U ovom priručniku razmatra se samo jedan tip gasnoturbinskih motora gasnoturbinskih motora.Gasnoturbinski motori imaju široku primenu u vazduhoplovnoj zemaljskoj i pomorskoj tehnici.1 Prikazani su glavni objekti primene savremenih gasnoturbinskih motora. Klasifikacija gasnoturbinskih motora prema namjeni i predmetima primjene. Trenutno, u ukupnom obimu svjetske proizvodnje plinskih turbinskih motora u vrijednosnom smislu, avionski motori zauzimaju oko 70 kopnenih i oko 30 pomorskih motora.

Podijelite rad na društvenim mrežama

Ako vam ovaj rad ne odgovara, na dnu stranice nalazi se lista sličnih radova. Možete koristiti i dugme za pretragu

Predavanje 1

OPŠTI PODACI O GASNOTURBINSKIM MOTORIMA

1.1. Uvod

U modernoj tehnologiji razvijeno je i korišteno mnogo različitih tipova motora.

U ovom priručniku razmatra se samo jedna vrsta - gasnoturbinski motori (GTE), tj. motori koji sadrže kompresor, komoru za sagorevanje i gasnu turbinu.

GTE se široko koriste u avijaciji, kopnu i pomorstvu. Na sl. 1.1 prikazani su glavni objekti primjene modernih plinskoturbinskih motora.

Rice. 1.1. Klasifikacija gasnoturbinskih motora prema namjeni i predmetima primjene

Trenutno, u ukupnom obimu svjetske proizvodnje plinskih turbinskih motora u vrijednosnom smislu, avionski motori čine oko 70%, kopneni i morski - oko 30%. Obim proizvodnje kopnenih i morskih gasnih turbinskih motora je raspoređen na sljedeći način:

Snaga gasnoturbinskih motora ~ 91%;

GTE za pogon industrijske opreme i tla Vozilo ~ 5 %;

GTE za brodski pogon ~ 4%.

U savremenom civilnom i vojnom vazduhoplovstvu, gasnoturbinski motori su skoro u potpunosti zamenili klipne motore i zauzeli dominantnu poziciju.

Njihova široka upotreba u elektroenergetici, industriji i transportu postala je moguća zbog veće energetske efikasnosti, kompaktnosti i male težine u odnosu na druge tipove. elektrane.

Visoke specifične parametre gasnoturbinskih motora obezbeđuju karakteristike konstrukcije i termodinamički ciklus. Ciklus gasnoturbinskog motora, iako se sastoji od istih osnovnih procesa kao ciklus klipnog motora unutrašnjim sagorevanjem, ima značajnu razliku. Kod klipnih motora procesi se odvijaju uzastopno, jedan za drugim, u istom elementu motora - cilindru. U gasnoturbinskim motorima ovi isti procesi se odvijaju istovremeno i kontinuirano u različitim elementima motora. Zbog toga u gasnoturbinskom motoru nema tako neujednačenih uslova rada elemenata motora kao kod klipnog motora, a prosječna brzina i protok mase radni fluid je 50...100 puta veći nego kod klipnih motora. Ovo omogućava koncentrisanje velikih kapaciteta u malim GTE-ovima.

Zrakoplovni plinskoturbinski motori, prema načinu stvaranja vučne sile, pripadaju klasi mlazni motori, čija je klasifikacija prikazana na Sl. 1.2.

Rice. 1.2. Klasifikacija mlaznih motora.

U drugu grupu spadaju vazdušni mlazni motori (AJE), za koje je atmosferski vazduh glavna komponenta radnog fluida, a atmosferski kiseonik se koristi kao oksidaciono sredstvo. Uključivanje vazdušnog okruženja može značajno smanjiti zalihe radne tečnosti i povećati efikasnost motora.

Plinski turbinski WFD, koji je ime dobio zbog prisutnosti turbokompresorske jedinice, koja uključuje plinsku turbinu kao glavni izvor mehaničke energije.

Mlazni motori, u kojima se sav korisni rad ciklusa troši na ubrzavanje radnog fluida, nazivaju se motori s direktnom reakcijom. Tu spadaju raketni motori svih tipova, kombinovani motori, direktnoprotočni i pulsirajući VRD, a iz grupe gasnoturbinskih motora - turbomlazni motori (TRD) i bajpasni turbomlazni motori (TRDD). Ako se glavni dio korisnog rada ciklusa u obliku mehaničkog rada na osovini motora prenese na poseban propeler, na primjer, zračni vijak, tada se takav motor naziva motor indirektne reakcije. Primjeri motora s indirektnom reakcijom su turboelisni motor (TVD) i helikopterski plinskoturbinski motor.

Klipni propeler može poslužiti i kao klasičan primjer motora s indirektnom reakcijom. Nema kvalitativne razlike u načinu stvaranja vučnog napora između njega i turboelisnog motora.

1.2. GTE za primjenu na kopnu i moru

Paralelno sa razvojem vazduhoplovnih gasnoturbinskih motora počela je primena gasnoturbinskih motora u industriji i transportu. B1939r. Švajcarska kompanija A.G. Brown Bonery je pustio u rad prvu elektranu na plinsku turbinu od 4 MW sa efikasnošću od 17,4%. Ova elektrana je trenutno u radnom stanju. Godine 1941. puštena je u rad prva željeznička plinskoturbinska lokomotiva, opremljena plinskoturbinskim motorom snage 1620 kW, koju je razvila ista kompanija. Od kraja 1940-ih. Plinski turbinski motori počinju se koristiti za pogon brodskih pogona, a od kasnih 1950-ih. - u sastavu gasnih kompresorskih jedinica na magistralnim gasovodima za pogon duvaljki prirodnog gasa.

Dakle, konstantno proširujući obim i opseg svoje primjene, plinskoturbinski motori se razvijaju u pravcu povećanja snage jedinice, efikasnosti, pouzdanosti, automatizacije rada i poboljšanja ekoloških performansi.

Brzom uvođenju gasnoturbinskih motora u razne industrije i transporta doprinijele su neosporne prednosti ove klase toplotnih motora u odnosu na druge elektrane - parne turbine, dizel motore itd. Ove prednosti uključuju:

Velika snaga u jednoj jedinici;

Kompaktnost, mala težina sl. 1.3;

Ravnoteža pokretnih elemenata;

Širok raspon korištenih goriva;

Lako i brzo pokretanje, čak i kada niske temperature;

Dobri vučne karakteristike;

Visok odziv na gas i dobro rukovanje.

Rice. 1.3. Poređenje ukupne dimenzije GTE i dizel motor snage 3 MW

Glavni nedostatak prvih modela na kopnenim i morskim gasnoturbinskim motorima bila je relativno niska efikasnost. Međutim, ovaj problem je brzo prevladan u procesu stalnog usavršavanja motora, čemu je doprinio napredni razvoj tehnološki sličnih avionskih plinoturbinskih motora i transfer naprednih tehnologija na zemaljske motore.

1.3. Područja primjene za zemaljske plinskoturbinske motore

1.3.1. Mehanički pogon industrijske opreme

Najrasprostranjenija upotreba plinskih turbinskih motora mehaničkog pogona nalazi se u plinskoj industriji. Koriste se za pogon duvaljki prirodnog gasa u sastavu gasnih kompresorskih jedinica na kompresorskim stanicama magistralnih gasovoda, kao i za pogonske jedinice za pumpanje prirodnog gasa u podzemna skladišta (slika 1.4).

Rice. 1.4. Primjena GTE-a za direktni pogon puhala na prirodni plin:

1 - gasnoturbinski motor; 2 - prijenos; 3 - kompresor

Gasnoturbinski motori se također koriste za pogon pumpi, procesnih kompresora, duvaljki u naftnoj, naftnoj, hemijskoj i metalurškoj industriji. Raspon snage GTE od 0,5 do 50 MW.

Glavna karakteristika navedene pogonjene opreme je zavisnost potrošnje energije N od brzine rotacije n (obično blizu kubika: N~n3 ), temperatura i pritisak ubrizganog medija. Zbog toga se plinskoturbinski motori mehaničkog pogona moraju prilagoditi radu s promjenjivom brzinom i snagom. Ovaj zahtjev najbolje ispunjava GTE shema sa turbinom sa slobodnom snagom. U nastavku će biti razmotrene različite šeme kopnenih gasnoturbinskih motora.

1.3.2. Pogon električnih agregata

GTE za pogon električnih generatora sl. 1.5 koriste se kao dio plinskih turbinskih elektrana (GTPP) jednostavnog ciklusa i kondenzacijskih elektrana kombiniranog parno-gasnog ciklusa (CCGT) koje proizvode "čistu" električnu energiju, kao i kao dio kogeneracijskih postrojenja koja zajednički proizvode električnu energiju. i toplotnu energiju.

Rice. 1.5. Upotreba gasnoturbinskih motora za pogon generatora (kroz mjenjač):

1 - gasnoturbinski motor; 2 - prijenos; 3 - reduktor; 4 - generator.

Moderni jednostavni ciklusi GTE sa relativno umjerenom električnom efikasnošćuη el =25...40%, uglavnom se koriste u vršnom radu - za pokrivanje dnevnih i sezonskih fluktuacija potražnje za električnom energijom. Rad gasnoturbinskih motora u sklopu vršnih gasnoturbinskih elektrana karakteriše visoka cikličnost (veliki broj ciklusa „pokretanje – opterećenje – rad pod opterećenjem – zaustavljanje“). Mogućnost brzog pokretanja je važna prednost GTE kada radi u vršnom režimu.

CCGT elektrane se koriste u osnovnom režimu (trajan rad sa opterećenjem blizu nominalnog, sa minimalnim brojem start-stop ciklusa za rutinsko održavanje i popravke). Moderni CCGT bazirani na gasnoturbinskim motorima velike snage ( N >150 MW ), postići efikasnost proizvodnje električne energijeη el =58...60%.

Toplina u kogeneracijskim postrojenjima izduvnih gasova GTE se koristi u kotlu otpadne topline za proizvodnju vruća voda i (ili) para za tehnološke potrebe ili u sistemima centralnog grijanja. Zajednička proizvodnja električne i toplotne energije značajno smanjuje njenu cenu. Faktor iskorištenja topline goriva u kogeneracijskim postrojenjima dostiže 90%.

CCGT elektrane i kogeneracijska postrojenja su najefikasniji i dinamično razvijajući savremeni energetski sistemi. Trenutno je svjetska proizvodnja energetskih gasnoturbinskih motora oko 12.000 jedinica godišnje sa ukupnim kapacitetom od oko 76.000 MW.

Glavna karakteristika gasnoturbinskog motora za pogon električnih generatora je konstantnost brzine izlaznog vratila u svim režimima (od idle move do maksimuma), kao i visoke zahtjeve za preciznošću održavanja brzine, o čemu ovisi kvalitet generirane struje. Ove zahtjeve najbolje ispunjavaju jednoosovinski plinskoturbinski motori, pa se široko koriste u elektroenergetici. gasnoturbinski motor velike snage ( N >60 MW ), koji rade, u pravilu, u osnovnom načinu rada kao dio moćnih elektrana, izvode se isključivo prema shemi s jednim vratilom.

Elektroprivreda koristi čitav raspon snage gasnoturbinskih motora od nekoliko desetina kW do 350 MW.

1.3.3. Glavne vrste zemaljskih gasnoturbinskih motora

Prizemni plinskoturbinski motori za različite namjene i klase snage mogu se podijeliti u tri glavna tehnološka tipa:

Stacionarni plinski turbinski motori;

GTE pretvoren iz avionskih motora (avionski derivati);

Mikroturbine.

1.3. 3.1. Stacionarni gasnoturbinski motori

Motori ovog tipa razvijaju se i proizvode u preduzećima elektroenergetskog kompleksa u skladu sa zahtjevima za energetsku opremu:

Visoki resursi (najmanje 100.000 sati) i radni vijek (najmanje 25 godina);

Visoka pouzdanost;

Održavanje u radnim uslovima;

Umjereni troškovi korišćenih konstrukcijskih materijala i goriva i maziva za smanjenje troškova proizvodnje i rada;

Odsustvo strogih ograničenja veličine i mase bitnih za vazduhoplovne gasnoturbinske motore.

Ovi zahtjevi su oblikovali izgled stacionarnih plinskoturbinskih motora, koji se odlikuju sljedećim karakteristikama:

Najjednostavniji dizajn;

Upotreba jeftinih materijala sa relativno niskim performansama;

Masivna kućišta, po pravilu, sa horizontalnim razdelom za mogućnost iskopavanja i popravke GTE rotora u radnim uslovima;

Dizajn komore za sagorevanje, pružajući mogućnost popravke i zamene plamenih cevi u uslovima rada;

Upotreba kliznih ležajeva.

Tipičan stacionarni gasnoturbinski motor prikazan je na sl. 1.6.

Rice. 16 . Stacionarni gasnoturbinski motor (model M 501 F iz Mitsubishija)

sa kapacitetom od 150 MW.

Trenutno se stacionarni gasnoturbinski motori koriste u svim oblastima primene zemaljskih gasnoturbinskih motora u širokom rasponu snage od 1 MW do 350 MW.

U početnim fazama razvoja stacionarnih gasnoturbinskih motora korišteni su umjereni parametri ciklusa. To je bilo zbog određenog tehnološkog zaostajanja za avionskim motorima zbog nedostatka moćne državne finansijske podrške, koju je koristila industrija avionskih motora u svim zemljama koje proizvode avionske motore. Od kasnih 1980-ihgod. počelo je široko uvođenje vazduhoplovnih tehnologija u projektovanju novih modela gasnoturbinskih motora i modernizaciji postojećih.

Do danas su se snažni stacionarni plinskoturbinski motori u smislu termodinamičkog i tehnološkog savršenstva približili avionskim motorima uz održavanje visokog resursa i radnog vijeka.

1.3.3.2. Gasnoturbinski motori na zemlji pretvoreni iz avionskih motora

Gasnoturbinski motori ovog tipa razvijeni su na osnovu prototipova aviona u poduzećima kompleksa za izgradnju avionskih motora korištenjem zrakoplovnih tehnologija. Industrijski gasnoturbinski motori pretvoreni iz avionskih motora počeli su da se razvijaju početkom 1960-ih. x godine, kada je resurs gasnoturbinskih motora civilnog vazduhoplovstva dostigao prihvatljivu vrednost (2500...4000 sati).

Prve industrijske jedinice sa avionskim pogonom pojavile su se u elektroprivredi kao vršne ili rezervne jedinice. Dalje ubrzano uvođenje avionskih derivata gasnoturbinskih motora u industriju i transport omogućili su:

Brži napredak u izgradnji motora aviona u smislu parametara ciklusa i poboljšanja pouzdanosti nego u izgradnji stacionarnih gasnih turbina;

Visoka kvaliteta proizvodnja vazduhoplovnih gasnoturbinskih motora i mogućnost organizovanja njihovog centralizovanog popravka;

Mogućnost korištenja avionskih motora koji su završili svoj letni vijek, sa neophodne popravke za rad na zemlji;

Prednosti vazduhoplovnih gasnoturbinskih motora su mala težina i dimenzije, brže pokretanje i odziv gasa, manja potrebna snaga startnih uređaja, niži potrebni kapitalni troškovi u izgradnji aplikativnih objekata.

Prilikom pretvaranja baznog avionskog motora u zemaljski gasnoturbinski motor, po potrebi se zamenjuju materijali nekih delova hladnog i toplog dela, većina podložan koroziji. Tako se, na primjer, legure magnezija zamjenjuju aluminijem ili čelikom, u vrućem dijelu koriste se legure otpornije na toplinu s visokim sadržajem kroma. Komora za sagorevanje i sistem za dovod goriva su modifikovani za rad na gasovito gorivo ili za verziju sa više goriva. Jedinice i sistemi motora su u fazi finalizacije (start, automatska kontrola(ACS), gašenje požara, uljni sistem, itd.) i cjevovode kako bi se osigurao rad u tlu. Po potrebi se pojačavaju neki dijelovi statora i rotora.

Obim konstrukcijskih izmjena osnovnog avionskog motora u zemaljskoj modifikaciji u velikoj mjeri je određen tipom gasnoturbinskog motora aviona.

Na sl. 1.7.

Zrakoplovna pozorišta i helikopterski gasnoturbinski motori su funkcionalno i strukturno više od drugih avionskih motora prilagođeni da rade kao zemaljski gasnoturbinski motori. Oni zapravo ne zahtevaju modifikaciju dela turbopunjača (osim komore za sagorevanje).

Sedamdesetih godina prošlog vijeka razvijen je zemaljski plinskoturbinski motor HK-12CT na bazi jednoosovinskog avio teatra HK-12, koji je radio na avionima TU-95, TU-114 i AN-22. Konvertovani motor HK-12CT sa kapacitetom od 6,3 MW napravljen je sa besplatnim CT i radi kao deo mnogih GPU-a do danas.

Trenutno se konvertovani avionski gasnoturbinski motori različitih proizvođača široko koriste u energetici, industriji, pomorskim uslovima i transportu.

Rice. 1.7. Poređenje tipičnih dizajna GTE-a pretvorenog iz avionskog motora i stacionarnog GTE-a iste klase snage 25 MW :

1 - tanka kućišta; 2 - kotrljajni ležajevi; 3 - daljinski CS;

4 - masivne zgrade; 5 - klizni ležajevi; 6 - horizontalni konektor

Raspon snage - od nekoliko stotina kilovata do 50 MW.

Ovaj tip gasnoturbinskog motora karakteriše najveća efektivna efikasnost pri radu u jednostavnom ciklusu, što je posledica visokih parametara i efikasnosti osnovnih agregata avionskih motora.

1.3.3.3. Mikroturbine

Devedesetih godina prošlog veka u inostranstvu su počeli da se intenzivno razvijaju gasnoturbinski motori ultra male snage (od 30 do 200 kW), nazvani mikroturbine.

Napomena: mora se imati na umu da u stranoj praksi pojmovi "turbina", "gasna turbina" označavaju i zasebnu turbinsku jedinicu i gasnoturbinski motor u cjelini).

Karakteristike mikroturbina su zbog njihove izuzetno male dimenzije i obima. Mikroturbine se koriste u maloj proizvodnji električne energije kao dio kompaktnih kogeneracijskih postrojenja (GTU-CHP) kao autonomni izvori električne i toplinske energije. Mikroturbine imaju najjednostavniji mogući dizajn - jednoosovinsko kolo i minimalni broj dijelova Sl. 1.8.

Rice. 1.7. Mikroturbina (model TA-60 kompanije Elliot Energy Systems kapaciteta 60 kW)

Koriste se jednostepeni centrifugalni kompresor i jednostepena centripetalna turbina, izrađeni u obliku monotočkova. Brzina rotora zbog male dimenzije doseže 40000 ... 120 000 rpm Stoga se koriste keramički i plinostatički ležajevi. Komora za sagorevanje je višegoriva i može da radi na gasovita i tečna goriva.

Strukturno, gasnoturbinski motor se integriše što je više moguće u elektranu: rotor gasnoturbinskog motora je kombinovan na istoj osovini sa rotorom visokofrekventnog električnog generatora.

Efikasnost mikroturbina u jednostavnom ciklusu iznosi 14...18%. Regeneratori toplote izduvnih gasova se često koriste za povećanje efikasnosti. Efikasnost mikroturbine u regenerativnom ciklusu dostiže 28...32%.

Relativno niska efikasnost mikroturbina objašnjava se malom veličinom i parametrima niskog ciklusa koji se koriste u ovom tipu GTE za pojednostavljenje i smanjenje troškova instalacija. Budući da mikroturbine rade kao dio kogeneracijskih postrojenja (GTU-CHP), niska efikasnost plinskih turbinskih motora kompenzira se povećanom toplinskom snagom koju generiše mini GTU-CHP zbog topline izduvnih plinova.

Faktor iskorišćenja toplote goriva u ovim jedinicama dostiže 80%.

1.4. Glavni svjetski proizvođači plinskih turbinskih motora

General Electric USA. General Electric Company (GE ) je najveći svjetski proizvođač avio, kopnenih i brodskih plinskih turbinskih motora. Divizija General Electric Aircraft Engines (GE AE) trenutno se bavi razvojem i proizvodnjom raznih tipova avionskih gasnoturbinskih motora - turboventilatorskih motora, turboventilatorskih motora, turboventilatorskih motora i helikopterskih gasnoturbinskih motora.

Pratt & Whitney, SAD. Argy & Whitney (PW) je dio kompanije United Technologies Corporations (UTC).PW se trenutno bavi razvojem i proizvodnjom turboventilatora za avione srednjeg i velikog potiska.

Pratt & Whitney Kanada , (Kanada). Pratt & Whitney Canada (PWC) je također dio UTC-ove PW grupe. PWC se bavi razvojem i proizvodnjom malih turboventilatorskih motora, pozorišnih motora i helikopterskih gasnoturbinskih motora.

Rolls-Royce (UK). Rolls-Royce trenutno dizajnira i proizvodi širok raspon GTE za primjenu u zrakoplovstvu, kopnu i moru.

Honeywell (SAD) . Honeywell se bavi razvojem i proizvodnjom vazduhoplovnih gasnoturbinskih motora - turboventilatorskih motora i turboventilatorskih motora male potisne klase, pozorišnih motora i helikopterskih gasnoturbinskih motora.

Snecma (Francuska). Kompanija se bavi razvojem i proizvodnjom vazduhoplovnih gasnoturbinskih motora - vojnih turboventilatorskih motora i civilnih turboventilatorskih motora zajedno sa GE. Zajedno sa Rolls-Royceom razvili su i proizveli Olimp turboventilatorski motor.

Turbomeca (Francuska). Turbomeca uglavnom razvija i proizvodi HPT motore male i srednje snage i helikopterske gasnoturbinske motore.

Siemens (Nemačka). Profil ove velike kompanije su stacionarni kopneni gasnoturbinski motori za energetski i mehanički pogon i brodske primjene u širokom rasponu snaga.

Alstom (Francuska, UK).Alstom dizajnira i proizvodi stacionarne jednoosovinske gasnoturbinske motore male snage.

Solar (SAD). Solar je dio Caterpillar i bavi se projektovanjem i proizvodnjom stacionarnih gasnoturbinskih motora male snage za energetski i mehanički pogon i pomorske primene.

OJSC Aviadvigatel (Perm). Razvija, proizvodi i sertifikuje vazduhoplovne gasnoturbinske motore - civilne turboventilatorske motore za glavne avione, vojne turboventilacione motore, helikopterske gasnoturbinske motore, kao i avionske derivate zemaljskih industrijskih gasnih turbinskih motora za mehaničke i pogonske pogone.

GUNPP "Postrojenje nazvano po V.Ya. Klimov (Sankt Peterburg). Državno unitarno istraživačko-proizvodno preduzeće „Postrojenje po. V.Ya. Klimov“ se posljednjih godina specijalizirao za razvoj i proizvodnju avionskih plinskoturbinskih motora. Raspon razvoja je širok - vojni turboventilatorski motori, motori za pozorište aviona i helikopterski gasnoturbinski motori; rezervoarski gasnoturbinski motori, kao i konvertovani industrijski gasnoturbinski motori.

AD "LMZ" (Sankt Peterburg).OJSC "Lenjingradski metalni kombinat" razvija i proizvodi stacionarne gasnoturbinske motore.

Federalno državno jedinstveno preduzeće "Motor" (Ufa).Savezno državno jedinstveno preduzeće "Istraživačko-proizvodno preduzeće "Motor"" razvija vojne turbomlazne motore i turboventilatorske motore za lovce i jurišne avione.

"Omsk MKB" (Omsk).JSC "Omsk Motor-Building Design Bureau" bavi se razvojem malih gasnoturbinskih motora i pomoćnih sistema upravljanja.

OAO NPO Saturn (Rybinsk). AD „Naučno-proizvodno društvo „Saturn““ poslednjih godina razvija i proizvodi vojne turboventilatorske motore, pozorišne motore, helikopterske gasnoturbinske motore, konvertovane zemaljske gasnoturbinske motore. Zajedno sa NPO "Mašproekt" (Ukrajina) učestvuje u programu jednoosovinskog gasnoturbinskog motora snage 110 MW.

AD „SNTK im. N.D. Kuznjecova.OJSC „Samara naučno-tehnički kompleks po imenu. N.D. Kuznjecova razvija i proizvodi avionske gasnoturbinske motore (TVD, turboventilatorski motori, turboventilatorski motori) i zemaljske gasnoturbinske motore pretvorene iz avionskih motora.

AMHTK Sojuz (Moskva).OJSC "Aviamotor Naučno-tehnički kompleks "Sojuz"" razvija i proizvodi vazduhoplovne gasnoturbinske motore - turboventilatorske motore, turboventilatorske motore, podizno-letne turboventilatorske motore.

Tushino MKB "Sojuz" (Moskva). Državno preduzeće "Tushino mašinograditeljski konstruktorski biro "Sojuz"" bavi se finim podešavanjem i modernizacijom vojnih turboventilatorskih motora.

NPP "Mašproekt" (Ukrajina, Nikolajev). Istraživačko-proizvodno preduzeće "Zorya-Mashproekt" (Ukrajina, Nikolajev) razvija i proizvodi gasnoturbinske motore za brodske elektrane, kao i zemaljske gasnoturbinske motore za energetske i mehaničke pogone. Kopneni motori su modifikacije modela pomorske primjene. GTE klasa snage: 2...30 MW . Od 1990 NPP Zorya-Mashproekt razvija i stacionarni jednoosovinski motor UGT-110 snage 110 MW.

JP "ZMKB" Progres "im. A.G. Ivčenko" (Ukrajina, Zaporožje).Državno preduzeće Zaporizhia Machine-Building Design Bureau Progress nazvano po akademiku A.G. Ivčenko" specijalizovana je za razvoj, proizvodnju prototipova i sertifikaciju vazduhoplovnih gasnoturbinskih motora - turboventilatorskih motora u opsegu potiska 17 ... 230 kN , motori za pozorište aviona i gasnoturbinski motori helikoptera kapaciteta 1000 ... 10000 kW , kao i industrijski zemljani gasnoturbinski motori kapaciteta od 2,5 do 10000 kW.

Motori koje je razvio ZMKB Progress masovno se proizvode uOJSC "Motor Sich" (Ukrajina, Zaporožje). Najmasovniji serijski avionski motori i obećavajući projekti:

TVD i helikopterski gasnoturbinski motori - AI-20, AI-24, D-27;

TRD - AI-25, DV-2, D-36, D-18T, D-436T1 / T2 / LP.

Ground gas turbinski motori:

D-336-1/2, D-336-2-8, D-336-1/2-10.

Ostali povezani radovi koji bi vas mogli zanimati.vshm>
8415.		Opće informacije o linkovima	20.99KB
	Jezik C nudi alternativu za sigurniji pristup varijablama putem pokazivača. Deklaracijom referentne varijable možete kreirati objekat koji se, poput pokazivača, odnosi na drugu vrijednost, ali je, za razliku od pokazivača, trajno vezan za tu vrijednost. Dakle, referenca na vrijednost uvijek se odnosi na tu vrijednost.
12466.		Opće informacije o hidrauličnim prijenosima	48.9KB
	Stoga će se u nastavku, radi sažetosti, obično izostavljati riječ „statički“. U ovom slučaju, sila F1 potrebna za pomicanje klipova je beskonačno mala. Da bi se zadovoljio koncept 'statičkog hidrauličkog prijenosa', mora biti ispunjen uvjet geometrijskog odvajanja šupljine za izbacivanje od usisne šupljine.
17665.		Opće informacije iz mjeriteljstva	31.74KB
	Sadašnje stanje mjerenja u telekomunikacijama Proces unapređenja mjernih tehnologija podliježe opštem trendu usložnjavanja visoke tehnologije u toku njihovog razvoja. Glavni trendovi u razvoju savremene mjerne tehnologije su: proširenje granica mjerenih veličina i povećanje tačnosti mjerenja; razvoj novih mjernih metoda i instrumenata korištenjem najnovijih principa rada; uvođenje automatizovanih informaciono-mernih sistema koje karakteriše visoka tačnost i brzina...
14527.		Opće informacije o metodama predviđanja	21.48KB
	Opće informacije o metodama za predviđanje RPP-a u zatvorenom prostoru Opšti koncepti i informacije o opasnostima od požara. Metode predviđanja BPF-a Opšti koncepti i informacije o opasnostima od požara Razvoj ekonomski optimalnih i efikasnih mjera prevencije požara zasniva se na naučno zasnovanoj prognozi dinamike BPF-a. Moderne metode predviđanja požara omogućavaju reprodukciju slike razvoja stvarnog požara. Ovo je neophodno za forenzičko ili vatrotehničko ispitivanje požara.
7103.		OPĆE INFORMACIJE I KONCEPTI O KOTLOVSKIM INSTALACIJAMA	36.21KB
	Kao rezultat, voda se u parnim kotlovima pretvara u paru i zagrijava na potrebnu temperaturu u toplovodnim kotlovima. Promajni uređaj se sastoji od duvaljki sistema gasovoda dimovoda i dimnjaka, uz pomoć kojih se u peć dovodi potrebna količina vazduha i kretanje produkata sagorevanja kroz dimovodne cevi kotla, kao i njihovo odvođenje u ložište. atmosfera. prikazan je dijagram kotlovskog postrojenja sa parnim kotlovima. Instalacija se sastoji od parnog kotla koji ima dva bubnja, gornji i donji.
6149.		Opće informacije o industrijskim preduzećima Ruske Federacije i regije	29.44KB
	Konkretno, proizvodnja uglja, rudarstvo, hemijska proizvodnja, proizvodnja nafte, proizvodnja gasa, preduzeća za geološka istraživanja, postrojenja koja rade na gasovodima, preduzeća za snabdevanje gasom, metalurška proizvodnja, proizvodnja pekarstva, objekti za nadzor kotlova, objekti koji rade na stacionarnim mehanizmima za podizanje i objekti preduzeća bavi se prevozom opasnih materija i dr. Klasifikacija objekata privrede industrijskih preduzeća u ...
1591.		OPĆI PODACI O GEOGRAFSKIM INFORMACIONIM SISTEMIMA	8.42KB
	Geografski informacioni sistem ili geografski informacioni sistem (GIS) je informacioni sistem koji obezbeđuje prikupljanje, skladištenje, obradu, analizu i prikaz prostornih podataka i srodnih neprostornih podataka, kao i dobijanje informacija i znanja o geografskom prostoru na osnovu njih. .
167.		Opće informacije o radu računarske opreme	18.21KB
	Osnovni pojmovi Računarska oprema SVT - to su računari, koji obuhvataju personalne računare, računare, mrežne radne stanice, servere i druge vrste računara, kao i periferne uređaje, kompjutersku kancelarijsku opremu i međuračunarske komunikacije. Rad SVT-a se sastoji u korištenju opreme za predviđenu namjenu, kada VT mora obavljati čitav niz zadataka koji su mu dodijeljeni. Za efikasno korišćenje i održavanje SVT-a u radnom stanju tokom rada,...
10175.		Početni koncepti i opšte informacije o metodama za predviđanje RPP-a u prostorijama	15.8KB
	Početni koncepti i opšte informacije o metodama predviđanja RPP u prostorijama Plan predavanja: Uvod Opasni faktori požara. Ciljevi predavanja: Edukativni Kao rezultat slušanja gradiva, studenti treba da znaju: opasnosti od požara na objektima i opremi maksimalno dozvoljene vrednosti OFP metoda predviđanja OFP Da bi bili u stanju da: predvide situaciju na požaru.
9440.		Opće informacije o primopredajnicima kontrolnih sistema za oružje za uništenje	2.8MB
	Električna kopija primarne poruke, struje ili napona koji se prenosi, naziva se kontrolni signal i označava se u analitičkoj notaciji simbolima ili. Naziv je dobio zbog činjenice da ovaj signal dalje kontroliše jedan ili više parametara visokofrekventnih oscilacija tokom procesa modulacije. U tom smislu, spektri kontrolnih signala leže u niskofrekventnom području i ne mogu se efikasno emitovati.

Motori aviona se također često koriste za generiranje električne energije, zbog svoje sposobnosti pokretanja, zaustavljanja i promjene opterećenja brže od industrijskih mašina.

Vrste gasnoturbinskih motora

Jednoosovinski i višeosovinski motori

Najjednostavniji plinskoturbinski motor ima samo jednu turbinu, koja pokreće kompresor i istovremeno predstavlja izvor korisne snage. Ovo nameće ograničenje na režime rada motora.

Ponekad je motor višeosovinski. U ovom slučaju postoji nekoliko turbina u seriji, od kojih svaka pokreće svoje vratilo. Turbina visokog pritiska (prva posle komore za sagorevanje) uvek pokreće kompresor motora, a sledeće mogu pokretati i spoljašnje opterećenje (helikopterski ili brodski propeleri, snažni električni generatori itd.) i dodatne kompresore samog motora , koji se nalazi ispred glavnog.

Prednost motora sa više osovina je što svaka turbina radi pri optimalnoj brzini i opterećenju. Sa opterećenjem koje pokreće osovina jednoosovinskog motora, odziv motora na gas, odnosno sposobnost brzog okretanja, bio bi vrlo loš, budući da turbina treba da snabdijeva oba motora kako bi osigurala motor sa velike količine zraka (snaga je ograničena količinom zraka) i za ubrzanje opterećenja. Sa shemom s dvije osovine, lagani rotor visokog pritiska brzo ulazi u režim, opskrbljujući motor zrakom, a turbinu nizak pritisak dosta gasa za ubrzanje. Također je moguće koristiti manje snažan starter za ubrzanje kada se pokreće samo visokotlačni rotor.

Turbomlazni motor

Šema turbomlaznog motora: 1 - ulazni uređaj; 2 - aksijalni kompresor; 3 - komora za sagorevanje; 4 - lopatice turbine; 5 - mlaznica.

U letu dolazi do usporavanja protoka zraka u ulaznom uređaju ispred kompresora, zbog čega se povećava njegova temperatura i tlak. Na tlu u ulazu, zrak se ubrzava, temperatura i tlak mu se smanjuju.

Prolazeći kroz kompresor, zrak se komprimira, tlak mu raste 10-45 puta, a temperatura raste. Kompresori gasnoturbinskih motora dijele se na aksijalne i centrifugalne. Danas su višestepeni aksijalni kompresori najčešći u motorima. Centrifugalni kompresori se obično koriste u malim elektranama.

Tada komprimovani vazduh ulazi u komoru za sagorevanje, u takozvane plamene cevi, odnosno u prstenastu komoru za sagorevanje, koja se ne sastoji od pojedinačnih cevi, već je sastavni prstenasti element. Danas su prstenaste komore za sagorevanje najčešće. Cjevaste komore za sagorijevanje koriste se mnogo rjeđe, uglavnom na vojnim avionima. Vazduh koji ulazi u komoru za sagorevanje deli se na primarni, sekundarni i tercijarni. Primarni vazduh ulazi u komoru za sagorevanje kroz poseban prozor na prednjoj strani, u čijem se središtu nalazi prirubnica za pričvršćivanje mlaznice i direktno je uključen u oksidaciju (sagorevanje) goriva (nastanak mešavina goriva i vazduha). Sekundarni vazduh ulazi u komoru za sagorevanje kroz rupe na zidovima plamene cevi, hladeći se, oblikujući plamen i ne učestvujući u sagorevanju. Tercijarni vazduh se dovodi u komoru za sagorevanje već na izlazu iz nje, radi izjednačavanja temperaturnog polja. Kada motor radi, u prednjem dijelu plamene cijevi uvijek se vrti vrtlog vrućeg plina (zbog posebnog oblika prednjeg dijela plamene cijevi), koji neprestano pali smjesu zraka i goriva koja se stvara, a gorivo (kerozin, gas) koje ulazi kroz mlaznice u parnom stanju sagoreva.

Smjesa plina i zraka se širi i dio njene energije se u turbini preko lopatica rotora pretvara u mehaničku energiju rotacije glavnog vratila. Ova energija se prvenstveno troši na rad kompresora, a koristi se i za pogon jedinica motora (pumpe za povišenje goriva, pumpe za ulje itd.) i pogon električnih generatora koji daju energiju raznim onboard sistemi.

Glavni dio energije ekspandirajuće mješavine plina i zraka koristi se za ubrzanje protoka plina u mlaznici i stvaranje mlaznog potiska.

Što je temperatura sagorevanja viša, to je veća efikasnost motora. Da bi se spriječilo uništavanje dijelova motora, koriste se legure otporne na toplinu, opremljene rashladnim sistemima i premazima za termičku barijeru.

Turbomlazni motor sa naknadnim sagorevanjem

Turbomlazni motor sa naknadnim sagorevanjem (TRDF) je modifikacija turbomlaznog motora koji se uglavnom koristi na nadzvučnim avionima. Između turbine i mlaznice ugrađen je dodatni naknadni plamenik u kojem se sagorijeva dodatno gorivo. Kao rezultat, dolazi do povećanja potiska (afterburner) do 50%, ali se potrošnja goriva dramatično povećava. Motori sa naknadnim sagorevanjem se generalno ne koriste u komercijalnom vazduhoplovstvu zbog niske potrošnje goriva.

"Glavni parametri turbomlaznih motora različitih generacija"

Generacija/ period	temperatura gasa ispred turbine °C	Omjer kompresije plin, π do *	karakteristika predstavnici	Gdje je instaliran
1 generacija 1943-1949	730-780	3-6	BMW 003, Jumo 004	Ja 262, Ar 234, On 162
2 generacija 1950-1960	880-980	7-13	J 79, R11-300	F-104, F4, MiG-21
3. generacija 1960-1970	1030-1180	16-20	TF 30, J 58, AL 21F	F-111, SR 71, MiG-23 B, Su-24
4. generacija 1970-1980	1200-1400	21-25	F 100, F 110, F404, RD-33, AL-31F	F-15, F-16, MiG-29, Su-27
5. generacija 2000-2020	1500-1650	25-30	F119-PW-100, EJ200, F414, AL-41F	F-22, F-35, PAK FA

Počevši od 4. generacije, lopatice turbine su izrađene od monokristalnih legura, hlađene.

Turboprop

Šema turboelisnog motora: 1 - propeler; 2 - reduktor; 3 - turbopunjač.

U turboelisnom motoru (TVD), glavni potisak osigurava propeler povezan preko mjenjača na osovinu turbopunjača. Za to se koristi turbina sa povećanim brojem stupnjeva, tako da se širenje plina u turbini odvija gotovo u potpunosti i samo 10-15% potiska daje mlaz plina.

Turboelisni motori su mnogo štedljiviji pri malim brzinama i naširoko se koriste za avione veće nosivosti i dometa. Brzina krstarenja aviona opremljenog teatrom operacija je 600-800 km/h.

turboosovinski motor

Turboosovinski motor (TVAD) - plinskoturbinski motor, u kojem se sva razvijena snaga prenosi na potrošača preko izlaznog vratila. Glavno područje primjene su helikopterske elektrane.

Dvostruki motori

Dalje povećanje efikasnosti motora povezano je sa pojavom takozvanog eksternog kola. Dio viška snage turbine prenosi se na niskotlačni kompresor na ulazu u motor.

Turbomlazni motor sa dva kruga

Šema turbomlaznog motora bypass motor(TRDD) sa mešanjem tokova: 1 - kompresor niskog pritiska; 2 - unutrašnja kontura; 3 - izlazni tok unutrašnjeg kola; 4 - izlazni tok vanjskog kola.

Kod bajpasnog turbomlaznog motora (TEF) strujanje zraka ulazi u kompresor niskog pritiska, nakon čega dio protoka prolazi kroz turbopunjač na uobičajen način, a ostatak (hladno) prolazi kroz vanjski krug i izbacuje se bez sagorijevanja. , stvarajući dodatni potisak. Kao rezultat toga, temperatura izlaznog plina je smanjena, potrošnja goriva je smanjena i buka motora je smanjena. Omjer količine zraka koja je prošla kroz vanjski krug i količine zraka koja je prošla kroz unutrašnji krug naziva se omjer zaobilaženja (m). Sa stepenom zaobilaznice<4 потоки контуров на выходе, как правило, смешиваются и выбрасываются через общее сопло, если m>4 - tokovi se izbacuju odvojeno, jer je miješanje teško zbog značajne razlike u pritiscima i brzinama.

Motori sa niskim premosnim omjerom (m<2) применяются для сверхзвуковых самолётов, двигатели с m>2 za podzvučne putničke i transportne avione.

turboventilatorski motor

Šema turbomlaznog bajpas motora bez miješanja protoka (Turbofan motor): 1 - ventilator; 2 - zaštitni oklop; 3 - turbopunjač; 4 - izlazni tok unutrašnjeg kola; 5 - izlazni tok vanjskog kruga.

Turboventilatorski mlazni motor (TRJD) je turboventilatorski motor sa premosnim omjerom m=2-10. Ovde se kompresor niskog pritiska pretvara u ventilator, koji se od kompresora razlikuje po manjem broju koraka i većem prečniku, a vrući mlaz se praktično ne meša sa hladnim.

Turbopropfan motor

Daljnji razvoj turbomlaznog motora sa povećanjem omjera zaobilaženja m = 20-90 je turbopropfan motor (TVVD). Za razliku od turboelisnog motora, lopatice HPT motora su sabljastog oblika, što omogućava da se dio protoka zraka preusmjeri na kompresor i povećava ulazni pritisak kompresora. Takav motor se naziva propfan i može biti otvoren ili sa haubom s prstenastim oklopom. Druga razlika je u tome što se propfan ne pokreće direktno iz turbine, kao ventilator, već preko mjenjača.

Pomoćni agregat

Pomoćna pogonska jedinica (APU) - mali plinskoturbinski motor, koji je dodatni izvor energije, na primjer, za pokretanje glavnih motora aviona. APU obezbeđuje sisteme na vozilu komprimirani zrak(uključujući i ventilaciju kabine), električnu energiju i stvara pritisak u hidrauličnom sistemu aviona.

Brodske instalacije

Koristi se u brodskoj industriji za smanjenje težine. GE LM2500 i LM6000 su dva reprezentativna modela ove vrste mašina.

Pogonski sistemi na zemlji

Ostale modifikacije gasnoturbinskih motora koriste se kao elektrane na brodovima (gasnoturbinski brodovi), železnici (gasne turbine lokomotive) i dr. kopneni transport, kao i na elektranama, uključujući mobilne, i za pumpanje prirodnog plina. Princip rada je praktički isti kao kod turboelisnih motora.

Gasna turbina zatvorenog ciklusa

U gasnoj turbini zatvorenog ciklusa, radni gas cirkuliše bez kontakta sa okolinom. Zagrijavanje (prije turbine) i hlađenje (prije kompresora) plina se vrši u izmjenjivačima topline. Takav sistem omogućava korištenje bilo kojeg izvora topline (na primjer, nuklearnog reaktora hlađenog plinom). Ako se sagorijevanje goriva koristi kao izvor topline, tada se takav uređaj naziva turbina s vanjskim izgaranjem. U praksi se plinske turbine zatvorenog ciklusa rijetko koriste.

Gasna turbina s vanjskim sagorijevanjem

Većina gasnih turbina su motori sa unutrašnjim sagorevanjem, ali je takođe moguće izgraditi gasnu turbinu sa spoljnim sagorevanjem koja je, u stvari, turbinska verzija toplotnog motora.

Spoljno sagorevanje koristi ugalj u prahu ili fino mlevenu biomasu (npr. piljevinu) kao gorivo. Eksterno sagorevanje gasa se koristi i direktno i indirektno. U direktnom sistemu, proizvodi sagorevanja prolaze kroz turbinu. U indirektnom sistemu koristi se izmjenjivač topline i čist zrak prolazi kroz turbinu. Toplotna efikasnost je niža u sistemu eksternog sagorevanja indirektnog tipa, ali lopatice nisu izložene produktima sagorevanja.

Upotreba u kopnenim vozilima

Howmet TX iz 1968. je jedini turbo u istoriji koji je pobedio u automobilskoj trci.

Plinske turbine se koriste u brodovima, lokomotivama i cisternama. Provedeni su mnogi eksperimenti sa automobilima opremljenim gasnim turbinama.

Godine 1950. dizajner F.R. Bell i glavni inženjer Maurice Wilks u Britancima Kompanija Rover Kompanija je najavila prvi automobil koji pokreće gasnoturbinski motor. Dvosed JET1 imao je motor iza sedišta, rešetke za usis vazduha sa obe strane automobila i izduvne otvore na vrhu repa. Tokom testova, automobil je dostigao maksimalnu brzinu od 140 km/h, uz brzinu turbine od 50.000 o/min. Automobil je radio na benzin, parafin ili dizel ulje, ali problemi s potrošnjom goriva pokazali su se nepremostivim za proizvodnju automobila. Trenutno je izložena u Londonu u Muzeju nauke.

Timovi Rovera i British Racing Motorsa (BRM) (Formula 1) udružili su snage kako bi stvorili Rover-BRM, automobil na plinsku turbinu koji je ušao u 24 sata Le Mansa 1963., a vozili su ga Graham Hill i Gitner Ritchie. Imao je prosječnu brzinu od 107,8 mph (173 km/h), i najveća brzina- 142 mph (229 km/h). Američke kompanije Ray Heppenstall, Howmet Corporation i McKee Engineering udružile su se kako bi zajednički razvile vlastitu plinsku turbinu sportski automobili 1968. godine, Howmet TX se takmičio u nekoliko američkih i evropskih trka, uključujući dvije pobjede, i ušao u 1968. 24 sata Le Mansa. Automobili su koristili gasne turbine kompanije Continental Motors, koja je na kraju uspostavila šest brzina sletanja za automobile na turbinski pogon od strane FIA-e.

U utrkama otvorenih automobila, revolucionarni automobil s pogonom na sve kotače iz 1967 STP Uljni tretman Special pokretan turbinom koju je posebno odabrao trkačka legenda Andrew Granatelli i pokretan Parnelli Jones, zamalo je osvojio Indy 500; STP turbo bolid Pratt & Whitney bio je skoro krug ispred drugoplasiranog automobila kada mu je mjenjač neočekivano otkazao tri kruga prije cilja. Godine 1971. izvršni direktor Lotusa Colin Chapman predstavio je Lotus 56B F1, pokretan plinskom turbinom Pratt & Whitney. Chapman je imao reputaciju da pravi pobjedničke mašine, ali je bio primoran da odustane od projekta zbog brojnih problema sa inercijom turbine (turbolag).

Originalna serija konceptnih automobila General Motors Firebird dizajnirana je za Motorama auto show 1953, 1956, 1959, pokretana plinskim turbinama.

Upotreba u rezervoarima

Prve studije o upotrebi gasne turbine u tenkovima sproveo je Ured oružanih snaga u Njemačkoj sredinom 1944. godine. Prvi masovno proizveden rezervoar na koji je ugrađen gasnoturbinski motor bio je C-tank. Plinski motori su ugrađeni u ruski T-80 i američki M1 Abrams.
Gasnoturbinski motori ugrađeni u rezervoare, sličnih dimenzija kao i dizel motori, imaju mnogo veću snagu, manju težinu i manje buke. Međutim, zbog niske efikasnosti slični motori mnogo veća količina goriva je potrebna za uporedivi dizel motor rezerva snage.

Projektanti gasnoturbinskih motora

vidi takođe

Linkovi

• Gasnoturbinski motor- članak iz Velike sovjetske enciklopedije
• GOST R 51852-2001

dr.sc. A.V. Ovsena kaša, glava. Katedra "Industrijska toplotna tehnika i ekologija";
dr.sc. A.V. Šapovalov, vanredni profesor;
V.V. Bolotin, inženjer;
„Gomelski državni tehnički univerzitet po imenu P.O. Suhoj, Republika Bjelorusija

Članak daje opravdanje za mogućnost stvaranja CHP-a na bazi pretvorenog AGTE-a u sklopu gasnoturbinske jedinice (GTU), procjenu ekonomskog efekta uvođenja AGTE-a u energetski sektor u sklopu velikih i srednjih CHPP-a. za pokrivanje vršnih električnih opterećenja.

Pregled zračnih plinskih turbina

Jedan od uspješnih primjera upotrebe AGTD-a u energetskom sektoru je kogeneracijska GTU 25/39, instalirana i smještena u industrijska operacija u Bezymyanskaya CHPP, koja se nalazi u Samarskoj oblasti u Rusiji, koja je opisana u nastavku. Gasnoturbinsko postrojenje je projektovano za proizvodnju električne i toplotne energije za potrebe industrijskih preduzeća i domaćinstava. Električna snaga instalacije je 25 MW, a toplotna snaga 39 MW. Ukupni kapacitet elektrane je 64 MW. Godišnja produktivnost električne energije - 161.574 GWh/god., toplotne energije - 244120 Gcal/god.

Instalaciju odlikuje upotreba jedinstvenog avionskog motora NK-37, koji daje efikasnost od 36,4%. Ova efikasnost obezbeđuje visoku efikasnost instalacije, nedostižnu u konvencionalnim termoelektranama, kao i niz drugih prednosti. Instalacija radi dalje prirodni gas sa pritiskom od 4,6 MPa i brzinom protoka od 1,45 kg/s. Pored električne energije, instalacija proizvodi 40 t/h pare pri pritisku od 14 kgf/cm 2 i zagrijava 100 tona mrežne vode od 70 do 120°C, što omogućava da se mali grad obezbijedi svjetlo i toplina. .

Prilikom postavljanja jedinice na teritoriju termoelektrana nisu potrebne dodatne posebne jedinice za hemijsku obradu vode, ispuštanje vode i sl.

Takve gasnoturbinske elektrane su nezamjenjive za upotrebu u slučajevima kada:

■ potrebno je riješiti problem snabdijevanja električnom i toplotnom energijom malog grada, industrijskog ili stambenog područja - modularnost instalacija olakšava uređenje bilo koje opcije u zavisnosti od potreba potrošača;

■ industrijski razvoj novih oblasti ljudskog života, uključujući i one sa životnim uslovima, kada je kompaktnost i produktivnost instalacije posebno važna. Normalan rad jedinice je osiguran u rasponu temperature okoline od -50 do +45 °C pod utjecajem svih ostalih štetnih faktora: vlažnost do 100%, padavine u obliku kiše, snijega itd.;

■ bitna je isplativost instalacije: visoka efikasnost obezbeđuje proizvodnju jeftinije električne i toplotne energije i kratak period povrata (oko 3,5 godine) uz ulaganja u izgradnju instalacije od 10 miliona 650 hiljada dolara. SAD (prema proizvođaču).

Osim toga, instalaciju odlikuje ekološka prihvatljivost, prisustvo višestepenog suzbijanja buke i potpuna automatizacija procesa upravljanja.

GTU 25/39 je stacionarna jedinica tipa blok-kontejner dimenzija 21 m x 27 m. Za rad u verziji autonomne od postojećih stanica, jedinica mora biti kompletirana sa uređajima za hemijsku obradu vode, otvorenim razvodnim uređajem za spuštanje izlazni napon do 220 ili 380 V, rashladni toranj za vodeno hlađenje i samostojeći boster gasni kompresor. U nedostatku potrebe za vodom i parom, dizajn instalacije je znatno pojednostavljen i jeftiniji.

Sama instalacija uključuje avionski motor NK-37, kotao na otpadnu toplotu tipa TKU-6 i turbogenerator.

Ukupno vrijeme instalacije je 14 mjeseci.

U Rusiji se proizvodi veliki broj jedinica baziranih na pretvorenom AGTD kapaciteta od 1000 kW do nekoliko desetina MW, tražene su. To potvrđuje ekonomsku efikasnost njihove upotrebe i potrebu za daljim razvojem ove industrije.

Instalacije proizvedene u tvornicama CIS-a razlikuju se u:

■ niske specifične kapitalne investicije;

■ izvođenje bloka;

■ smanjeno vrijeme instalacije;

■ kratak period otplate;

■ mogućnost potpune automatizacije itd.

Karakteristike GTU baziranog na konvertovanom motoru AI-20

Vrlo popularna i najčešće korištena plinska turbina bazirana je na motoru AI-20. Razmotrimo gasnu turbinsku CHPP (GTTPP), u odnosu na koju su rađene studije i izvršeni proračuni glavnih indikatora.

GTTETS-7500/6.3 gasnoturbinska termoelektrana instalisane električne snage 7500 kW sastoji se od tri gasnoturbinska generatora sa turboelisnim motorima AI-20 nominalne električne snage po 2500 kW.

Toplotna snaga GTE je 15,7 MW (13,53 Gcal/h). Iza svakog generatora gasne turbine nalazi se gasni mrežni bojler (GPSV) sa rebrastim cevima za zagrevanje vode sa izduvnim gasovima za grejanje, ventilaciju i snabdevanje toplom vodom lokalitet. Izduvni gasovi motora aviona prolaze kroz svaki ekonomajzer u količini od 18,16 kg/s sa temperaturom od 388,7 °C na ulazu ekonomajzera. U GFSV-u, plinovi se hlade na temperaturu od 116,6 °C i dovode u dimnjak.

Za režime sa smanjenim termičkim opterećenjem uvedeno je zaobilaženje protoka izduvnih gasova sa izlazom u dimnjak. Potrošnja vode kroz jedan ekonomajzer je 75 t/h. Mrežna voda se zagrijava od temperature od 60 do 120°C i isporučuje se potrošačima za potrebe grijanja, ventilacije i tople vode pod pritiskom od 2,5 MPa.

Tehnički pokazatelji GTU na bazi motora AI-20: snaga - 2,5 MW; stepen povećanja pritiska - 7,2; temperatura gasa u turbini na ulazu - 750 ° C, na izlazu - 388,69 ° C; potrošnja plina - 18,21 kg / s; broj osovina - 1; temperatura vazduha ispred kompresora - 15°C. Na osnovu dostupnih podataka izračunavamo izlazne karakteristike gasne turbine prema algoritmu datom u izvoru.

Izlazne karakteristike GTU baziranog na motoru AI-20:

■ specifično korisni rad GTU (pri η krzno =0,98): H e =139,27 kJ/kg;

■ faktor efikasnosti: φ=3536;

■ potrošnja vazduha pri snazi ​​N gtu = 2,5 MW: G k = 17,95 kg/s;

■ potrošnja goriva pri snazi ​​N gtu = 2,5 MW: G top = 0,21 kg/s;

■ ukupna potrošnja izduvnih gasova: g g =18,16 kg/s;

■ specifična potrošnja vazduha u turbini: g k =0,00718 kg/kW;

■ specifična potrošnja toplote u komori za sagorevanje: q 1 =551,07 kJ/kg;

■ efektivni faktor efikasnosti GTP: η e =0,2527;

■ specifična referentna potrošnja goriva za proizvedenu električnu energiju (sa efikasnošću generatora η gen = 0,95) bez povrata toplote izduvnih gasova: b c. t = 511,81 g/kWh.

Na osnovu dobijenih podataka iu skladu sa algoritmom proračuna, možete pristupiti dobijanju tehničkih i ekonomskih pokazatelja. Dodatno tražimo sljedeće: instalisana električna snaga GTE je N set = 7500 kW, nazivna toplotna snaga plinskih elektrana instaliranih u GTE je QTE = 15736,23 kW, pretpostavljena je potrošnja električne energije za vlastite potrebe biti 5,5%. Kao rezultat istraživanja i proračuna utvrđene su sljedeće vrijednosti:

■ Koeficijent bruto primarne energije GTE, jednak odnosu zbira električnih i toplotnih kapaciteta GTPP-a i proizvoda specifične potrošnje goriva sa nižom kalorijskom vrednošću goriva, η b GTPP = 0,763;

■ faktor neto primarne energije GTPP η n GTPP = 0,732;

■ Efikasnost proizvodnje električne energije u kogeneracionoj gasnoj turbini, jednaka odnosu specifičnog rada gasa u gasnoj turbini prema razlici specifične potrošnje toplote u komori za sagorevanje gasne turbine po 1 kg radnog fluida i specifičnosti odvođenje toplote u gasnoj turbini od 1 kg izduvnih gasova gasne turbine, η e gtu = 0,5311 .

Na osnovu dostupnih podataka moguće je utvrditi tehničko-ekonomske pokazatelje GTPP:

■ ekvivalentna potrošnja goriva za proizvodnju električne energije u kogeneracionoj gasnoturbinskoj jedinici: VGt U =231,6 g referentnog goriva/kWh;

■ satna potrošnja ekvivalentnog goriva za proizvodnju električne energije: B e gtu =579 kg referentnog goriva na sat;

■ satna potrošnja ekvivalentnog goriva u gasnim turbinama: B h eu gasna turbina ==1246 kg c.u. t/h

U skladu s "fizičkom metodom", preostala količina referentnog goriva uključena je u proizvodnju topline: B t h = 667 kg c.u. t/h

Specifična potrošnja standardnog goriva za proizvodnju 1 Gcal toplote u kogeneracionom GTP će biti: V t GTU = 147,89 kg referentnog goriva na sat.

Tehničko-ekonomski pokazatelji mini-CHP dati su u tabeli. 1 (u tabeli i ispod, cijene su date u bjeloruskim rubljama, 1000 bjeloruskih rubalja ~ 3,5 ruskih rubalja - napomena autora).

Tabela 1. Tehnički i ekonomski pokazatelji mini-CHP bazirane na pretvorenom AGTD AI-20, koji se prodaje o vlastitom trošku (cijene su u bjeloruskim rubljama).

Naziv indikatora	Jedinice mjerenja	Vrijednost
Instalirana struja	MW	3-2,5
Instalirana toplinska snaga	MW	15,7
Specifična kapitalna ulaganja po jedinici električne energije	miliona rubalja/kWh	4
Godišnja opskrba električnom energijom	kWh	42,525-10 6
Godišnje snabdijevanje toplotnom energijom	Gcal	47357
Jedinični trošak:
- struja	RUB/kWh	371,9
- toplotna energija	RUB/G kal	138700
Bilansna (bruto) dobit	miliona rub.	19348
Period povrata	godine	6,3
Pauza	%	34,94
Profitabilnost (ukupno)	%	27,64
Interna stopa povrata	%	50,54

Ekonomski proračuni pokazuju da je period povrata ulaganja u termoelektrane sa AGTE do 7 godina kada se projekti realizuju o sopstvenom trošku. Istovremeno, period izgradnje može se kretati od nekoliko sedmica kod postavljanja malih instalacija električnog kapaciteta do 5 MW, do 1,5 godine kada se pušta u rad instalacija električnog kapaciteta od 25 MW i toplotne od 39 MW. Smanjeno vrijeme ugradnje objašnjava se modularnim napajanjem elektrana na bazi AGTD sa potpunom fabričkom spremnošću.

Dakle, glavne prednosti pretvorenog AGTE-a, kada se uvede u energetski sektor, su: niska specifična ulaganja u ovakve instalacije, kratak period povrata, skraćeno vrijeme izgradnje zbog modularnosti izvedbe (instalacija se sastoji od montažnih blokova), mogućnost potpune automatizacije stanice itd.

Za poređenje, dajemo primjere rada mini-CHP na plin u Republici Bjelorusiji, njihovi glavni tehnički i ekonomski parametri prikazani su u tabeli. 2.

Nakon poređenja, lako je uočiti da, u odnosu na postojeće pogone, gasnoturbinska postrojenja na bazi prerađenih avionskih motora imaju niz prednosti. S obzirom na AGTU kao visoko manevarske elektrane, potrebno je imati u vidu mogućnost njihovog značajnog preopterećenja prelaskom na mešavinu gasa i pare (zbog ubrizgavanja vode u komore za sagorevanje), pri čemu je moguće postići skoro trostruko povećanje snage gasnoturbinskog postrojenja uz relativno malo smanjenje njenog koeficijenta korisna akcija.

Efikasnost ovih stanica značajno se povećava kada se nalaze na naftnim bušotinama, koristeći prateći gas, u rafinerijama nafte, u poljoprivrednim preduzećima, gde su što bliže potrošačima toplotne energije, čime se smanjuju gubici energije tokom njenog transporta.

Za pokrivanje vršnih opterećenja, obećavajuće je korištenje najjednostavnijih stacionarnih zrakoplovnih plinskih turbina. Za konvencionalnu plinsku turbinu, vrijeme za prihvatanje opterećenja nakon starta je 15-17 minuta.

Gasnoturbinske stanice sa avionskim motorima su veoma manevarske, zahtijevaju kratko (415 min) vremena za pokretanje iz hladnog stanja do punog opterećenja, mogu se potpuno automatizirati i daljinski upravljati, što osigurava njihovu efikasnu upotrebu kao rezerve za slučaj nužde. Trajanje puštanja u rad prije preuzimanja punog opterećenja postojećih plinskih turbinskih jedinica je 30-90 minuta.

Indikatori manevarske sposobnosti GTU baziranog na pretvorenom AI-20 GTE prikazani su u tabeli. 3.

Tabela 3. Indikatori manevarske sposobnosti GTU na osnovu prerađenog gasnoturbinskog motora AI-20.

Zaključak

Na osnovu obavljenog posla i rezultata istraživanja gasnoturbinskih postrojenja na bazi pretvorenog AGTE-a, mogu se izvesti sljedeći zaključci:

1. Efikasan pravac razvoja industrije toplotne energije u Bjelorusiji je decentralizacija snabdijevanja energijom korištenjem pretvorenog AGTE-a, a najefikasnija je kombinovana proizvodnja toplinske i električne energije.

2. Instalacija AGTD može raditi i samostalno iu sklopu velikih industrijskih preduzeća i velikih termoelektrana, kao rezerva za prihvatanje vršnih opterećenja, ima kratak period povrata i skraćeno vrijeme ugradnje. Nema sumnje da ova tehnologija ima perspektivu razvoja u našoj zemlji.

Književnost

1. Khusainov R.R. Rad CHP u uvjetima veleprodajnog tržišta električne energije // Energetik. - 2008. - br. 6. - S. 5-9.

2. Nazarov V.I. O pitanju izračunavanja generaliziranih pokazatelja u kogeneracijama // Energetika. - 2007. - br. 6. - S. 65-68.

3. Uvarov V.V. Plinske turbine i plinske turbinske instalacije - M.: Vyssh. škola, 1970. - 320 str.

4. Samsonov V.S. Ekonomija preduzeća energetskog kompleksa - M.: Vyssh. škola, 2003. - 416 str.

jedna od glavnih jedinica avionskih gasnoturbinskih motora (vidi. Gasnoturbinski motor) ; U poređenju sa stacionarnim gasnim turbinama (vidi gasna turbina), gasna turbina velike snage ima male dimenzije i težinu, što se postiže savršenstvom dizajna, velikim aksijalnim brzinama gasa na putu protoka i velikim obimnim brzinama radnog kola (do 450). gospođa) i velike (do 250 kJ/kg ili 60 do cal/kg) padom toplote. A. g. t. vam omogućava da dobijete značajnu snagu: na primjer, jednostepena turbina ( pirinač. jedan ) modernog motora razvija snagu do 55 MW(75 hiljada l. od.). Višestepeni A. g. t. ( pirinač. 2 ), pri čemu je snaga jednog stepena obično 30-40 MW(40-50 hiljada l. od.). Visoka temperatura gasa (850-1200°C) na ulazu u turbinu je karakteristična za gasnu turbinu. Istovremeno, neophodan resurs i pouzdan rad turbine osigurava se upotrebom specijalnih legura, koje se odlikuju visokim mehaničkim svojstvima na radnim temperaturama i otpornošću na puzanje, kao i hlađenjem mlaznice i lopatica rotora. kućište turbine i diskovi rotora.

Često vazdušno hlađenje, pri čemu zrak uzet iz kompresora, prošavši kroz kanale rashladnog sistema, ulazi u protočni put turbine.

Turbomlazni motori služe za pogon kompresora turbomlaznog motora (vidi turbomlazni motor), kompresora i ventilatora bajpasnog turbomlaznog motora i za pogon kompresora i propelera turboelisnog motora (vidi turboelisni motor). A. g. t. se koriste i za pogon pomoćnih jedinica motora i aviona - startnih uređaja (startera), električnih generatora, pumpi goriva i oksidatora u tečnosti raketni motor(Vidi raketni motor na tečno gorivo).

Razvoj aeronautičkog inženjerstva ide putem aerodinamičkog dizajna i tehnološkog poboljšanja; poboljšanje gasnodinamičkih karakteristika putanje protoka kako bi se osigurala visoka efikasnost u širokom rasponu radnih režima, tipičnih za motor aviona; smanjenje težine turbine (pri datoj snazi); dalje povećanje temperature gasa na ulazu u turbinu; primjena najnovijih materijala otpornih na visoke temperature, premaza i efikasno hlađenje turbinskih lopatica i diskova. Razvoj A.G.T.-a karakterizira i daljnje povećanje broja koraka: u modernom A.G.T.-u broj koraka dostiže osam.

Lit.: Teorija mlaznih motora. Mašine sa oštricama, M., 1956; Skubachevsky G.S., Gasnoturbinski motori aviona, M., 1965; Abiants V. Kh., Teorija gasnih turbina mlaznih motora, 2. izdanje, M., 1965.

S. Z. Kopelev.

• - vrsta avionske municije...

  Rječnik vojnih pojmova

• - opasna nesreća na zrakoplovu koja je dovela do pogibije ili gubitka ljudi, nastanka sanitarnih gubitaka i uništenja ili oštećenja plovila i materijalnih sredstava koja se njime prevoze...

  Emergency Glossary

• - municija za uništavanje objekata na zemlji i u vodi, dostavljena u ciljno područje avionom ili drugim vazduhoplovom...

  Enciklopedija tehnologije

• - turbina, u lopatičnom aparatu, rez energije gasa pod pritiskom i visoke temperature pretvara se u mehaničku. rad na vratilu. G. t. sastoji se od sekvencijalnog rasporeda...

  Veliki enciklopedijski politehnički rječnik

• - vidi TURBINA...

  Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik

• - kvar aviona, koji nije praćen ozbiljnim oštećenjem ili smrću pilota...

  Marine vokabular

• - jedna od vrsta avionske municije koja je bačena iz aviona. Moderne vazdušne bombe se mogu navesti...

  Marine vokabular

• - turbina, koja bi u teoriji trebalo da radi sa gasovima nastalim tokom sagorevanja u posebnim komorama čvrstog, tečnog ili gasovitog goriva...

  Marine vokabular

• - turbina koja koristi kinetičku energiju izduvnih gasova metalurških jedinica, na primjer, gornji plin visoke peći ...

  Enciklopedijski rečnik metalurgije

• - "... 1. - stanje zaštite avijacije od nezakonitog uplitanja u aktivnosti u oblasti avijacije ..." Izvor: "Vazdušni kodeks Ruske Federacije" od 19. marta 1997. N 60-FZ ".. 3.29 ...

  Zvanična terminologija

• - "... - uređaj za proizvodnju električne energije koristeći proizvode sagorevanja fosilnih goriva kao radnu tečnost ..." Izvor: Uredba Gosgortekhnadzora Ruske Federacije od 18. marta ...

  Zvanična terminologija

• - dio praktične astronomije, koji se bavi metodama astronomske navigacije u letu. Glavni zadatak A. a. sastoji se u autonomnom, tj. izvođenju bez pomoći bilo kakvog osnova...
• - vidi članak...

  Velika sovjetska enciklopedija

• - jedna od vrsta avionske municije koja se ispušta iz aviona ili drugog aviona radi uništavanja kopnenih, morskih i vazdušnih ciljeva...

  Velika sovjetska enciklopedija

• - kontinualni toplotni motor u čijem se lopatičnom aparatu energija komprimovanog i zagrijanog gasa pretvara u mehanički rad na osovini. Zagrijavanje komprimovanog plina može se vršiti u...

  Velika sovjetska enciklopedija

• - GAS turbina - turbina u kojoj se toplotna energija komprimovanog i zagrejanog gasa pretvara u mehanički rad; deo gasnoturbinskog motora...

  Veliki enciklopedijski rečnik

"Avijacijska plinska turbina" u knjigama

TURBINA NIKA

Iz knjige Kako su idoli otišli. Poslednji dani i satovi omiljenih ljudi autor Razzakov Fedor

TURBINA NIKA TURBINA NIKA (pjesnikinja; izvršila samoubistvo (izbačena kroz prozor) 11. maja 2002. u 28. godini; sahranjena na Vagankovskom groblju u Moskvi). Turbina je postala poznata sredinom 80-ih, kada su njene pjesme počele da se šire biti objavljen u svim sovjetskim medijima. Sa 12 godina Nika je primila

TURBINA Nika

Iz knjige Sjećanje koje grije srce autor Razzakov Fedor

TURBINA Nika TURBINA Nika (pjesnikinja; izvršila samoubistvo (izbačena kroz prozor) 11. maja 2002. u 28. godini; sahranjena na Vagankovskom groblju u Moskvi). Turbina je postala poznata sredinom 80-ih, kada su njene pjesme počele objavljivati ​​u svim sovjetskim medijima. Nika u 12

Laval turbina

Iz knjige Gustava Lavala autor Gumilevski Lev Ivanovič

Lavalova turbina Nakon toga, prisjećajući se klosterskog perioda svog života i ideja koje su ga tada slijedile, Laval je napisao u jednoj od svojih bilježnica: „Bio sam potpuno prožet istinom: velike brzine su pravi dar bogova! Već 1876. sanjao sam o uspješnom

GOVOR N.V. TURBINA

Iz knjige O stanju u biološkoj nauci autor Svesavezna akademija poljoprivrednih nauka

GOVOR N.V. TURBINA Profesor N.V. Turbine. Krizno stanje moderne morganske genetike nalazi se najoštrije i najjasnije izraženo u radovima sličnim onom članku profesora Dubinina, koji je ovdje više puta spominjan.

starogrčka turbina

Iz knjige Velike tajne civilizacija. 100 priča o misterijama civilizacija autor Mansurova Tatiana

Starogrčka turbina Prva parna turbina, odnosno njen mali model, napravljena je kao igračka još u 1. veku pre nove ere. e. To se dogodilo na dvoru egipatskih vladara Ptolemeja, u Aleksandriji, u čuvenom Museionu, svojevrsnoj antičkoj akademiji nauka. Heron

ČETRNAESTO POGLAVLJE Dvadeset konjskih snaga po funti. Gasna turbina. Razlozi neuspeha Nikole Tesle

Iz knjige autora

Poglavlje 14, dvadeset Konjska snaga po kilogramu težine. Gasna turbina. Razlozi neuspjeha Nikole Tesle Laboratorija u Wardenclyffeu je zatvorena, njeno osoblje je raspušteno, čuvari su uklonjeni. Čak je i Šerf napustio Teslu, pridruživši se kompaniji za rudarenje sumpora. Jednom sedmično bez mnogo

56. PARNA TURBINA

Iz knjige 100 velikih izuma autor Ryzhov Konstantin Vladislavovič

56. PARNA TURBINA Pored hidrauličnih turbina opisanih u jednom od prethodnih poglavlja, pronalazak i distribucija parnih turbina je bio od velikog značaja za energetiku i elektrifikaciju. Princip njihovog rada bio je sličan hidrauličnom, s tim što je razlika

gasna turbina

autor Tim autora

Plinska turbina Plinska turbina je trajna termička turbina u kojoj se toplotna energija komprimovanog i zagrijanog gasa (obično proizvodi sagorevanja goriva) pretvara u mehanički rotacioni rad na osovini; je konstruktivni element

Kondenzaciona turbina

Iz knjige Velika enciklopedija tehnologije autor Tim autora

Kondenzacijska turbina Kondenzacijska turbina je tip parne turbine u kojoj se radni ciklus završava procesom kondenzacije pare. U svim velikim termo i nuklearnim elektranama kondenzatorske jedinice se koriste za pogon električnih generatora.

Parna turbina

Iz knjige Velika enciklopedija tehnologije autor Tim autora

Parna turbina Parna turbina je vrsta turbine koja pretvara energiju pare u mehaničku energiju. Brzi razvoj naučne i tehničke misli u 18.–19. veku, posebno stvaranje parna mašina, bio je stimulans koji je doveo do

mlazna turbina

Iz knjige Velika enciklopedija tehnologije autor Tim autora

Mlazna turbina Mlazna turbina je turbina koja pretvara potencijalnu energiju radnog fluida (para, gas, tečnost) u mehanički rad koristeći poseban dizajn kanala lopatica radnog kola. Oni su mlaznica, od kasnije