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.
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.
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.
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.
|