Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Сепараторами могут в определенной степени служить глушители шума всасывания, которые располагают или в надстройках корабля, или непосредственно во входной шахте. Глушители выполняют в виде ряда продольных перегородок, облицованных звукопоглощающим материалом (пенопластом и т. п.). Стенки шахт также покрывают подобными материалами. На малых судах короба для подвода воздуха иногда изготовляют из красного дерева, облицованного пенопластом, и шумоглушащие перегородки— из водостойкой фанеры.
По данным, опубликованным в иностранных литературных источниках, для каждой силовой установки судна желательно выполнять отдельный воздухоподводящий тракт, особенно если ГТУ располагаются в различных отсеках судна, как из условий его живучести, так и для того, чтобы в радиационно пораженных районах можно было работать на одном двигателе.
Если же снабдить каждый двигатель своим воздуховодом не представляется возможным (в первую очередь это может касаться газотурбогенераторов, установленных в машинных отделениях), для забора воздуха может быть использована шахта другого двигателя или котла.
Организация отвода газа из турбины в судовых условиях также имеет свою специфику. Если на крупнотоннажных судах газ выходит через дымовую трубу, то на скоростных судах с малым водоизмещением газы могут отводиться в корму. Особенно удачно сочетается с таким вариантом выпуска газа конструкция двигателя, где съем мощности происходит со стороны компрессора, а отвод газа из турбины осуществляется в осевом направлении (см. рис. 23). Выпускной газовый тракт при этом может быть выполнен с малой длиной и минимальными искривлениями. Выпуск газа в корму сокращает сечение проемов в палубе и увеличивает ее полезную площадь, кроме того, появляется дополнительный упор, увеличивающий скорость судна. Так, в дви-5* 67
гателе «Протей» мощностью 4250 л. с. тяга от выпуска, составляющая 214 кГ, повысила скорость судна на 1 узел.
Пересчет тяги на эквивалентную мощность может быть произведен по формуле
где T — тяга в кГ;
w — скорость судна в узлах;
т\пр — пропульсивный к. п. д.
Таким образом, тяга 214 кГ при скорости 50 узлов и пропуль-еивном к. п. д. 0,5 эквивалентна повышению мощности на 144 л. с., т. е. на 3,3% при том же расходе топлива.
На рис. 23 и 29 представлены различные компоновки двигателей «Протей» на кораблях с отводом выпускных газов в корму. Диаметр выпускного трубопровода равен 800 мм, что предопределяет скорость газа до 80 м/сек. Радиус изгиба выпускного трубопровода по фирменным данным должен быть не менее 1200 мм.
На малых катерах и лодках выпуск газа может осуществляться также через транец.
Для уменьшения шума при выпуске газа на двигателе 2S/150 фирмы Ровер мощностью 150 л. с. проводились опыты по отводу газа под воду при различной глубине погружения выпускной трубы [56]. Было установлено, что подводный выпуск характерен большими сопротивлениями, заметно снижающими мощность установки. Для снижения шума выпуска производился также впрыск воды в струю газов. Это давало весьма незначительный эффект и также не могло быть рекомендовано, так как при этом появлялась необходимость в дополнительном водяном насосе с приводом от вала компрессора. Окончательным вариантом газоотводящего устройства явилась дымовая труба, установленная под углом около 45°. Стенка трубы имеет толщину 58 мм и состоит из следующих слоев (если считать изнутри к внешней стенке): перфорированный стальной лист, стальная «вата» (набивка, применяемая в воздухоочистителях) толщиной 12,7 мм, стальной лист 1 мм, воздушный зазор 25 мм, перфорированный алюминиевый лист 1 мм, стекловолокно 16 мм и алюминиевый лист толщиной 1,6 мм.
Специфической проблемой для судовых ГТУ являются отложения солей на лопатках компрессора и связанное с этим быстрое падение мощности и экономичности установки.
В морском воздухе всегда имеется определенное количество соли, но основным источником являются капли воды, попадающие в компрессор и испаряющиеся при прохождении через проточную часть. В судовых ГТУ с несколькими ступенями сжатия отмечается осаждение соли в компрессорах среднего и вы-68
сокого давления из-за нарушения плотности воздухоохладителя и попадания охлаждающей воды в воздушный тракт. Это явление было отмечено в ГТУ фирмы Аллен мощностью 500 квт и послужило одной из причин, из-за которых ГТУ с многоступенчатым сжатием не были рекомендованы для широкого применения на кораблях.
Отложения солей на лопатках наряду с падением мощности приводят к повышенным Температурам при пуске и даже к пом-пажу при работе установки.
Как правило, отложения соли сравнительно легко удаляются при промывке компрессора дистиллированной водой, после чего мощность установки восстанавливается. Если же к солевым отложениям примешиваются промышленные загрязнения, то их удаление представляет значительные трудности.
В отличие от стационарных и наземных транспортных турбин судовые ГТУ не нуждаются в очистке всасываемого воздуха от пыли и промышленных загрязнений. Однако опыт эксплуатации судовых ГТУ показал, что загрязнения проточной части компрессора все же возможны при работе судна в прибрежных районах, воздух которых содержит промышленные загрязнения, а также при попадании в компрессор всевозможных загрязнений, источником которых служит данное судно или другие суда.
