Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Вопросы, связанные с фильтрацией топлива перед подачей его к форсункам камер сгорания ГТУ, имеют первостепенную важность, так как попадание даже весьма мелких посторонних частиц в каналы форсунки ведет, как правило, к перекосу факела и соприкосновению его со стенками пламенной трубы, которые при этом очень быстро прогорают. В таких случаях горение сопровождается дымлением и полнота горения снижается.
Жидкое топливо перед подачей к форсункам должно очищаться как минимум в две ступени — в фильтрах грубой очистки (обычно сетчатых или пластинчатых) и тонкой очистки (фетровых). Кроме того, весьма полезно непосредственно перед каждой форсункой установить в трубопроводе небольшой сетчатый или щелевой фильтр. Газообразное топливо нужно очищать перед регулировочными и стопорными клапанами ГТУ, чтобы исключить попадание посторонних частиц под седла клапанов. При попадании посторонних частиц под седла клапанов возможно неплотное их закрытие и просачивание газообразного топлива в камеру сгорания при неработающей установке, что может повлечь за собой'взрывы образующейся при этом газовоздушной смеси.
В газотурбинных установках фирмы Бадворт используется-топливная система низкого давления с испарительными форсунками— давление топлива в ней очень незначительно превышает
329
давление воздуха в камере сгорания. С повышением числа оборотов двигателя и соответственно давления воздуха в камере подача топлива уменьшается — этим достигается автоматическое поддержание чисел оборотов.
В ГТУ TA фирмы Рустон предусмотрена возможность работы ее на двух видах топлива — жидком и газообразном, причем замена топлива может производиться без остановки агрегата ,[50] (рис. 245). Регулятор скорости 1 воздействует одновременно на профильный шток 10 газового клапана и на клапан 3 жидкого топлива. Камера сгорания имеет двойную горелку. Форсунка -6' жидкого топлива расположена в центре, газовая горелка 7 — ло периферии. Основное топливо — газовое. При переходе на
Рис. 245. Топливная система ГТУ TA фирмы Рустон:
I — регулятор скорости; 2 — калиброванное сопло; 3 — клапан жидкого топлива;
4, 8 — сервоклапаны; 5 — край переключення; 6 — форсунка; 7 — газовая горелка; 9 — газовый трубопровод; І0 — шток
жидкое топливо предварительно включается насос и магистраль заполняется топливом под давлением. Поворотом крана 5 сервоклапан 4 на магистрали жидкого топлива открывается, сервоклапан 8 на газовой магистрали закрывается и топливо поступает к форсунке под давлением, задаваемым регулятором 1.
ЗАПАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Одним из условий надежной эксплуатации камеры сгорания является создание работоспособного запального устройства для воспламенения факела при пуске установки.
Конструкции запальных устройств весьма разнообразны. Во многих ГТУ применяют искровые и искродуговые свечи. Чаще всего их вдвигают в зону горения перед пуском, а после зажигания факела возвращают в исходное положение. Преимуществом выдвижных свечей является их длительный срок службы, так как в течение всего периода работы установки они удалены от зоны высоких температур и не загрязняются частицами топлива и сажи. В качестве привода перемещения свечей применяют электродвигатели, пневматические устройства и т. д. В камере
330
сгорания ГТУ-25-700 J1M3 (см. рис. 233) для перемещения свечи используется давление горючего газа.
Искровые свечи являются недостаточно мощным источником зажигания и обеспечивают воспламенение факела, только будучи установленными или введенными перед пуском в определенную точку зоны горения. Поэтому в ряде случаев предпочитают применять факельные свечи, которые устанавливают неподвижно на корпусе камеры сгорания и соединяют коротким патрубком с зоной горения. Факельная свеча состоит из небольшой форсунки (или газовой горелки), неподвижно установленной относительно искровой свечи. При пуске камеры сгорания вначале зажигают факельную свечу, от которой воспламеняется основной факел; свечу затем выключают. В камере сгорания ГТ-700-5 H3J1 (рис. 232) факельную свечу неподвижно устанавливают перед завихрителем, где она омывается воздухом, поступающим в камеру сгорания. Факел свечи при пуске проникает между лопатками завихрителя и воспламеняет факел дежурной горелки. Обычно предусматривается блокировка, препятствующая открытию газовых клапанов при неработающем запальном устройстве.
Дежурными горелками снабжены почти все камеры сгорания, работающие на природном газе и других газообразных топливах. Они служат не только для воспламенения факела основной горелки, но и для поддержания устойчивого горения в камере на различных режимах. Необходимость такой стабилизации горения связана с узкими пределами воспламенения природного газа. Дежурные горелки выполняют обычно диффузионного типа (т. е. с «плохим смешением»), чем обеспечивается достаточная устойчивость их работы во всем диапазоне заданных режимов. Управление подачей газа к дежурной горелке осуществляется отдельным клапаном.
ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛИ
П ромежуточное охлаждение воздуха между компрессорами позволяет при одном и том же расходе воздуха поднять полезную мощность газотурбинной установки примерно на 30% благодаря тому, что объемный расход воздуха после охладителя уменьшается приблизительно на '/з и последующий компрессор, сжимая меньший объем воздуха, потребляет меньшую мощность. К. п. д. установки в делом мало зависит от промежуточного охлаждения, так как отобранное в воздухоохладителе тепло должно быть возвращено в дальнейшем в камеру сгорания.
