперечникы турбинных ступеней ГТ больше, чем для ступеней ЦВД ПТ (поперечникы дисков ГТ до 2 м), а их внутренняя мощность значительно больше в сопоставлении с мощностью ступеней паровой турбины.

3. Осевая составляющая скорости потока за последней ступенью газовой турбины составляет 100-230 м/с. Потому для понижения утрат Особенности конструкций газовых турбин энергии выходной патрубок ГТ делают осевым на базе высокоэффективного диффузорного канала.

4. Из-за большой роли КПД ГТ в экономичности ГТУ в газовых турбинах нет регулирующих клапанов, парциальных ступеней и иных частей, снижающих экономичность установок.

Роторы газовых турбин делают зависимо от их типов дисковыми, барабанными и дискобарабанными (рис. 29.10 - 29.12), а по Особенности конструкций газовых турбин методу производства – цельноковаными и сварными:

а) Более всераспространены дисковые конструкции роторов, у каких нет центрального отверстия, сокращающего прочностные свойства.

б) Цельнокованые конструкции роторов ограничены в поперечнике из-за технологических ограничений при их изготовлении. Потому они используются в ГТ малой мощности.

в) Сварные роторы лишены этих недочетов, но Особенности конструкций газовых турбин они дороже при изготовлении.

Рис. 29.10 Конструкции роторов газовых турбин

а) цельнокованый ротор барабанной конструкции; б) цельнокованый ротор консольного типа;

в, г) сварные роторы; д, сборный ротор с дисками, соединенными стяжными болтами

Рис.29.11

Рис.29.12

В сборных конструкциях роторов диски стягиваются при помощи гидравлического устройства центральным стержнем, превращающим ротор в единую жесткую конструкцию. Перед сборкой Особенности конструкций газовых турбин отдельные диски газовой турбины с лопаточным аппаратом (также и компрессора) подвергаются кропотливой балансировке. Любой из дисков имеет два кольцевых воротника (пояса), на котором выполнены хирты - круговые зубья треугольного профиля. При неплохом качестве производства хиртового соединения обеспечивается абсолютная центровка смежных дисков. Такая конструкция применяется, к примеру, в ГТУ V Особенности конструкций газовых турбин94.2 «Siemens» и ГТЭ-180. В газовых турбинах серии G компании «Westinghouse» диски стягиваются 12 сквозными болтами. В энергетической ГТУ GT13E «АВВ» применяется сварной ротор. На рис. 29.12 показан внешний облик роторов компрессора и газовой турбины ГТУ GT 13E .

Рис. 29.12 Конструкция ротора GT 13E

Корпус газовой турбины в отличие от корпусов паровой турбины Особенности конструкций газовых турбин эксплуатируется в критериях более больших температур, но при наименьшем перепаде давлений, действующих на стены корпуса. Корпусные элементы ГТ изготавливают из перлитных сталей. В большинстве конструкций корпус имеет горизонтальный разъем. Основное требование к корпусам ГТ – твердость их конструкции, обеспечение равномерной толщины стен для исключения формирования температурных напряжений и соответственных деформаций, симметричность в Особенности конструкций газовых турбин поперечных сечениях с целью организации схожих зазоров меж рабочими лопатками и корпусом. Эти зазоры для уменьшения протечек производятся наименьшими в круговом направлении. В лабиринтовых надбандажных и диафрагменных уплотнениях ступеней ГТ (также компрессоров) используются сотовые вставки, истирающиеся при задеваниях, что предутверждает развитие аварийных ситуаций. Для уменьшения температуры стен корпуса Особенности конструкций газовых турбин его время от времени изнутри закрывают жароупорным экраном из тонкостенного листа аустенитной стали. Меж ними закладывают теплоизоляционный материал. В ряде всевозможных случаев в исходной части ГТ применяется двухкорпусное выполнение, когда меж надлежащими стенами организуется движение охлаждающего воздуха.

Одной из главных ГТУ, на базе которой планируется создание ПГУ-325 и Особенности конструкций газовых турбин других, является ГТЭ-110 мощностью 110 МВт (рис. 29.13). Она имеет относительно высочайший уровень экономичности (КПД 36%) при уровне исходной температуры газов 1210°С, но с низкой температурой уходящих газов (517°С), что затрудняет получить высочайший уровень экономичности парогазовых установок. Номинальная мощность ГТУ при расчетных критериях 114,5 МВт (КПД 36,5%), а пиковая – 120 МВт (КПД 36%). Наибольшая мощность при температуре Особенности конструкций газовых турбин внешнего воздуха tа=–15оС NЭ=129,4 МВт. Степень увеличения давления в компрессоре при номинальной мощности ГТУ pк=14,75. Расход выходных из турбины газов 365 кг/с.

Ротор барабанно-дисковой конструкции состоит из 5 частей, соединяемых меж собой штифтовыми и болтовыми соединениями. Диски компрессора и турбины в секциях соединяются электронно-лучевой сваркой. Круговые подшипники поперечником Особенности конструкций газовых турбин 400 мм выполнены с самоустанавливающимися колодками. Меж секторами размещены форсунки для подачи масла на смазку и остывания. Осевой подшипник обеспечивает обоестороннее восприятие осевой нагрузки. Он установлен со стороны компрессора в его прохладной части. В осевом подшипнике относительно гребня установлены 28 колодок по 14 с каждой стороны.

Рис. 29.13. Газотурбинная установка ГТЭ-110

1 – ВНУ; 2 – компрессор Особенности конструкций газовых турбин; 3 – камера сгорания; 4 – газовая турбина; 5 – рама

Охлаждающая система газовой турбины - конвективная. В турбине охлаждаются рабочие лопатки первых 2-ух ступеней и сопловые – 3-х. Суммарный расход воздуха на остывание 13%. Компрессор имеет 15 ступеней, его сварной корпус выполнен из стали ЭП609Ш. Над рабочими лопатками 1-й и 2-й ступеней сконструированы антипомпажные устройства в форме Особенности конструкций газовых турбин кольцевых камер, в которые воздух попадает через щели. Рабочие лопатки первых 4 ступеней сделаны из титанового сплава ВТЗ-1, с 5-й по 12-ю ступень - из стали ЭИ 479Ш, а с 13-й по 15-ю – ЭИ 696Ш. Диски компрессора выполнены из стали ЭП609. Отбор воздуха за 7-й ступенью предназначен для остывания дисков Особенности конструкций газовых турбин компрессора, а за 10-й – для остывания ротора газовой турбины.

Трубчато-кольцевая камера сгорания с 20 жаровыми трубами размещается над компрессором, что уменьшает длину валопровода и делает его более жестким. Сопловые аппараты турбинных ступеней газовой турбины инсталлируются в собственных внешних корпусах. Корпус турбины имеет только вертикальные разъемы. Сопловой аппарат 1-й ступени состоит их Особенности конструкций газовых турбин 40 отдельных литых лопаток с конвективно-пленочным остыванием вторичным воздухом. Сопловой аппарат 2-й ступени состоит из 24 пакетов лопаток, отлитых блоками по две лопатки, 3-й – из 18 пакетов по три лопатки, а 4-й – из 16 пакетов по три лопатки (полые, неохлаждаемые). Все пакеты имеют в отливке диафрагменные поверхности.

Крепление ГТУ осуществляется одной фронтальной Особенности конструкций газовых турбин и 2-мя задними опорами. Передняя опора недвижная и представляет собой жесткий лист с ребрами, который крепится к фланцу фронтального корпуса компрессора. Задние опоры крепятся к цапфе опорного венца турбины и состоят из гибких листов, установленных в два яруса во взаимно перпендикулярных направлениях. Кожух ГТУ производится на базе Особенности конструкций газовых турбин панельно-каркасной конструкции с шириной панели 80 мм. Запуск ГТУ осуществляется от электрогенератора через тиристорный преобразователь частоты тока.


osobennosti-geologo-tehnologicheskogo-kontrolya-provodki-skvazhin-na-depressii-s-primeneniem-koltyubingovoj-tehnologii-statya.html
osobennosti-gigienicheskoj-ocenki-uslovij-truda.html
osobennosti-glagolov-to-be-to-have.html