Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Воздушно-механическая форсунка фирмы Дженерал — Электрик показана на рис. 235. Первоначальное дробление топлива в ней происходит при его истечении через мелкие радиальные отверстия, а вторичное — сжатым воздухом, подаваемым навстречу топливу. Топливо-воздушная смесь подвергается дополнительному расширению при выходе из сопла- в. зону горения.
316
Рис. 23t. Горелочное устройство камеры сгорания высокого давления ГТУ мощностью 50 ООО квт:
1 — регистр; 2 — полые лопатки; 3 — дежурная горелка
о. 5 о
5K« * S о ч
0KO)
• Я D-
S >» '§*
О
о.
t-
>• д
Ж «5
S *§
л р; g
с Г»
О
X
T
о
с:
<и
о.
5 &
Se
0 =vI -
^ «§ <N Sg m о о
" " я
1 'I
- ч
X
а.
DSj
CL ® 5
rt CJ
о 3 о
*— Q1C
^ S*.
Л
CL ^
5 Is Sli
о * ?
и
JS
о
о.
0) «г0’*-
о. S -
317
Воздушно-механические форсунки допускают достаточно большую глубину регулирования расхода топлива и имеют хорошее качество распыла. Недостатком их является необходи-
12 J Ч
Рис. 234. Камера сгорания ГТУ TA фирмы Рустон:
1 — смотровое окно; 2, 9 — изоляция; 3 — корпус; 4 — запальное устройство; 5 — форсунка; 6 — завнхрнтель; 7 — диффузор; 8 — привод поворотных лопастей; 10 —
поворотные лопастн
Z J
6 О
Рис. 235. Воздушно-механическая форсунка фирмы Дженерал — Электрик:
а — радиальные отверстия топливной форсунки; б — тангенциальные отверстия первичного распыления; / — кольцевая щель для вторичного распыления воздуха;
2, 3 — сетки; 4 — сопло
мость в дополнительном компрессоре, сжимающем цикловой воздух перед подачей его к форсунке.
В ряде ГТУ малой мощности нашли применение кольцевые камеры сгорания с впрыском топлива через отверстия, выполненные во вращающемся вале установки (см. рис. 194 и 236)-Эта система подачи топлива предложена представителем фирмы
318
Турбомека Щидловским. Топливо поступает от переднего конца двигателя по трубке в передний отсек полого вала турбокомпрессора. Оттуда по восьми радиальным отверстиям оно впрыскивается и мелко распыляется непосредственно в зоне горения благодаря центробежной силе, возникающей при вращении вала. Несмотря на кажущуюся простоту такой конструкции топливной системы, при ее отработке пришлось столкнуться со значительными трудностями. Давление за топливным насосом должно быть очень малым — достаточным только для подачи:
топлива по трубке и полому валу, так как распыление происходит только за счет центробежных сил. Когда топливо достигает наружной кромки радиального отверстия, оно по касательной отрывается от вала и интенсивно распыляется.
Степень распыления находится в прямой зависимости от числа оборотов вала; от этого же фактора зависит интенсивность и время смешения топлива с воздухом. Опыты показали, что нормальная работа камеры обеспечивается уже при 6000 об/мин, а на пусковых режимах горение начинается при 2500 об/мин. Поэтому при холостом ходе, соответствующем 10 000 об/мин, степень распыления вполне достаточна (номинальное число оборотов вала 35 000 в минуту). В процессе изготовления радиальных отверстий могут быть некоторые отклонения в части их эллипсности или эксцентричности. Это приводит к неравномерности факела и неравномерному распределению температур относительно вращающегося вала. Так как турбина вращается с той скоростью, что и факел, отдельные группы
319-
рабочих лопаток будут иметь, различную температуру. Поэтому в таких системах неравномерность температур, вызванная разт ницей в сечении форсунок, еще более опасна, чем в обычных камерах сгорания.
«)
Топливо поступает в центральную часть полого вала через неподвижную трубку. В зазор между трубкой и вращающимся валом подается уплотняющий воздух из компрессора, что, с одной стороны, препятствует попаданию топлива в привод вспомогательных механизмов, с другой стороны,— не позволяет маслу, идущему на смазку, попасть в топливную систему. В конце передней части вала турбокомпрессора установлена пробка с кольцевым манжетом, предотвращающим проникновение топлива к турбинным дискам.
Для зажигания служит единственная свеча, установленная вне зоны горения и омываемая холодным воздухом из компрессора.
В многогорелочных камерах сгорания, предназначенных для сжигания жидких топлив, применяют механизмы, позволяющие извлекать отдельные форсунки без остановки ГТУ. На рис. 237, а показана конструкция извлекающего механизма четырехгорелочной
320
Рис. 237. Механизмы ,для демонтажа форсунок ГТУ:
а — мощностью 5500 л. с. фирмы Брнтиш Томпсон Хаустон; б — мощностью 6000 л. с. фирмы Дженерал-Электрик
камеры сгорания [29]. Форсунки удаляют следующим образом: горелку 1 выдвигают на ход винта 3 вращением маховика 2, причем от вращения горелку удерживает шпонка 4, которая входит в пазы горелки и отверстия в корпусе 6. Шпоночные пазы доходят до внутреннего конца соединенной болтами части, что не позволяет горелке отодвигаться дальше того места, где уплотняющий поршень 7 упирается в шпонку 4. Для снятия горелки необходимо повернуть рычаг 13 из положения А в положение Б, причем задвижка 9, насаженная на валик 10, закроет отверстие 8, и лыски штифта 11 совпадут с пазом 14. Поворотом