- простота обслуживания ремонта;
- удобство компановки с другим оборудованием ГПА и размещения в зданиях
Основные характеристики ТА определяются исходя: из уравнения теплопередачи; сред него температурного напора ТА.
В стационарных газотурбинных установках используют в основном два типа регенераторов (воздухонагревателей): трубчатые и пластинчатые. Регенераторы обоих типов предназначаются для частичного подогрева воздуха после осевого компрессора перед поступлением его в камеру сгорания, что приводит к снижению расхода топлива по ГТУ.
Вопросы для самоконтроля
1. Каково назначение теплообменных аппаратов?
2. На какие классы делятся теплообменные аппараты?
3. Как классифицируют теплообменные аппараты?
4. Какие требования предъявляются к ТА?
5. Перечислите основные характеристики ТА?
6. Что служит теплоносителями теплобменных систем?
7. Перечислите важные теплофизические свойства теплоносителей
8. Каково назначение регенераторов ГТУ?
9. Перечислите основные требования, предъявляемые к регенераторам ГТУ?
10. Назовите типы регенераторов
11. Каково устройство теплообменных аппаратов?
Тема 4.8 Воздухоподготовка и защита газотурбинной
установки от обледенения
Студент должен:
знать: мероприятия по защите ГТУ от аэрозолей и обледенения.
Воздействие аэрозолей на газотурбинную установку и их влияние па мощность и КПД ГТУ. Направления защиты ГТУ от аэрозолей и проводимые для этого мероприятия. Причины, вызывающие обледенение ГТУ, и основные направления защиты от обледенения. Охлаждение воздуха в летнее время.
Литература: [3], стр. 252-257; [5], стр. 142-152
Методические указания
Устройства воздухоподготовки и противообледенительной защиты - основная часть системы подготовки циклового воздуха, которую в различных агрегатах называют воздухоочистительным устройством (ВОУ) иди комплексным устройством воздухоподготовки (КУВ).
В атмосферном воздухе присутствует крупная и мелкая пыль, может быть влага в виде тумана, в летнее - пыльца и семена растений, насекомые. Крупные аэрозоли вызывают преимущественно эрозионный износ лопаточного аппарата компрессора. Мелкие аэрозоли вызывают загрязнение его проточной части.
Эрозионному воздействию подвергается в основном лопатки первых ступеней осевого компрессора. Рабочие лопатки изнашиваются больше со стороны вогнутой поверхность; так как именно она воспринимает прямые удары движущихся частиц. В начальной стадии износа и загрязнения характеристика компрессора и ГТУ в целом изменяется несущественно. Затем скорость ухудшения характеристик заметно возрастает. Падает напор в кпд компрессора, линия рабочих режимов ГТУ смещается влево, а граница помпажа вправо, номинальная мощность ГТУ при расчетной температуре воздуха не достигается. На лопатках компрессора появляются эрозионные раковины, которые являются концентраторами напряжений. Конструктивный предел выносливости лопаток падает.
Кроме воздействия на компрессор, пыль проходит и в турбину и отлагается на ее лопатках, особенно на соплах первой ступени.
При высокой запыленности воздуха в качестве первой ступени очистки применяют преимущественно инерционные сепараторы. В них отделение пыли происходит за счет резкого изменения направления движения.
В качестве второй ступени очистки для удаления мелкой пыли используют рулонные (барьерные) фильтры, например, типа ФРУ. На некоторых агрегатах (ГТК-25 ИМ) применяют съемные кассетные фильтры многократного использования. Фильтры тонкой очистки бывают сухие и масляные.
Обледенение входного тракта ГТУ происходит, когда температура его элементов отрицательна, а тепло, выделяемое замерзающей влагой, отводится или за счет теплопроводимости деталей, или самим потоком. Обледенение возникает в интервале температур атмосферного воздуха от 3 до - 5 С при высокой влажности воздуха.
Основными направлениями защиты от обледенения являются:
- снижение количества атмосферных осадков, попадающих во входной тракт, за счет кон
струкции воздухозабора и сепарации влаги;
- испарение капельной влаги во всасываемом воздухе путем его подогрева;
- обогрев деталей тракта и осевого компрессора, подверженных обледенению.
Все эти способности используют в современных приводных ГТУ. Широкое распространение получила противообледенительная система подогрева и подсушки всасываемого воздуха благодаря подмешиванию к нему части горячего воздуха, отбираемого после компрессора или из его промежуточной ступени.
Применяется также комбинированная противообледенительная система, при которой в воздухоподводящий тракт подают газо-воздушную смесь, получаемую за счет эжектирова-ния дымовых газов воздухом после компрессора или его промежуточной ступени.
Вопросы для самоконтроля
1. В каких направлениях может осуществляться защита ГТУ от аэрозолей?
2. При какой среднегодовой концентрации пыли может быть обеспечена нормальная эксплуатация ГТУ?
3. За счет чего происходит отделение пыли в инерционных сепараторах?
4. Перечислите основные ступени очистки воздуха.
5. Что влияет на осуществимость процесса обледенения?
6. От чего зависит обледенение?
7. Что произойдет при обледенении фильтров и входного направляющего аппарата осевого компрессора?
8. Перечислите основные направления защиты от обледенения.
Тема 4.9 Защита от шума газотурбинных
газоперекачивающих агрегатов
Студент должен:
знать: основные источники шума, мероприятия по
снижению шума;
уметь: анализировать и осуществлять выбор средств и мероприятий по борьбе с шумом.
Источники шума в газотурбинных установках. Материалы, применяемые для борьбы с шумом. Мероприятия по снижению шума газотурбинных газоперекачивающих агрегатов.
Литература: [3J, стр. 257-262; [5], стр. 163-170.
Методические указания
Шум, производимый газоперекачивающим оборудованием, загрязняет окружающую среду и неблагоприятно воздействует на человека.
Шум характеризуется звуковым давлением, интенсивностью и мощностью.
Источниками шума в газотурбинных ГПА - всас компрессора, выхлоп турбины, корпус ГТУ и камеры сгорания, нагнетатель с присоединенными трубопроводами, опорная рама -маслобак, вентиляторы и насосы, периодические сбросы сред.
Утечки воздуха или газа через неплотности фланцевых соединений создают высокочастотный шум. Вибрация элементов корпусных деталей вызывает низкочастотный шум.
В качестве звукопоглащающих материалов в шумоглушащих устройствах используют пористые и волокнистые материалы, защищенные тканями, сетками или тонкими перфорированными листами. Лучшими звукопоглащающими свойствами обладают плотные материалы. Хороший звукоизолятор - свинец.
Для снижения шума выхлопа турбины пригодны пластинчатые глушители, но выполненные из жаростойких материалов.
Борьбу со структурным шумом осуществляют с помощью вибродемпфирования. Обычная листовая резина - малосжижаемый материал, поэтому для снижения вибрации эффективно применение пористой и перфорированной резины.
Для снижения шума элементов ГПА необходимы как проходные глушители, которые, не препятствуя движению воздуха или газа, существенно снижает уровень звука, так и звуколо-кализирующие и шумоподовляющие устройства в виде защитных кожухов, покрытий из звуко- и вибропоглошающих материалов.
Вопросы для самоконтроля
1. Чем характеризуется шум и единицы его измерения?
2. Что является источниками шума?
3. Какие материалы применяются для снижения шума?
4. Как снизить шум всоса осевого компрессора?
5. С помощью чего можно снизить шум выхлопа турбины?
6. За счет чего снижается шум нагнетателя с лопаточным диффузором?
Тема 4.10. Система автоматического регулирования и управления газотурбинными газоперекачивающими
агрегатами
Студент должен:
знать: основные системы автоматического регулирования и управления газотурбинных газоперекачивающих агрегатов.
Функции агрегатных систем автоматического регулирования и защиты. Защитные устройства ГТУ. Схема защиты ГТУ от недопустимого повышения температуры газа перед турбиной. Функции, выполняемые системой автоматического управления. Вспомогательные системы газотурбинных газоперекачивающих агрегатов и их функции.
Литература: [5], стр. 156-160.
Методические указания
Основными функциями агрегатных систем автоматического регулирования и защиты являются:
- поддержание заданного режима эксплуатации ГПА при индивидуальной и совместной
работе с другими агрегатами;
- предохранение ГПА от резких изменений рабочих параметров при переходных процессах;
-- обеспечение изменения частоты вращения роторов в рабочем диапазоне;
- поддержание заданного перепада давлений «масло-газ» в уплотнении нагнетателя;
- поддержание заданной температуры масла в маслосистеме;
- управление регулирующими органами ГПА и пусковым устройством во время пуска и остановки;
- регулирование противообледенительной системы компрессора;
- обеспечение защиты от возможных аварий.
Система автоматического регулирования (САР) взаимосвязана с агрегатными системами: масляной, автоматического управления (САУ) и ее подсистемами (контроля, защиты).
К САР ГГПА предъявляют следующие требования: стабильность характеристик б течение всего периода эксплуатации: быстродействие; технологичность при изготовлении, эксплуатации и ремонте; легкость настройки и контроля; автономность; безопасность; возможность дистанционного управления.
Режим работы ГГПА может быть задан давлением на выходе из нагнетателя, частотой вращения силового вала, температурой продуктов сгорания и т.д.