Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
воздухом каждые 3—4 недели (во время воскресных остановок); можно считать, что 20% потери мощности установки было связано с газоохладителем.
Все последующие ГТУ, выпускаемые этой фирмой и предназначенные для работы на доменном газе, выполнены с одним воздушным компрессором, что позволило осуществить сжатие газа также в одном газовом компрессоре без промежуточного охлаждения. Отсутствие газоохладителя снижает чувствительность к загрязнениям и соответственно уменьшает падение мощности и во времени. Таким образом второстепенная на первый взгляд проблема загрязнений газоохладителей в значительной степени наложила отпечаток на выбор схемы установки.
ПОДШИПНИКИ И ОПОРЫ
С пецифика конструктивного оформления подшипниковых узлов ГТУ связана в основном с наличием близлежащих высокотемпературных элементов роторов и корпусов турбин. Это требует организации соответствующего охлаждения корпуса подшипника и вала и специальных конструктивных мероприятий, позволяющих сохранять концентричность корпусов подшипников и турбин, но не оказывает заметного влияния на конструкцию собственно подшипников. Иногда подшипниковые узлы ГТУ располагают в полостях с избыточным давлением рабочей среды— это сказывается в первую очередь на конструкции уплотнений, маслоотбойников и на системе маслоснабжения.
ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ
В ГТУ средней и большой мощности с большим ресурсом работы применяют подшипники скольжения. Исключение составляют только те стационарные и судовые ГТУ, в которых турбокомпрессорами служат авиационные двигатели и опорами являются подшипники качения. Конструкции подшипников скольжения ГТУ и материалы их элементов не имеют специфических черт по сравнению с подшипниками других турбомашин и определяются в основном традициями заводов-изготовителей. На рис. 195—198 показаны опорно-упорные подшипники стационарных ГТУ. Антифрикционным материалом является в большинстве случаев баббит, реже —бронза. В ГТУ мощностью 1000 квт фирмы Аллен вкладыши подшипников компрессора залиты баббитом, а вкладыши подшипников турбин, находящиеся в непосредственной близости от горячих элементов — свинцовистой бронзой. Вкладыши опорных подшипников выполняют из стали или чугуна, а также применяют тонкостенные стальные вкладыши, залитые антифрикционным металлом.
Расход масла на подшипниковый узел определяют с учетом условий охлаждения вала, а в ряде случаев и корпуса подшип-
280
B L -J А
Рис. 195. Опорный подшипник ГТУ мощностью 50 000 квт;
1 — вкладыш: 2 — полукольцо; 3 — крышка; 4 — штифт; 5 — подушка;
6 — втулка; 7 — прокладка
Рис. 196. Опорно-упорный подшипник турбины ГТ-700-5 НЗЛ:
1 — вкладыш; 2 — разделительное кольцо; 3 — установочный сегмент; 4 — винт;
Э — опорная подушка; 6 — прокладка; 7 — виит; 8 — рабочая колодка; 9, 10 — каналы для подвода масла; Jl — отверстие для подвода масла; 12 — стопорное кольцо; 13 — установочная колодка; 14 — отверстие для вывода провода от термометра сопротивления; 15 — штифт; 16 — уплотнительное плавающее кольцо
281
ника; поэтому необходимый расход масла может заметно превысить его значение, рассчитанное только из условий смазки. Повышенное количество масла требует увеличения объемов
Рис. 197. Опорно-упорный подшипник ГТУ L51C компании AEl
картеров, большей мощности насосов, увеличения емкости масляного бака и запаса масла и т. п. Однако практически в ГТУ различного назначения применяют именно этот способ охлаждения подшипниковых узлов как наиболее простой и эффектив-
S-B /М
Рис. 198. Упорный подшипник ГТУ мощностью 50 000 квт:
1 — обойма; 2 — кольцо; 3, 5 — упорные подушки; 4 — дистанционное кольцо; 6 — штифт; 7 — верхняя опора; 8 — нижняя опора; 9, 10 — упоры
ный. Способы ограничения потока тепла, передающегося по валу от дисков турбины к подшипнику, перечислены при описании подшипников качения. В некоторых ГТУ малой мощности с под-282
шипниками скольжения используют продувку охлаждающего воздуха между валом и втулкой, служащей шейкой подшипника. Из рис. 163 можно уяснить организацию подобного охлаждения. Втулка насажена плотно на вал, на поверхности которого выполнены продольные и кольцевые канавки. Через отверстия во втулке охлаждающий воздух попадает в канавки и по радиальным отверстиям проходит во внутреннюю полость вала, откуда далее направляется на охлаждение дисков турбины. Для охлаждения подшипника используют воздух, отбираемый за компрессором и охлаждаемый затем в специальном внешнем теплообменнике. (Воздух из компрессора выходит с температурой 200° С, поэтому непосредственно для охлаждения подшипников его использовать нельзя.)
Весьма распространенными подшипниками являются неразъемные подшипники скольжения. Их установка во входной части компрессора создает ряд существенных удобств, особенно при осевом входе воздуха. Корпус неразъемного подшипника имеет небольшие поперечные размеры и может быть расположен внутри обтекателя на входе в компрессор. Неразъемные подшипники можно установить и в других опорах компрессора и турбины. В ГТУ ЕМ-27Р мощностью 3000 л. с. фирмы Инглиш Электрик все подшипники выполнены безразъемными; в этой установке предусмотрена осевая сборка элементов, так как корпуса не имеют горизонтальных разъемов.
