X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В последнее время получают все более широкое применение в различных областях промышленности газотурбинные установки (ГТУ). Они могут работать на органическом топливе различного вида, что позволяет использовать их в стационарном (тепловые электрические станции, компрессорные станции и т.д.) и в транспортном варианте (морской, железнодорожный транспорт и т. д.).

Газотурбинная установка (ГТУ) - это агрегат, состоящий из газотурбинного двигателя, редуктора, генератора и вспомогательных систем. Поток газа, образованный в результате сгорания топлива, действуя на лопатки турбины, создает крутящий момент и вращает ротор, который соединен с генератором. Генератор вырабатывает электроэнергию.

Газотурбинная установка относится к наземным газотурбинным агрегатам для механического привода, а именно к установкам с насосным агрегатом для транспортировки нефти.

В основу устройства газотурбинного агрегата положен принцип модульности: ГТУ состоят из отдельных блоков, включая блок автоматики. Модульная конструкция позволяет в минимальные сроки производить сервисное обслуживание и ремонт, наращивать мощность, а также экономить средства за счет того, что все работы могут быстро производиться на месте эксплуатации.

Газотурбинный насосный агрегат для перекачки нефти ГТНА «Урал-6000» — самый первый российский газотурбинный насосный агрегат. Выполняет функцию транспортировки сырой нефти по магистральным трубопроводам. В состав ГТНА входят модифицированная газотурбинная установка ГТУ-6ПГ с редуктором Р-45-01, созданные в «Авиадвигателе», и насос немецкой фирмы Ruhr Pumpen.

Недостатки

Недостатком известной конструкции является низкая надежность из-за сложного монтажа трансмиссии, а также визуального и инструментального контроля компрессора газотурбинного двигателя со стороны его входа, а также увеличенная масса и габариты входного устройства.Низкая надежность конструкции обусловлена отсутствием входной улитки, что может привести к попаданию посторонних предметов из отсека, в котором расположен турбокомпрессор, на вход в двигатель с последующим повреждением лопаточных машин турбокомпрессора.

Способы их решения

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности, в снижении массы и габаритов газотурбинного агрегата за счет выполнения входного устройства с телескопическими соединениями, а также за счет доступного доступа к входу компрессора для его визуального и инструментального контроля и монтажа переходного вала установки.

Выполнение современных газотурбинных установок в блочно-контейнерном исполнении, позволяет выполнять такие установки не только удобными, но и существенно уменьшить сроки монтажа и повысить надежность этих установок при стационарном их исполнении. Масса и габариты блоков в этом случае также должны быть минимальны для перевозки по железной дороге без ограничений по массе и внешним габаритам, а надежность повышается за счет заводской сборки блоков-контейнеров.

Достоинства

Минимальный ущерб для окружающей среды: низкий расход масла, возможность работы на отходах производства; выбросы вредных веществ: в пределах 25 ppm

Низкий уровень вибраций и шума. Этот показатель не превышает 80-85 дБа.

Компактные размеры и небольшой вес дают возможность разместить газотурбинную установку на небольшой площади, что позволяет значительно сэкономить средства. Возможны варианты крышного размещения газотурбинных установок небольшой мощности.

Возможность работы на различных видах газа позволяет использовать газотурбинный агрегат в любом производстве на самом выгодном виде топлива.

Возможность работы (ГТО) в течение длительного времени при очень низких нагрузках, в том числе в режиме холостого хода.

Способность системы генератора и возбудителя выдерживать не менее 300% номинального непрерывного тока генератора в течение 10 секунд в случае трехфазного симметричного короткого замыкания на клеммах генератора, тем самым, обеспечивая достаточное время для срабатывания селективных выключателей.

Газотурбинный насосный агрегат и его составляющие

Газотурбинный насосный агрегат-1 состоит из установленных в контейнере-2 газотурбинного двигателя-3 и соединенного с ним переходным валом-4 редуктора-5, на выходе из которого установлен насос-6. Между газотурбинным двигателем-3 и редуктором-5 установлено входное устройство-7, часть-8 передней торцевой стенки-9 которого размещена на редукторе-5. Часть-10 задней торцевой стенки-11 входного устройства-7 установлена на газотурбинном двигателе-3. Передняя-8 и задняя-10 части соединены передними-12 и задними-13 герметичными телескопическими соединениями с оставшейся частью-14 входного устройства-7, которая жестко закреплена в контейнере-2. Переднее телескопическое герметичное соединение-12 состоит из радиального телескопического соединения-15 с уплотнительным кольцом-16 и осевого телескопического соединения-17 с уплотнительными кольцами-18 и-19. Заднее телескопическое герметичное соединение-13 состоит из радиального телескопического соединения-20 с уплотнительным кольцом 21 и осевого телескопического соединения-22 с уплотнительным кольцом-23. Внутри входного устройства-7 размещен переходный вал-4, соединенный передней упругой муфтой-24 с редуктором-5 и задней упругой муфтой-25 с газотурбинным двигателем-3. В передней торцевой стенке-9 входного устройства-7 выполнен герметичный входной смотровой люк-26, соединяющий внутреннюю полость-27 входного устройства-7 с полостью-28 отсека-29 и предназначенный для облегчения установки переходного вала-4, соединяющего газотурбинный двигатель-3 с редуктором-5. Кроме того, из внутренней полости-27 входного устройства производится визуальный и инструментальный контроль проточной части компрессора-30 газотурбинного двигателя-3, а также передней упругой муфты-24 и задней упругой муфты-25. Нижняя стенка -31 входного устройства-7 выполнена плоской и горизонтальной.

Рис. 1. Продольный разрез газотурбинной установки.

Рис. 2. Разрез газотурбинной установки в увеличенном виде.

Рис.3. Разрез газотурбинной установки в увеличенном виде.

Список использованной литературы:

1) Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. Под ред. Цанева С.В. 2002 г.djvu

2) В.С. Соколов «Газотурбинные установки»

3)Рудаченко А.В. Р83 Газотурбинные установки для транспорта природного газа: учебное пособие второе издание переработанное: учебное пособие / А.В. Рудаченко, Н.В. Чухарева; Национальный иссле- довательский Томский политехнический университет. − Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 217c.

4) http://www.gigavat.com/gtu.phpъ

5) http://www.findpatent.ru/patent/238/2386834.html

Код для цитирования: Скопировать