1.Описание конструкции газотурбинной установки мощностью 25 МВт
Газоперекачивающий агрегат мощностью 25 МВт предназначен для компрессорных станций и состоит из специально спроектированной регенеративной газотурбинной установки, полнонапорного центробежного нагнетателя природного газа, установки централизованного контроля и управления, воздушных охладителей масла, комплекта запчастей, инструмента, приспособлений и вспомогательного оборудования.
Газотурбинная установка выполнена по открытому регенеративному циклу с однокаскадным компрессором и свободной силовой турбиной низкого давления. ГТУ состоит из воздушного компрессора, камеры сгорания, турбин высокого и низкого давления, пускового привода. Системы регулирования и рамы – маслобака с вмонтированными узлами системы маслоснабжения и агрегатной частью КИП.
1.1. Воздушный компрессор
Воздушный компрессор осевого типа включает в себя 10 ступеней и образован путем моделирования компрессора агрегата ГТН – 25 производства УТМЗ и отсечения от него четырех последних ступеней. В полученном 10-ти ступенчатом компрессоре первые 4 направляющие венца. Включая ВНА, Выполняются поворотными, - для облегчения выхода ГТУ на рабочие режимы и регулирования компрессора при частичных нагрузках. РЛ первых четырех ступеней крепятся на приставных дисках. Необходимая жесткость обеспечивается центральной стяжкой, которая соединяет диски с ротором барабанного типа.
Для избежания возникновения помпажа предусмотрены отбор воздуха из ступеней компрессора и противопомпажные клапана.
Ротор осевого компрессора – сборный (комбинированный барабанно-дисковый). Диски, барабан и хвостовик стянуты центральной стяжкой из высокопрочной легированной стали. Гайки стяжки стопорятся штифтами. Такая конструкция ротора позволяет сочетать достоинства дисковых и барабанных роторов, т.е. повышается прочность при действии ЦБС и упрощается технология изготовления ротора.
ВНА и последующие три НА выполнены поворотными с приводом от одного сервомотора через качающийся рычаг.
Все направляющие лопатки компрессора имеют легкий съемный бандаж, допускают простую разборку. Основное назначение бандажа, - уплотнение радиальных зазоров по ротору дисковой конструкции, а также повышение вибронадежности направляющих лопаток.
ВНА выполнен обогреваемый за счет отбора воздуха из последних ступеней ОК. Обогрев включается при снижении температуры воздуха до + 80С(353K), что позволяет избежать обледенения ВНА.
Синхронность поворота ВНА и НЛ обеспечивается сервомотором, все ряды поворотных НЛ имеют бандаж, что обеспечивает снижение динамических напряжений. Расширение диапазона устойчивой работы ОК на переменных режимах обеспечивают специальные устройства размещенные под РЛ. Лопатки НА и выходного спрямляющего аппарата собраны в обоймы с горизонтальным разъемом. Обоймы сварные с оребрением, что обеспечивает возможность теплового расширения и повышает технологичность при изготовлении и ремонте.
НЛ компрессора постоянного профиля и имеют цилиндрический хвостовик. НЛ крепятся в обойме с помощью гаек, которые затем обвариваются проволокой.
РЛ выполнены с закруткой. Хвостовики зубчиковый, что обеспечивает возможность термического расширения и надежность соединения. Лопатки изготовлены из нержавеющей стали ЭИ-961Ш, что повышает их коррозийную стойкость. Корпус сварно-литой с горизонтальным разъемом, что обеспечивает улучшение технологии изготовления, ремонтопригодность и сборку.
1.2. Входной патрубок
Входной патрубок предназначен для формирования потока воздуха и создания наиболее возможного равномерного поля скоростей воздуха на входе в ОК. В сочетании с деталями статора входной патрубок образует корпус ГТУ. В его нижней половине размещен пусковой турбодетандер, опорно-упорный подшипник, реле осевого сдвига, валоповоротное устройство, бесконтактные датчики частоты вращения вала турбокомпрессора.
Корпус патрубка изготовлен из углеродистой стали и выполнен сварно-литым. Воздушный канал образован концентричными обечайками патрубка, имеющего горизонтальный разъем. В корпусе патрубка имеется развитая система уплотнений для предотвращения попадания масла на всас осевого компрессора. К системе уплотнений относятся уплотнения масляные и два ряда лабиринтовых.
Входной патрубок соединяется с обоймой поворотного направляющего аппарата с вертикальным фланцевым соединением.
1.3. Камера сгорания.
Кольцевая камера сгорания расположена в корпусе турбины высокого давления и крепится к обойме ТВД, образуя с ней единый сборный узел. Камера сгорания состоит из двух полукольцевых частей с горизонтальным разъемом.
Огневой объем камеры сгорания ограничен на входе фронтовыми устройствами, а с боков дисковыми стенками, установленными в каркасе и прикрепленными сегментами к обойме ТВД.
Горелочное устройство содержит двадцать цилиндрических регистров, равномерно расположенных по окружности на входе в
камеру сгорания и установленные в них горелки типа “грибок” с отверстиями диаметром 4 мм для подвода природного газа в
зону горения.
Зажигание газовоздушной смеси осуществляется электрозапальными свечами, установленными в двух пусковых горелках, размещенных в районе горизонтального разъема турбины в нижней половине камеры сгорания и присоединенными высоковольтными кабелями к пусковым катушкам зажигания, установленным на кронштейнах рамы – маслобака.
Между фронтовыми устройствами и дисковыми стенками в месте их закрепления в каркасе предусмотрены подвод охлаждающего воздуха для создания защитной изолирующей пленки воздуха на внутренней поверхности стенок камеры сгорания, а также подвод воздуха в прикорневое и периферийное сечение соплового аппарата ТВД.
1.4. Турбина высокого давления.
За к.с. расположена ТВД, состоящая из 2-х ступеней. Ротор ТВД сборный, диски стянуты стяжными болтами. Диски выполнены без центрального отверстия сложной конфигурации. Ротор ТВД жестко (механически) связан с ротором ОК и образуют ротор газогенератора.
РЛ имеют закрученный профиль. СА I ступени имеет внутреннюю и наружную обойму, что уменьшает протечки через радиальный зазор. РЛ I ступени имеют бандажную полку, что также уменьшает протечки через радиальный зазор. СЛ I и II ступени имеют щели для подвода охлаждающего воздуха.
Между дисками установлены вставки для уменьшения протечек рабочего тела.
НЛ ТВД набрано в сегменты, которые установлены в обоймы. Это обеспечивает свободу термических расширений деталей статора. Обойма ТВД – литая с горизонтальным разъемом. Также ТВД имеет систему воздушного охлаждения уменьшающую термические деформации, возникающие в обойме НЛ ТВД. РЛ выполнены полыми, охлаждаемыми, с системой охлаждения дефлекторного типа.
РЛ – имеют переменный профиль, крепятся зубчатыми хвостовиками в дисках, где проделаны каналы для охлаждения корня и хвостовика лопатки.
Лопатки выполнены из жаропрочной стали ЖС6К и никелевых сплавов, что повышает ресурс их работы и прочность.
1.5. Турбина низкого давления.
После ТВД продукты сгорания по промежуточному патрубку направляется в ТНД. Переходный патрубок – сварной из жаропрочной стали, состоит из наружной и внутренней обтекателей.
ТНД – одноступенчатая турбина, ротор которой состоит из цельнокованного диска и полого хвостовика соединенных по вертикальному разъему. Достоинство такого ротора – простота и легкость изготовления, относительная легкость балансировки и центровки. Также ротор имеет достаточную жесткость для
передачи крутящего момента.
РЛ ТНД имеют закрутку и профиль с переменным сечением по высоте. Хвостовики рабочих лопаток выполняются елочного типа с осевой заводкой. Гребень диска и хвостовики лопаток охлаждаются воздухом низкого давления отбираемого после 4 ступени ОК. НЛ набираются в специальные верхние и нижние обоймы, что уменьшает протечки через радиальные зазоры.
Для уменьшения утечек охлаждающего воздуха в проточную часть ТНД ротор выполнен с уплотнительными кольцами для предотвращения протечек рабочего тела в машинный зал.
Диффузор ТНД – сварной, состоит из наружного и внутреннего обода соединенных между собой обтекаемыми стойками. Диффузор имеет горизонтальный разъем.
ТНД механически не связана с ротором газогенератора, поэтому
имеет свои подшипники опорный спереди и опорно-упорный сзади (по ходу рабочего тела).
Корпус ТНД сварно-литой, имеет горизонтальный разъем, спереди соединяется с корпусом ТВД, сзади с выхлопной частью.
1.6. Корпус ГТУ
Все элементы ГТУ смонтированы в одном корпусе. Он состоит из:
- корпуса входного патрубка;
- обоймы ПНА;
- корпуса компрессора;
- корпуса турбин;
- корпуса среднего подшипника;
- выходной части.
Корпус входного патрубка и обоймы ПНА были описаны выше.
Корпус осевого компрессора выполнен сварным. В него встроены два клапана перепуска воздуха после рабочей лопатки 4 ступени. Из полости корпуса компрессора между первой и второй обоймами выполнены отборы воздуха. Вертикальными фланцами корпус компрессора соединен с одной стороны – с обоймой ПНА, а с другой стороны – посредством вставки в форме катушки, с корпусом ТВД. Корпус компрессора имеет четыре воздуховода (два в верхней половине, два в нижней) к регенератору.
Корпус ТВД также имеет сварную конструкцию. К нижней и верхней части корпуса с помощью фланцев крепятся четыре воздуховода от регенратора. Вертикальными фланцами корпус ТВД соединен с корпусом среднего подшипника, который состоит из картера и наружного корпуса. Наружный корпус сварной из стали СТЗ. Картер и крышка подшипника литые из стали 25Л. К ним приварены четыре полые стойки, из которых две боковые и нижняя вварены, а верхняя болтами крепится к наружному корпусу. Таким образом наружный корпус и картер подшипника образуют единую жесткую среднюю часть цилиндра ГТУ.
От горячих газов подшипник отделяется промежуточным патрубком. Это диффузор, по которому в ТНД из ТВД направляются продукты сгорания. Он выполнен сварным из жаропрочной стали и состоит из внутренней и наружной
обечаек, соединеннных между собой четырьмя обтекателями, закрывающими стойки подшипника. Патрубок имеет сболченный горизонтальный разъем, верхняя половина которого целая, а нижняя сварена из двух четвертин по вертикальному разъему.
Между промежуточным патрубком и корпусом подшипника, а также между обтекателями и стойками проложен слой тепловой изоляции для уменьшения количества тепла, передаваемого от промежуточного патрубка к корпусу среднего подшипника. Вся внутренняя изоляция покрыта экранами, выполненными из листовой стали толщиной 1 мм.
В целях исключения воздействия внешних сил от выхлопного газохода на весь корпус ГТУ и повышения его жесткости, выхлопная часть с корпусом среднего подшипника непосредственно не соединяются.
Выхлопная часть выполнена сварной с отводом газа в бок. К выхлопной части крепится корпус заднего подшипника.
Корпус ГТУ опирается на раму-маслобак гибкими опорами. Первая и вторая расположены у входного патрубка, что позволяет цилиндру ГТУ расширяться в осевом направлении. Третья расположена у корпуса среднего подшипника и вместе со шпонкой корпуса среднего подшипника образует мертвую точку цилиндра. Еще две опоры расположены около среднего подшипника и две последние опоры – со стороны заднего подшипника, которые поддерживают выхлопную часть ГТУ.
ОТКРЫТЬ ДОСТУП К ФАЙЛАМ
ЧТО ПОЛУЧИТЕ СРАЗУ:
Этот файл (Описание ГТН-25 УТМЗ)
+ библиотека из 900+ уникальных документов по турбинам
ТАРИФЫ НА ВЫБОР:
1 день
•
5 дней
•
1 месяц
•
6 месяцев
•
1 год
•
НАВСЕГДА
От 195₽/день до 4990₽/навсегда
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.
💬 Обсуждение (0)
Есть вопросы или опыт работы с этим оборудованием? Делитесь в комментариях или пишите в Telegram