Главное меню

Системы, обслуживающие газотурбинную установку

Топливная система. Топливом для судовых ГТУ служат мазут, дизельное топливо и керосин. В период запуска и остановки ис­пользуется легкое, менее вязкое топливо, устраняющее засорение фильтров и закоксовывание форсунок. Для улучшения процесса сжигания тяжелых сортов топлива (мазута) и устранения образо­вания отложений в газовом тракте турбины к топливу добавляют специальные присадки.

Принципиальная схема топливной системы ГТУ

На рис. 118 показана принципиальная схема топливной си­стемы газотурбинной установки. В период запуска пусковой элек­тронасос 17 подает пусковое топливо из цистерны 1 через фильтр грубой очистки 18 к пусковой форсунке 14. По достижении устой­чивого горения пусковой форсунки в работу включается главный топливный насос 8 при закрытом кране 6 и открытом кране 9. Главный топливный насос направляет пусковое топливо к топлив­ному агрегату 10 рабочих форсунок 13. Перед поступлением к фор­сункам топливо проходит сетчатый фильтр 11 и стоп-кран 12. Топливоперекачивающий насос 16 подает пусковое топливо через тиливоподогреватель 15 и сетчатый фильтр 7 к главному топлив­ному насосу.

Одновременно в системе основного топлива идет подогрев мазута до требуемой температуры (порядка 393° К) для уменьшения его вязкости; при этом работает рециркуляционный контур основ­ного топлива: мазут из расходной цистерны 2, пройдя щелевые фильтры 3 грубой очистки, подкачивающим насосом 4 через по­догреватель 5 и кран 6 возвращается обратно в расходную ци­стерну. Когда мазут достигнет требуемой температуры, кран 6 переводится в положение подвода мазута к рабочим форсун­кам 13, а кран 9 перекрывается, и пусковое топливо перекачива­ется обратно в запасную цистерну 1.

Масляная система. Масляная система судовых ГТУ, как и па­ротурбинных, может быть циркуляционной или гравитационной напорной. К смазочным маслам судовых ГТУ предъявляются бо­лее повышенные требования, чем к маслам паротурбинных уста­новок. Масла не только должны обладать высокими смазочными, противоизносными и противокоррозионными свойствами, но также быть устойчивыми к образованию отложений, иметь высокую температуру вспышки, не ниже 473° К, так как у некоторых ГТУ температура подшипников достигает 423—443° К.

Система охлаждения. Система охлаждения газовых турбин может быть водяной и воздушной.

Принципиальная схема воздушно-водяного охлаждения ГТУ

На рис. 119 показана принципи­альная схема воздушно-водяного охлаждения ГТУ судна «Париж­ская коммуна». Корпус турбины высокого давления 2 охлажда­ется дистиллированной водой, подаваемой центробежным насо­сом 5 через спаренный фильтр 6. После охлаждения корпуса ТВД дистиллированная вода через поверхностный водоохладитель 7 воз­вращается в цистерну 4. Охлаждение дисков турбины низкого дав­ления 1 производится воздухом, который отбирается из промежу­точной ступени компрессора 3, а охлаждение диска турбины вы­сокого давления 2 — воздухом, отбираемым из последней ступени компрессора.

Реверсивные устройства ГТУ. Реверс в ГТУ может быть осу­ществлен с помощью ТЗХ, винтов регулируемого шага (ВРШ), гидрореверсивных устройств, электропередач и реверсивно-планетарных передач. Однако в трубокомпрессорных ГТУ в связи со значительным конечным давлением газа (около 1 бара), а следо­вательно ростом потерь мощности на вращение турбин обратного хода и сложностью конструкций переключающего устройства ТЗХ не нашла широкого применения. В ГТУ с СПГГ объемный расход газа и его температура перед турбиной значительно меньше, чем в турбокомпрессорных ГТУ, и это уменьшает размеры переклю­чающих органов. Для осуществления реверса в ГТУ с СПГГ при­меняют ТЗХ.

Применение ВРШ повышает маневренность судна, упрощает ГТУ и улучшает ее работу на нерасчетных режимах.

Гидрореверсивные устройства и реверсивно-планетарные пере­дачи обладают компактностью, малым весом и хорошими манев­ренными характеристиками. Этот тип реверсивных устройств для установок большой мощности находится в стадии освоения.

Электропередача, обладая хорошими маневренными качест­вами, имеет значительные (для судов) весо-габаритные показатели и невысокий к. п. д.

Система управления и защиты. Эта система предназначена: для управления газотурбинной установкой при запуске, маневрах и остановке; для предупреждения аварийных состояний установки и ее защиты при превышении предельной частоты вращения или осевого сдвига роторов установки, падении давления масла и пресной воды в системах смазки и охлаждения ниже допустимых, изменениях рабочей температуры газового потока (повышение температуры, срыв факела в камере сгорания).

Управление ГТУ при запуске осуществляется путем последо­вательного включения и выключения пусковых устройств, а на рабочих режимах изменением подачи топлива в камеру сгорания, открытием клапанов перепуска газа в выпускной газоход и откры­тием заслонок противопомпажного устройства компрессора. Управ­ление всеми этими операциями осуществляется дистанционно с пульта управления или с мостика. При выходе из строя автома­тического дистанционного управления предусматривается ручное управление. Система защиты снабжается аварийно-предупреди­тельной и информационной сигнализацией, при срабатывании ко­торой зажигаются лампочки и включается звуковой сигнал.

Схема управления ГТУ с ВРШ

На рис. 120 показана упрощенная схема управления ГТУ с ВРШ. К форсункам камеры сгорания 2 очищенное тяжелое топливо подается топливным насосом 12 через главный регулирую­щий орган 9, который определяет режим работы установки. Пе­ремещение регулирующего органа 9 осуществляется с поста управления поворотом маховика 5 через кулачок 6 и пружину 4. Постоянный перепад давления масла на регулирующем органе под­держивается регулятором 3, а скорость его перемещения ограни­чивается регулятором приемистости 11. Подвод пускового дизель­ного топлива осуществляется регулятором подачи 10. Сервомо­тор 1 и золотник 13 обеспечивают перекладку лопастей ВРШ. Угол поворота лопастей винта задают поворотом маховика 5 через сельсин-датчик 7 и сельсип-приемпик 14, которые связаны элек­трически в следящую систему. Аварийный поворот лопастей ВРШ производят ручным приводом 8.