Компрессоры ГТУ предназначены для сжатия и подачи воздуха в камеры сгорания.
Сжатый воздух компрессора используется также для охлаждения отдельных деталей газовой турбины.
К компрессорам судовых ГТУ предъявляют следующие основные требования: 1) повышение давления воздуха при возможно большем коэффициенте полезного действия; 2) непрерывная подача воздуха в камеру сгорания; 3) малая чувствительность к изменениям режима работы; 4) минимальный вес и габарит; 5) простота и надежность в работе.
Компрессоры бывают осевые, центробежные и винтовые. Наиболее распространенными являются осевые многоступенчатые компрессоры, обладающие большой производительностью, высоким к. п. д. и большой степенью сжатия (6—7).
Осевой многоступенчатый компрессор (рис. 109) состоит из ряда последовательно расположенных направляющих лопаток 6, закрепленных в корпусе 7, и рабочих лопаток 5, расположенных на барабанном роторе 11. По мере сжатия объем воздуха уменьшается и, следовательно, уменьшаются высоты лопаток.
Вращаясь, рабочие лопатки ротора сообщают газу кинетическую энергию. При движении по расширяющимся каналам рабочих лопаток относительная скорость воздуха падает, происходит уменьшение кинетическои энергии потока с соответствующим повышением давления в нем. Изменение относительной скорости потока в канале рабочих лопаток связано с расходом энергии, подводимой к компрессору. В расширяющихся каналах направляющих лопаток наблюдается дальнейшее повышение давления воздуха и уменьшение скорости его движения. В проточную часть компрессора воздух поступает через входной патрубок 1 и направляющий аппарат 4, откуда, пройдя каналы рабочих лопаток 5 и направляющих лопаток 6, попадает в спрямляющий аппарат 8. Направляющий аппарат обеспечивает необходимое направление воздушному потоку перед входом в первую ступень, а спрямляющий аппарат обеспечивает осевой выход в диффузор 9 и далее в выходной патрубок 10. В диффузоре происходит дальнейшее сжатие воздуха за счет уменьшения скорости его движения.
Ротор компрессора установлен на подшипниках 3. В местах выхода вала через корпус расположены концевые уплотнения 2. Роторы осевых компрессоров выполняются барабанного, дискового и смешанного типов.
Лопаточный аппарат осевых компрессоров изготовляют с высокой точностью и высокой степенью чистоты обработки, что способствует получению высокого к. п. д. компрессора. В рабочих
Лопатках осевых компрессоров бандаж отсутствует, лопатки крепят хвостовиками различной формы.
Центробежные компрессоры. На рис. 110 показана принципиальная схема одноступенчатого центробежного компрессора. На валу 6 насажено рабочее колесо, состоящее из диска 5 и рабочих лопаток 3. Рабочее колесо помещено в неподвижный корпус 7. Атмосферный воздух через входной патрубок 2 поступает в каналы а рабочего колеса. При вращении рабочего колеса воздух, находящийся в каналах а, под действием центробежной силы движется к диффузору 4. Так как площадь проходного сечения диффузора увеличивается в направлении выхода, то значительная часть кинетической энергии, приобретенной воздухом в каналах рабочего колеса, преобразуется в потенциальную энергию в диффузоре. В диффузоре давление воздуха продолжает увеличиваться, а скорость падает. Из диффузора сжатый воздух попадает в выходные патрубки 1, в которых скорость воздушного потока несколько падает, а давление повышается.
Судовые газотурбинные центробежные компрессоры бывают одноступенчатые и двухступенчатые.
Степень сжатия в одноступенчатом центробежном компрессоре невелика и составляет 1,2—1,8. Степенью сжатия называется отношение конечного давления воздуха в одной ступени к его начальному давлению.
Благодаря малым размерам центробежные компрессоры применяют во вспомогательных газотурбинных установках. Центробежные компрессоры просты по устройству, но имеют меньшую экономичность и призводительность, чем осевые компрессоры.
|