Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Стационарные ГТУ, служащие для привода нагнетателей на компрессорных станциях магистральных газопроводов, как правило, являются также автономными установками. Наибольшее распространение в этих ГТУ получил пуск при помощи турбодетандера — расширительной турбины, использующей давление газа из газопровода.
В судовых ГТУ торгового флота специальных требований к •быстрому пуску не предъявляется; пуск этих установок производится или электродвигателями от бортовой сети, или (чаще всего) паровой турбиной, питаемой от вспомогательных паровых котлов (котлы при работе ГТУ обогреваются уходящими газами, а при неработающей установке — мазутными форсунками).
395
Корабельные ГТУ для военно-морского флота должны приводиться в действие в течение малого времени (особенно ускорительные установки) и, как правило, автономно — независимо от работы бортовых электрогенераторов. В этом случае установку можно пускать от аккумуляторов (вариант наименее желательный вследствие большой их массы), от пневматической системы, от автономного компактного двигателя, например газотурбинного, или от порохового турбостартера. В судовых установках, выпускаемых небольшими партиями, иногда оказывается целесообразным не использовать специальные пусковые двигатели,, а применять стартеры авиационных установок или двигателей иного назначения. Если мощность их недостаточна для пуска корабельной ГТУ, то несколько подобных двигателей могут быть, установлены для параллельной работы на общий вал.
Вспомогательные ГТУ, устанавливаемые на борту и предназначенные для привода аварийных электрогенераторов, пожарных и откачивающих насосов и другого оборудования, как правило, имеют небольшую мощность и их пуск осуществляется электростартерами постоянного тока, или пороховыми турбостартерами.
Локомотивные ГТУ и установки для энергопоездов в большинстве своем пускают электродвигателями постоянного тока, питаемыми от дизель-генераторов, или от аккумуляторных батарей. В локомотивных ГТУ с электротрансмиссией постоянного тока пусковым двигателем может служить главный или вспомогательный генератор, или возбудитель генератора. Емкость аккумуляторных батарей выбирают исходя из энергии, необходимой на двух-, трехкратные последовательные попытки пуска, реже — пятикратные. После этого необходимо батареи зарядить от автономного двигателя внутреннего сгорания в течение нескольких часов. Предельная мощность ГТУ при пуске от аккумуляторных батарей составляет около 5000 кет при двух-трех последовательных пусках. Установки большей мощности требуют увеличения размера и массы батарей, которые занимают значительную часть вагона. При низкой температуре атмосферного воздуха емкость батарей должна быть увеличена, при этом обслуживание усложняется. Поэтому применяемый в ряде установок пуск двигателями внутреннего сгорания предпочтительнее* тем более что этот двигатель может служить одновременно приводом вспомогательного генератора.
ГТУ малой мощности (до 1000 л. с.), как правило, являются автономными установками, и возможные варианты их пуска весьма многообразны. Наиболее часто используется пуск электродвигателями постоянного тока с питанием от аккумуляторных батарей. При наличии центральной системы сжатого воздуха последний может служить рабочим телом в пневматическом двигателе. Нашел применение пуск установки с помощью пуско-396
®ых турбин, работающих на пороховых газах или продуктах разложения однокомпонентного топлива. При полном отсутствии внешних энергоносителей применяют ручной пуск.
Автомобильные ГТУ, как и поршневые двигатели, приводят в действие только электростартерами постоянного тока с питанием от аккумуляторных батарей.
Электродвигатели. Асинхронные трехфазные двигатели переменного тока имеют неблагоприятную характеристику изменения крутящего момента в функции числа оборотов, поэтому их установочная мощность должна быть существенно выше мощности, потребляемой турбокомпрессором в период пуска. Луч-хцими пусковыми характеристиками обладают электродвигатели переменного тока с фазовыми кольцами. Сокращение мощности асинхронного электродвигателя может быть достигнуто применением бесступенчатой передачи между двигателем и турбоком-¦прессором. Бесступенчатая передача может быть гидравлической или с объемными насосами и гидромоторами, или с гидромуфтами и гидродинамическими трансформаторами.
В очень крупных ГТУ с тяжелыми роторами мощности и размеры пусковых двигателей переменного тока достигают неприемлемых величин, вследствие чего для пуска приходится использовать электродвигатели постоянного тока, обладающие более благоприятными характеристиками. Как правило, источниками постоянного тока большой мощности станции не располагают, поэтому в подобных случаях система пуска включает в себя отдельную генератор-двигательную установку, преобразующую переменный ток в постоянный. Дополнительным преимуществом такой системы является возможность длительной обкатки турбокомпрессоров при любом числе оборотов в пределах допустимой мощности электросистемы, что очень ценно при наладке головного образца установки и при прослушивании турбоагрегатов после ремонтов.
