Aparatul și funcționarea principiului turbinei cu gaz

Turbina cu gaz ca un motor termic, combina caracterizate caracteristici turbine Terni-abur și motor intern-Rania combustie, în care energia combustibilului în timpul arderii sale este transformată direct în lucru mecanic. Lucrul turbinelor cu gaz mediu care rulează pe un ciclu deschis, sunt produsele de ardere a combustibilului, și un turbine cu gaz mediu de lucru care rulează pe ciclul închis - aerul curat sau gaz este sistem continuu-circ liruyuschy. La navele aplică turbina cu gaz gura Novki (GT), care funcționează pe un ciclu deschis, cu ardere top Lib la presiune constantă (p = const) și GTU rulează prin ciclul închis.

În prezent, turbinele cu gaz marine operează două tipuri: 1) și turbocompresor 2), cu un generator de gaz liber-piston (SPGG).

Schema simplă turbină cu gaz turbokomiressornoy gura-Novki care funcționează la presiune constantă de ardere este prezentată în Fig. 101. Compresorul 9 suge aer curat Atmo-sferă, comprimă la o presiune ridicată și preia conducta de aer 3 în camera de ardere 2, care în același timp printr-un combustibil alimentat duză 1. Combustibil amestec cu aer, formează un amestec de lucru care este p = combustiei la const. Vavshiesya-way produse de ardere sunt răcite cu aer și sunt dirijate în flux parțial al turbinei. Palele fixe 4 pro ucts arderea și extinderea la un act de mare viteză pe paletele rotorului 5, unde transformarea energiei cinetice XYZ a fluxului de gaz în lucru mecanic. Ax Prin conducta 6 din gazele de eșapament care părăsește turbina. Turbine de gaz manual antrenează compresorul 9 și prin reductivă-7 torri elice 8. Pentru a instala folosind pornirea motorului ing 10, care se rotește compresorul la turația minimă clorhidric.

Aceeași figură prezintă un ciclu teoretic consideram GTP-rennoy în coordonate p -. și S - T: AB - comprimarea aerului într-un proces de compresor; combustibil Sun-ardere la presiune constantă în camera de ardere; expansiunea gazului in turbina SD, YES - îndepărtarea căldurii din gazele de eșapament.

Pentru a îmbunătăți eficiența turbinei cu gaz se utilizează aer nerativny-Rege încălzire alimentat în camera de ardere sau combustibil stadializare de ardere în mai multe secvențe-TION a camerelor de ardere care servesc turbinei individuale. Datorită complexității constructive sunt rareori angajate de așteptare de ardere. Pentru a crește efectiv k. N. D. Montarea împreună cu regenerare folosind compresia cu două trepte de aer, în care între compresor includ intercooler, ceea ce reduce nevoia de compresor putere de presiune-SEASON.

Fig. 102 este o diagramă de cea mai simpla plantă turbină cu gaz cu ardere la p = const și regenerarea căldurii. Aerul comprimat în compresor 1 trece prin regeneratorul 2 în camera de ardere 3, unde este încălzit de căldura gazelor de evacuare ce părăsesc turbina 4 cu o temperatură relativ ridicată. Ciclul real al instalației prezentată în diagrama S-T (Figura 103) Procesul de aer de compresie în compresor 1 - 2.; încălzirea aerului în regenerator, urmată de o cădere de presiune de la P2 la P4 cu 2 - 3; aport de căldură în timpul procesului de ardere 3 - 4; procesul actual de expansiune a gazelor în turbinele cu 4-5; Gaze COOL-denie in regenerator, însoțite de pierderea tensiunii TION 5 p 1 p 5-6; Eliberarea n-zov- disipare a căldurii 6-1. Căldură primit onoruri Coli cart-spirit în regenerator, fig zona zhaetsya-2'-2-3-3 ", iar căldura suma transferată din gazele de ardere regenerator, zona 6'-6-5-5. Aceste zone sunt egale.

Turbina cu gaz cu ciclu închis, uzat fluidul de lucru nu este tras prin post-atmosferă, și după prerăcire trimis din nou la compresor. În consecință, în fluidul de lucru ciclu este vehiculat, necontaminat cu produse de combustie. Acest lucru a imbunatatit cutele sale condiții de piese de curgere ale turbinelor care funcționează ca rezultat o fiabilitate crescută a lucrărilor de instalare și crește sale mo-toresurs. Produsele de ardere nu sunt amestecate cu fluidul de lucru și, prin urmare, adecvat pentru combustibil de orice fel de ardere.

Fig. 104 este o turbina schematică diagrama vserezhimnym sous-ANUALĂ gaz ciclu închis. Oh aer după pre-rece răcitorul de aer 4 fluxuri în compresor 5. Koto-ing este acționat pentru a roti turbina de înaltă presiune 7. Din compresorul de aer este trimis la regenerator 3 și apoi la încălzitor 6 care îndeplinește același rol ca și camera combustie-Rania în plante deschise. De la început încălzitor de aer fierbinte la o temperatură de 700 ° C, intră în turbina de înaltă presiune, care antrenează un compresor 7 și apoi la reductorul de jos turbina de presiune prin care 2. 1 antrenează pas variabil elice. Pornirea motorului electric 8 prednaz Valorile pentru run-in munca de instalare. Dezavantajele turbinei cu gaz schimbător de căldură cu buclă închisă este necesară pentru a transporta greoaie.

De interes particular sunt turbina cu gaz cu ciclu închis, cu un reactor nuclear. În aceste plante, ca de lucru cu turbină cu gaz fluid (lichid de răcire) se utilizează heliu, azot, bioxid de carbon. Aceste gaze nu sunt activate într-un reactor nuclear. Încălzit în reactor la un gaz de temperatură ridicată este trimisă direct de a lucra în turbina cu gaze.

Principalele avantaje ale unei turbine cu gaz, comparativ cu rovymi sunt PAS: dimensiuni mici și greutate, deoarece nu există nici o co-TION și unitatea de condensare cu auxiliare dispozitivele și închizători blănii; inițială rapidă de start-up și dezvoltarea de putere maximă timp de 10-15 minute \ un consum foarte redus de apă rece-ing; ușurința de întreținere.

Principalele avantaje ale turbinei cu gaze prin comparație cu combustie mișcare-tor sunt: ​​absența mecanismului cu manivelă și forțele de inerție asociate; dimensiuni mici și greutate la puteri mari (greutate UTS mai ușoare în 2- și de 2,5 ori lungimea este de 1,5-2 ori mai scurt decât motoarele diesel); Posibilitatea de a lucra la combustibili de calitate inferioară; costuri mai mici de exploatare-Nye. Dezavantajele turbinei cu gaz sunt: ​​o mică durată de viață la temperaturi ridicate de gaz (la gaz tempera-rotund 1173 ° K viață de 500-1000 h.); mai puțin de di zeley, eficiență; zgomot semnificativ în timpul funcționării.

In prezent, turbina cu gaz utilizate ca principalele motoare ale navelor maritime. În unele cazuri, turbine cu gaz consum redus de energie folosite ca pompe de acționare, generatoare de urgență, auxiliar-TION taxa de compresor, și altele. De un interes deosebit lyayut-reprezentare ca principalele motoare de tip turbină cu gaz pentru nave cu aripi de aprovizionare-TION și hovercraft.