Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
21
котла-утилизатора, вырабатывающего пар для питания эжектора. При этом расходуется 82 кг/сек газов, температура его на входе 345° С, температура воды на выходе 121° С; производительность котла 5,2 т/ч. Опреснительная установка обеспечивает выход до 2275 Mi дистиллата в сутки; для получения 1 л воды затрачивается 56 ккал тепла [117].
Рис. 12. ГТУ мощностью 21 000 квт фирмы Броун — Бовери с опреснительной установкой:
/ — ГТУ; 2 — утилизационный подогреватель; 3 — испарительная секция; 4— тракт горячей воды; 5—тракт охлаждающей воды для силовой установки; 6 — эжектор; 7 — днстилляционная установка; 8 — смеситель морской воды; 9 — бак дли водоочистки; 10 — насос морской воды; 11 — насос дистиллата; 12 — бак для дополнительной очистки воды; 13 — бак питьевой воды; 14 — бак технической воды; 15 — аккумулятор давления
22
Использование авиационных газотурбинных двигателей в стационарных условиях
Основными препятствиями для применения авиационных двигателей в стационарной практике всегда являлся их малый ресурс работы, относительно низкая экономичность и ограниченная мощность в одном агрегате. В настоящее время ресурс авиационных газотурбинных двигателей увеличен от нескольких сотен до 2500—4000 ч. При эксплуатации в наземных условиях, когда требования к надежности не столь высоки, ресурс некоторых двигателей достигает 8000 ч при полной нагрузке и заметно увеличивается при работе на частичных нагрузках.
Повышению долговечности авиационных двигателей в наземных установках способствует также более спокойная их работа — отсутствие резких тепловых ударов и более постоянная нагрузка по сравнению с авиационными двигателями.
Базовые ГТУ на электростанциях должны работать до 100 тыс. ч, поэтому авиационные двигатели не могут быть использованы в этой области; ресурс работы пиковых ГТУ составляет 10—20 тыс. ч, что превышает срок службы авиадвигателей, но вследствие их низкой стоимости и компактности может быть целесообразна двух- или трехкратная смена двигателя в течение периода эксплуатации, т. е. примерно каждые 4—5 лет.
К. п. д. авиационных двигателей при промышленном их исполнении на клеммах генератора равен 23—26%- Первая цифра относится к одновальным турбокомпрессорам со степенью повышения давления около семи, вторая — к двухвальным со степенью повышения давления около десяти.
Мощность авиационных двигателей с одновальным турбокомпрессором достигает 10 000 квт, с двухвальным турбокомпрессором — 20 000 квт в одном агрегате. При этом имеется возможность многократного увеличения мощности установки путем параллельной работы нескольких двигателей на один электрический генератор.
Турбовинтовые двигатели с высокооборотной силовой турбиной соединяют с электрогенератором через соответствующий понижающий редуктор. Турбореактивные двигатели используют в качестве турбокомпрессора — энергия струи выпускных газов •срабатывается в специальной силовой турбине, соединенной с электрическим генератором непосредственно, или через редуктор. При этом турбореактивный двигатель механически не связан с силовой турбиной. Такая схема позволяет направлять выпускные газы от нескольких двигателей к одной общей силовой турбине.
Использование авиационных двигателей в энергетических установках обеспечивает им ряд преимуществ по сравнению с паровыми турбинами или ГТУ традиционных конструкций.
23
В первую очередь — это низкая стоимость двигателя благодаря массовости его производства, малые размеры и небольшая масса установки, отсутствие потребности в охлаждающей воде. Эти показатели обеспечивают малые затраты на капитальное строительство здания, легкость и простоту фундаментов, компактность станции в целом. Стоимость установленного киловатта составляет 7г—3U от соответствующей суммы для паросиловых установок.
Отличительной особенностью ГТУ на базе авиадвигателей является исключительно быстрый их пуск и набор ими мощности. Если время пуска из холодного состояния до принятия полной нагрузки в наиболее маневренных стационарных ГТУ равно десяткам минут, то для установки с авиационными двигателями оно доходит до 3—5 мин.
Турбокомпрессоры можно ремонтировать на специализированном предприятии, так как демонтаж дефектного двигателя и замена его новым занимает всего несколько часов вследствие малой массы и отсутствия необходимости в центровке валов (турбокомпрессоры связаны с силовой турбиной только по газовому тракту). Силовые турбины работают при относительно низких начальных температурах и давлениях, благодаря чему обеспечение их прочности не вызывает затруднений и ресурс их работы практически не ограничивается.
Малая инерция роторов авиационных двигателей и отсутствие механической связи турбокомпрессора с генератором требуют небольших по мощности пусковых устройств. Перечисленные преимущества двигателей подобного типа, а также ряд положительных свойств, характерных для всех ГТУ — повышение мощности в холодное время года, возможность автоматизации работы агрегата и дистанционного управления им, малое количество вспомогательных механизмов, небольшой обслуживающий персонал,— позволили широко использовать ГТУ на базе авиационных двигателей в качестве пиковых установок. Их размещают на мощных паротурбинных станциях в виде пикового резерва и непосредственно на местах потребления энергии в. районе понизительных электроподстанций. Включаются они автоматически при падении частоты в сети или дистанционно — с центрального диспетчерского пункта (часто отстоящего на сотни километров) по радио или телефону при полностью автоматизированной станции без обслуживающего персонала.