Технические данные ГТК-10-4, основные узлы

Конструкция ГТК-10-4

Установка ГТК-10-4 Невского машиностроительного завода имени В. И. Ленина выполнена по двухвальной схеме со свободной силовой турбиной низкого давления и регенератором (тепловая схема).

Технические данные ГТК-10-4

- номинальная мощность на муфте нагнетателя 10000 кВт (±5%);

- коэффициент полезного действия, отнесенный к номинальной мощности на муфте нагнетателя, 28 % ± 1%;

- температура наружного воздуха + 15 ⁰С;

- давление наружного воздуха 1,033 атм;

- температура газа перед турбиной 780 ⁰С;

- скорость вращения силового вала 4800 об/мин.;

- падение давления во всасывающем и выхлопном трактах 50 мм водного столба;

- степень сжатия воздуха 4,6;

- число ступеней компрессора 10, статора имеет 12 ступеней;

- обороты ТНД 4800 об/мин.;

- обороты ТВД 5800 об/мин.;

- расход воздуха 310 т/час.;

- обороты отключения турбодетандера 2500 об/мин.;

- маслосистема циркуляционная под давлением;

- сорт масла Тп-22;

- масса турбины 56 тонн.

ГТУ данного типа имеет 3 модификации:

- ГТК-10-2 служит для привода ЦБН типа 520-12-1 на давлении 56 кгс/см².

- ГТК-10-3 служит для привода ЦБН типа 370-16-1 на давлении 76 кгс/см², работающих на Транс-Иранском газопроводе.

- ГТК-10-4 служит для привода ЦБН типа 370-18-1 на давлении 76 кгс/см², работающих на отечественных газопроводах, отличается от первых двух модификаций вертикальной камерой сгорания.

Принцип работы установки ГТК-10-4

ГТУ называют установку, состоящую из основных элементов воздушного компрессора, камеры сгорания и газовой турбины системы смазки, топливной системы, контроля и защиты, системы уплотнения вала центробежного насоса ЦБН.

В состав входят общестанционные системы: пускового газа; топливного газа; импульсного газа; электроснабжения; противопожарная; вентиляции; и т. д.

Рассмотрим работу установки ГТК-10-4 на тепловой схеме (рис. 42), беря за основу стандартную атмосферу: температура наружного воздуха +15 ⁰С, давление наружного воздуха 1,033 атм.

Атмосферный воздух засасывается через фильтр с параметрами: давление P = 0,1033 МПа, температура +15 ⁰С, количество воздуха G = 310 т/час и поступает во всасывающую камеру, плавно разворачивается и обтекает входные направляющие лопатки (ВНА), которые направляют поток воздуха на рабочие лопатки компрессора первой ступени под углом 10-15 ⁰С для плавного их обтекания во избежание помпажа.

Далее воздух поступает на направляющие лопатки (НЛ) статора, задача которых направить поток воздуха сжатого в первой ступени на рабочие лопатки второй ступени под углом 10-15 ⁰С и так далее включая 10 ступеней компрессора. После 10 ступени сжатый воздух в компрессоре поступает на лопатки спрямляющего аппарата (СА) задача которого направить воздух в нагнетательную камеру с меньшим гидравлическим сопротивлением. Из нагнетающей камеры сжатый воздух имеет следующие параметры: давление P = 0,46 МПа, T =198 ⁰C, G = 310 т/час и поступает по трубопроводу в воздухоподогреватель, где проходит через решетки, обогреваемые выхлопными газами из системы выхлопа двигателя. Воздух выходит из воздухоподогревателя со следующими параметрами: P = 0,45 МПа, T = 414 ⁰C, G = 307 т/час и подходит по трубопроводу к камере сгорания.

В камеру сгорания поступает сжатый воздух, пусковой и топливный газы, где происходит горение газовоздушной смеси. В результате сгорания и смешивания с вторичным потоком воздуха продукты сгорания приобретают следующие параметры: P = 0,433 МПа, T = 800 ⁰C, G = 310 т/час. Далее продукты сгорания поступают на лопатки спрямляющего аппарата турбины высокого давления ТВД, которые направляют их на рабочие лопатки турбины ТВД, где они отдают часть своей энергии на вращение турбины высокого давления. ТВД устанавливается на конце турбокомпрессора и приводит во вращение компрессор, который сжимает воздух. Оставшаяся энергия продуктов сгорания поступает на лопатки спрямляющего аппарата турбины низкого давления ТНД, которые направляют продукты сгорания на рабочие лопатки турбины низкого давления.

Турбина низкого давления крепится на силовом валу, на другом конце вала через переходную муфту соединяется с нагнетателем, который служит для перекачки газа. Далее продукты сгорания через диффузор и два выхлопных патрубка по трубопроводу подходит к воздухоподогревателю с параметрами: P = 0,105 МПа, T = 507 ⁰C. Проходя через воздухоподогреватель продукты сгорания, отдают часть тепла для нагрева решеток воздухоподогревателя. Продукты сгорания выходят из подогревателя с параметрами: P = 0,101 МПа, T = 303⁰C, G = 310 т/час и отводятся в выхлопную трубу. При прохождение продуктов сгорания через воздухоподогреватель они отдают часть тепла для подогрева воздуха, входящего в камеру сгорания, при этом температура воздуха повышается на ΔT = 200 ⁰C.