Высокоскоростные турбинные компрессоры HST | ККТ
Высокоскоростные турбинные компрессоры HST | ККТSkip to contentИнновации от BOGE
Высокоскоростные турбинные компрессоры
Нулевой класс чистоты
Призваны изменять привычное
Высокоскоростные турбинные компрессоры Boge — существенный скачок в инновации сжатого воздуха! Благодаря радикальному сокращению числа деталей и оптимальному принципу построения – магнитные подшипники привода гарантируют особенно тихую работу без износа. Мы добились значительного увеличения эффективности и одновременного сокращения общих затрат на 30%!
Новые стандарты безмасляного сжатого воздуха.
- Нулевой класс чистоты:полное отсутствие масла в компрессоре исключает его появление в сжатом воздухе
- Высокая скорость достигнута:применение воздушных подшипников приводного двигателя позволяет развить уникально высокие скорости
- Не только для крупных потребителей:Версия 55 кВт – одна из самых компактных машин на рынке
- Прочный до мельчайших деталей:крыльчатка из титана и эксклюзивное использование высококачественных компонентов
- Энергоэффективность во всех режимах работы: потребляемая энергия на холостом ходу не превышает 1,9% от номинальной мощности
- Невероятно низкие затраты при эксплуатации:до 30% ниже, чем у безмасляных винтовых компрессоров
- Едва слышимый:уровень звукового давления находится в диапазоне 63 — 69 дБ, в зависимости от мощности
- Проще выполнять осмотр:деталей, подверженных износу, вдвое меньше, чем в винтовом безмасляном компрессоре
- Впечатляюще малый вес: на 2/3 легче, чем винтовой безмасляный компрессор аналогичной мощности
- Качество BOGE, сделано в Германии:подтверждено десятками тысяч часов эксплуатации
Торстен Мейер, BOGE Вполне возможно, это самый эффективный способ производить безмасляный сжатый воздух, и практически самый удобный.
Лутц Нок, BOGE В течение многих поколений для работы двигателей была нужна смазка. Мы доказываем, что вещи могут меняться
Даниэль Миттаг, BOGE Для осуществления такого достижения в эффективности мы должны были, в некотором смысле, заново изобрести колесо.
Новая серия HST
HST 55 Самый компактный HST компрессор с номинальной мощностью 55 кВт подает 7,97 м3 воздуха / мин.
HST 110 Модель среднего размера с номинальной мощностью 110 кВт подает 17.97 м3 воздуха / мин.
HST 220 Наиболее крупная модель с номинальной мощностью 220 кВт подает 36.57 м3 воздуха / мин.
Принцип конструкции
Сочетание постоянного магнита двигателя и воздушной поддержки вала двигателя, на котором расположены импеллеры, — воплощает изобретательность этого новаторского принципа безмасляного сжатия.
Динамическое сжатие
Турбо технологии уже давно пережили боевое крещение: высокая скорость вращающихся импеллеров создает быстрое движение в осевом направлении втянутого воздуха.
Титановый импеллер
Надежность является нашим главным приоритетом – потому для наших HST компрессоров первым и единственно возможным материалом был выбран титан.
Двигатель с постоянным магнитом
Двигатели с постоянным магнитом идеально подходят для реализации цели конструкторов BOGE: достижение прорыва заключается в уменьшении размеров проектируемых машин.
Воздушные подшипники обеспечивают компактные размеры узлов и механизма в целом
Пользователи, желающие отказаться полностью от масла, должны заменить обычные подшипники на воздушные.
Принцип двух двигателей
Два двигателя с постоянными магнитами работают с импеллерами разных размеров, чтобы обеспечить трехуровневый процесс сжатия.
Впускной блок
Впускной блок применяется главным образом с целью оптимизации массового расхода воздуха и температуры всасываемого воздуха.
Только там, где отсутствует масло, никогда не произойдет его утечка.Новые «Высокоскоростные Турбированные Компрессоры» BOGE сконструированы таким образом, что весь механизм привода работает полностью без смазки. Это дает вам гарантию 100% безмасляного сжатого воздуха. Двигатель с «Постоянным магнитом» и, единственный в своем роде, двигатель с использованием воздуха обеспечивают надежную работу, минимальные требования к техническому обслуживанию и минимальное потребление энергии. Технология HST BOGE – является глобальной инновацией по двум причинам: благодаря технологии привода, с одной стороны, и минимальным размерам, весу и шуму, с другой.
Компактная серия машин практически для любой области применения
Высококачественный безмасляный сжатый воздух является основным требованием во многих важных областях производстваФармацевтическая индустрия
100% безмасляный сжатый воздух является важным требованием в фармацевтической промышленности и в других важных областях производства. HST Компрессоры полностью исключают какой-либо риск выхода масла в окружающий воздух.
Индустрия промышленных покрытий
BOGE HST компрессоры идеально подходят для нанесения покрытий, где даже малейший след масла может привести к простою. Кроме того, технология HST обеспечивает значительное сокращение расходов на электроэнергию.
Пищевая промышленность
По понятным причинам, операции с молочной продукцией зависят от безмасляного сжатого воздуха — но это не единственное преимущество, которым обладает технология HST. Ее потенциал для регенерации тепла также представляет значительный интерес, поскольку огромное количество процессов, сопряженных с генерацией тепла, используются в процессе производства сухого молока.
Полупроводниковая промышленность
Там, где требуются чистые комнатные условия, имеет первостепенное значение, что сжатый воздух на 100% без масла. HST компрессоры предлагают уверенность, как никакие другие, так как в устройстве масло отсутствует полностью…
4 — столько SQL запросов к базе.
0,396751 — за столько сгенерировалась страница.
Различные компрессоры очень широко используются в работе современными производственными компаниями. С помощью этого оборудования решается огромный спектр самых разных задач. Основанными на поршнях компрессорами пользуются крупные заводы, производства поменьше эффективно внедряют в свою деятельность винтовые и турбинные компрессоры. Турбокомпрессоры от аналогичного оборудования отличаются тем, что уменьшения объема воздуха в них не происходит. Высокое давление они создают из поступающего в них воздушного потока. В промышленности применяют турбокомпрессоры двух типов – одно или многоступенчатые. Друг от друга они отличаются в основном мощностью. Сфера использования такого оборудования также зависит от того, какую мощность оно может выдавать. Одноступенчатые турбокомпрессоры чаще всего относительно маломощны и применяются по большей части в быту и в малых производствах. В промышленности используют многоступенчатые турбокомпрессоры, которые могут создавать большее давление воздуха и поставлять существенные его объемы. Подбор конкретной модели чаще всего основывается на том, какой объем сжатого воздуха необходим. Производительность турбокомпрессоров зависит от того, какое число ступеней в них имеется. Широкое распространение такие агрегаты получили во многом благодаря своей долговечности. Можно очень долго использовать турбокомпрессор, если, конечно, приобрести оригинальную продукцию известного производителя. Качественный компрессор не требует ремонта длительное время и экономичен в эксплуатации. Стоит учитывать, что использование этого вида компрессоров целесообразно только тогда, когда объемы воздуха требуются значительные. Турбокомпрессоры применяют, как правило, там, где с имеющимися задачами не справляется винтовое оборудование. Срок эксплуатации и производительность компрессора – определяющие факторы в том случае, если применяться он должен будет длительное время. В этом плане более высокая цена турбинного оборудования вполне оправдана. Износу детали этих агрегатов практически не подвержены, стоимость обслуживания получается очень низкая (если, конечно, речь идет о крупных производствах, которые требуют больших объемов воздуха). Плюсом является и отсутствие потерь энергии и возможность в таких устройствах регулировать мощность. В любой промышленности можно использовать турбинные компрессоры, поскольку это универсальное и очень эффективное оборудование. |
RIGO TMR 80 Турбинный компрессор низкого давления
RIGO TMR 80 — профессиональный компрессор для работы с любыми лакокрасочными составамиТурбинный компрессор низкого давления TMR 80 итальянского производителя RIGO предназначен для нанесения акриловых и латексных красок на водной основе, красок на основе органического растворителя, темперных красок, лаков и грунтов, красок с мелкой кварцевой крошкой.
Система разбрызгивания HVLP (Высокий объём низкое давление) обеспечивает точное, безопасное и экономичное окрашивание с низким туманообразованием. Экономичность компрессоров системы HVLP, в среднем, на 30% выше, чем у традиционных компрессоров.
Компрессор для покраски RIGO TMR 80 чрезвычайно удобен в работе, плавная регулировка потока воздуха и давления позволяет работать долгое время без перерывов.
Главное преимущество компрессора RIGO TMR 80 с системой HVLP — это стабильный факел равномерного давления и малый угол распыления, что позволяет не только экономить на расходе лакокрасочного материала, но и получить идеальное финишное покрытие без эффекта размытости и «яблочности» за счёт полного контроля за нанесением материалов.
Компрессор RIGO TMR 80 может использоваться совместно с аэрографами RIGO всех моделей, предназначен для работы как профессионалов, так и новичков.
Комплектация:
Воздушный фильтр — 2 шт;
Шланг подачи воздуха — 3 м;
Длина кабеля питания — 7 м.
Инструкция по эксплуатации.
Размер: 300х220хh410 мм
Тип: Электрический с двойной изоляцией
Напряжение: 220/230В
Мощность: 800 Вт
Давление: 0.02-0.18 Бар
Производительность: 450-2100 л/мин
Раб. температура: от -10°С до +40°С
Сила тока: 3.8 А max
Вес: 5 кг.
- Воплощение дизайнерских проектов требует универсальности от пневматической установки, что вполне обеспечивает турбина RIGO TMR 80.
- RIGO TMR 80 лёгкий, компактный и, главное, нешумный
- Пылит мало — можно работать в квартире
Инструкция по эксплуатации и использованию турбин RIGO TMR 55-80-140 и RIGO TMR 90E-150E-180T (в т.ч. на русском языке)
Турбинный компрессор низкого давления RIGO TMR 80 и
Статья про устройство и принцип работы винтовых компрессоров
На сегодняшний день воздушные компрессоры представляют собой широкий выбор установок, различающихся между собой по принципу действия, оснащению и устройству, рабочим и другим характеристикам. Каждый тип оборудования имеет свои преимущества и особенности, которые делают выбор той или иной установки наиболее оптимальным. Однако при этом наиболее популярными являются винтовые компрессоры, устройство которых обеспечивает высокую эффективность и надежность работы оборудования.
Устройство компрессоров винтового типа
Установки, входящие в группу винтовых компрессоров, могут быть различны, но при этом они имеют оснащение, общее для всех видов оборудования данного типа. Входящие в состав винтовых компрессоров устройства выполняют определенные функции, обеспечивая при этом эффективную и бесперебойную работу установок.
В состав винтовых компрессоров входят следующие составляющие:
- Воздушный фильтр всасывающий – выполняет функцию очистки воздуха, который попадает в компрессорную установку. Зачастую состоит из двух элементов – предварительного фильтра, находящегося в том месте, где происходит забор воздуха, а также фильтра, расположенного перед входным клапаном.
- Входной клапан – обеспечивает регулировку производительности всего компрессора и оснащен пневматическим управлением. Регулирование работы установки обеспечивается переходом клапана на холостой ход.
- Винтовой блок – представляет собой один из главных рабочих элементов установки винтового типа. В состав винтового блока входят два, расположенных параллельно по отношению друг к другу ротора, одни из которых имеет вогнутый винтовой профиль, а другой – выпуклый. Именно наличие роторов отличает устройство винтовых компрессоров и принцип их действия от установок других типов.
- Ременная передача – представляет собой два шкива, задающих необходимую скорость вращения роторов. Один из шкивов расположен на винтовой паре, а другой находится на двигателе.
- Электродвигатель – обеспечивает вращение винтовой пары посредством муфты, редуктора или же ременного привода.
- Масляной фильтр – проводит очистку масла, прежде чем оно возвращается в блок с винтами.
- Отделитель масла – бак, изготовленный из металла, в середине которого расположена перегородка с отверстиями. Сила инерции, возникающая при закрутке потока, приводит к очистке воздуха от масла специальным фильтром.
- Термостат – обеспечивает наиболее оптимальный температурный режим. При низких значениях температуры масла, термостат пропускает его, не затрагивая при этом охлаждающий радиатор, что позволяет ускорить получение наиболее оптимальной температуры в установке.
- Охладитель масла – выполняет функции охлаждения масла, после того, как оно отделилось от сжатого воздуха.
- Концевой охладитель воздуха – охлаждает до необходимого уровня сжатый воздух перед тем, как он подается потребителю.
- Предохранительный клапан – обеспечивает безопасную работу устройства и предотвращает его поломку. Данный клапан срабатывает при значительном повышении уровня давления в маслоотделительном баке, которое может вывести из строя все оборудование.
- Система трубопроводов – имеет различные трубопроводы для воздушно-масляной смеси, воздуха и масла.
- Реле давления – устанавливает параметры и режим работы установки в зависимости от показателей уровня давления. Так, при достижении максимального значения давления, работа винтовых компрессоров переходит на холостой ход. При снижении давления установка вновь начинает работать.
- Блок управления – необходим для электронного управления и контроля над работой оборудования, а также позволяет передавать на дисплей все необходимые рабочие параметры и характеристики компрессора.
- Вентилятор – предназначен для забора воздуха в компрессор с одновременным охлаждением рабочих деталей и элементов оборудования.
Принцип действия компрессоров винтовой группы
Действие винтовых компрессоров заключается в следующем. Посредством системы привода, двигатель приводит в движение винтовую пару, в которую затем поступает уже очищенный воздух. Далее происходит смешивание воздуха с маслом, которое необходимо для создания между роторами масляного клина. При вращении роторов происходит уплотнение зазора между нами и корпусом, что приводит к сжиманию воздуха и повышению давления. Кроме того, в данном процессе масло также выполняет функцию смазывания рабочих механизмов компрессорной установки.
После сжатия, смесь из масла и воздуха поступает в специальную емкость, где воздух отделяется от масла, затем охлаждается и подается на выход компрессорного оборудования. После охлаждения масло проходит дополнительную фильтрацию, а затем вновь подается в блок с винтами.
Подобное устройство и принцип работы винтовых компрессоров обеспечивает наличие в оборудовании высоких рабочих и технических показателей, позволяющих значительно повысить эффективность работы и производительность установки. Благодаря этому винтовые компрессоры сегодня являются одними из наиболее часто используемых установок, которые могут применяться как в промышленном масштабе, так и на небольших производствах.
Установки винтового типа могут быть различны в зависимости от типа привода, использованию масла, количеству ступеней и другим параметрам, исходя из которых необходимо выбирать наиболее оптимальный тип установки.
Категория в каталоге:
Турбинный компрессор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Турбинный компрессор
Cтраница 1
Турбинные компрессоры допускают полную автоматизацию работы. [1]
Турбинные компрессоры относятся к классу лопаточных машин и могут быть центробежного или осевого типа. Как в центробежных, так и в осевых машинах сжатие газа осуществляется путем сообщения ему лопатками машин большой кинетической энергии, преобразуемой затем в работу сжатия газа. Разница состоит в том, что в центробежных машинах поток газа под давлением лопаток перемещается к периферии, в то время как в осевых лопатки заставляют поток перемещаться вдоль оси машины. Эта разница обусловлена различной формой и конструкцией лопаток. Газ, поступающий на рабочее колесо в осевом направлении, изменяет, встречаясь с основным диском, свое направление на радиальное и попадает на лопатки колеса. В осевых компрессорах рабочие колеса дисков не имеют. Они представляют собой втулку, к которой прикреплены консольные лопатки. [2]
Турбинные компрессоры обычно применяются при степенях сжатия от 2 до 8 и при производительности, отнесенной к условиям всасывания, большей 16 м3 / сек. [3]
В центробежных или турбинных компрессорах воздух сжимается под действием центробежной силы и вследствие изменения скорости в каналах направляющих колес и направляющего аппарата. В осевых компрессорах сжатие происходит за счет изменения скорости движения воздуха fi между лопастями вращающихся колес вдоль их оси. [4]
Для транспортировки больших количеств газа применяют отечественные турбинные компрессоры ( центробежные нагнетатели) с приводом от электродвигателей или от газовых турбин. Привод выбирают по технико-экономическим соображениям и учитывают наличие мощных энергосистем. [5]
В книге излагается теория компрессоров, рассматриваются характерные конструкции поршневых, ротационных и турбинных компрессоров и нагнетателей, приводятся технологические схемы компрессорных станций магистральных газопроводов, рассматриваются и анализируются системы охлаждения, описываются способы осушки, очистки и одоризации газа. В отдельных главах рассматриваются вопросы эксплуатации компрессоров в организация ремонта оборудования компрессорных станции. [6]
При политропном сжатии как в поршневом, так и в турбинном компрессоре вся затраченная работа численно равна пл. [8]
Запатентована чистовая протяжка группового действия для обработки сложных фигурных пазов под замки лопаток
В поршневых компрессорах сжатие воздуха ( газа) происходит в цилиндре за счет возвратно-поступательного движения поршня. В турбинных компрессорах сжатие происходит за счет действия центробежной силы при вращении газа. Газ приводится во вращение с помощью лопаток на роторе компрессора. В ротационных компрессорах сжатие газа осуществляется вращающимися роторами с выдвижными пластинами. [11]
Поршневые компрессоры позволяют получить наибольшую степень сжатия газа, но их производительность невелика. Наиболее производительны турбинные компрессоры, но они обеспечивают меньшую степень сжатия газа. В компрессорных установках для распределительных устройств используются поршневые компрессоры. [12]
В машинах для сжатия воздуха и других газов — компрессорах используется несколько различных способов сжатия. В зависимости от принципа действия различаются поршневые компрессоры, турбинные компрессоры и ротационные компрессоры. [13]
Детандеры ( поршневые или турбинные) устроены подобно поршневым или турбинным компрессорам. [15]
Страницы: 1 2
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
устройство, схема, преимущества, особенности эксплуатации. Как выбрать винтовой компрессор
Винтовым называется компрессор, понижение давления в котором достигается за счет вращения двух винтов (роторов). По конструкции такие устройства принадлежат к ротационному компрессорному оборудованию. Впервые винтовая модель была запатентована в 1934 г. На сегодня агрегаты данного типа являются наиболее распространенными в своем сегменте. Этому способствует их относительно небольшая масса и компактные габариты, надежность, способность функционировать в автономном режиме, экономичность в плане потребления электроэнергии и затрат на обслуживание. Невысокий уровень вибрации позволяет монтировать такие системы без обустройства специального фундамента, как в случае с поршневыми аналогами. В ряде направлений (судовые рефрижераторы, мобильные компрессорные станции и т. п.) роторные модели практически полностью вытеснили компрессоры других разновидностей. Такие устройства могут подавать воздух, сжатый до 15 атм., и обладать производительностью 1–100 м3/мин.
Преимущества винтовых компрессоров
По сравнению с центробежными и поршневыми моделями, устройства описываемого типа имеют следующие базовые преимущества.
- Крайне низкий (порядка 2–3 мг/м3) расход масла, что в разы меньше, чем у крупных поршневых моделей с лубрикаторной смазкой. Следовательно, воздух, подаваемый посредством винтовых агрегатов, будет намного качественнее и чище. Его можно применять для питания новейшего пневматического оборудования без установки фильтров дополнительной очистки.
- Пониженный уровень вибрации и шума (у некоторых моделей – соразмерный с шумностью бытовой техники). С учетом небольшого веса и габаритов это позволяет устанавливать описываемые устройства без специального фундамента непосредственно на производствах, где потребляется сжатый воздух, а также оснащать ими разноплановые мобильные комплексы.
- Наличие воздушного охлаждения. Во-первых, это устраняет необходимость устанавливать системы оборотного водоснабжения. Во-вторых, появляется возможность вторично использовать тепло, которое выделяется в результате функционирования компрессора, к примеру, для обогрева помещений.
- Надежность работы, безопасность и простота эксплуатации, способность длительное время функционировать без обслуживания. Это становится возможным благодаря наличию автоматических систем, посредством которых осуществляется управление и контроль над работой агрегата.
Устройство винтового компрессора
Стандартная модель состоит из следующих элементов.
- Фильтр, необходимый для очищения воздуха, поступающего в агрегат. Обычно состоит из первичного фильтра, монтируемого непосредственно на корпус в месте забора воздушных масс из атмосферы, и вторичного, который устанавливается перед клапаном 2.
- Всасывающий клапан. Позволяет предотвратить выброс масла и сжатого воздуха из компрессора в момент остановки последнего. Работает на пневматическом управлении. По конструкции представляет собой обычный подпружиненный клапан. Некоторые устройства оснащены аналогами пропорционального типа.
- Винтовой блок. Представляет собой основную рабочую часть агрегата. Состоит из двух винтов (роторов), изготовленных посредством высокоточной механической обработки и помещенных в корпус. Самый дорогой элемент устройства. Роторная пара оснащена датчиком термозащиты, вмонтированным возле патрубка 18. Данный контроллер выключает мотор, если температура на выходе роторов превысит отметку в 105 °С.
- Ременной привод (высокомощные модели оснащены прямой муфтовой передачей или редукторами). Задает скорость, с которой вращаются винты. Представляет собой 2 шкива, один из которых установлен на роторной паре, другой – на двигателе. Чем больше скорость, тем выше производительность компрессора, однако максимальное давление (рабочее) при этом снижается.
- Шкивы, размер которых задает скорость оборотов винтовой пары 4.
- Двигатель. Вращает роторы 4 посредством ременной передачи (в более новых моделях – муфты или редуктора). Оснащен датчиком термозащиты, который отключает мотор от сети при достижении максимально допустимых значений потребляемого электротока. Вместе с датчиком, описанным в пункте 3, обеспечивает безопасность функционирования устройства и защищает его от возникновения аварийных ситуаций.
- Масляный фильтр. Он очищает масло перед его возвратом в роторы.
- Маслоотделитель первичной очистки. Здесь воздух освобождается от масла под действием центробежной силы (поток закручивается, вследствие чего и отделяются частицы).
- Маслоотделительный фильтр. Обеспечивает второй этап очистки. Такой комплексный подход позволяет минимизировать остаточные масляные пары на выходе до 1,3 мг/м3, что является недостижимым значением для поршневых агрегатов.
- Предохранительный клапан. Необходим для обеспечения безопасности. Клапан срабатывает, если давление в маслоотделителе 8 превысит допустимый лимит.
- Термостат, обеспечивающий нужный температурный режим. Пропускает масляный состав, не разогретый до 72 °С, мимо охлаждающего радиатора 9. Это позволяет ускорить достижение оптимальной температуры.
- Маслоохладитель. После отделения от сжатого воздуха горячее масло попадает в данный резервуар, где охлаждается до нужной температуры.
- Воздухоохладитель. Перед подачей потребителю сжатый воздух охлаждается здесь до температуры, которая будет выше на 15–20 °С, чем окружающая среда.
- Вентилятор. Осуществляет забор воздуха, охлаждает рабочие элементы.
- Клапан холостого хода (электропневматический). Управляет функционированием всасывающего клапана 2.
- Реле давления. Обеспечивает работу агрегата в автоматическом режиме. В новых компрессорах реле заменено электронной системой управления.
- Манометр. Находится на лицевой панели, показывает давление внутри компрессора.
- Выходной патрубок.
- Прозрачное цилиндрическое утолщение на трубке, необходимое для визуального контроля над процессом возврата масла.
- Клапан минимального давления. Пока последнее не превышает 4 бар, он всегда будет закрытым. Также данный элемент выполняет функцию обратного клапана, поскольку отделяет пневмолинию и компрессор при остановке последнего или работе в холостом режиме.
Устройство помещено в корпус, который обычно изготавливается из стали. Он покрывается негорючим звукопоглощающим составом, устойчивым к маслу и прочим сходным веществам. Это конструкция наиболее распространенной модификации. В зависимости от модели и производителя схема и комплектация роторного компрессора может варьироваться.
Принцип действия компрессора
Через клапан 2 воздух из атмосферы, очищенный посредством фильтров 1, попадает в роторную пару 3. Здесь он смешивается с маслом. Последнее подается в резервуар сжатия для выполнения следующих задач.
- Уплотнить зазоры между винтами 3 и корпусом 16, а также между полостями роторов. Это позволяет минимизировать перетечки и утечки.
- Устранить касание винтов, обеспечив масляный клин между ними.
- Отводить тепло, которое индуцируется в процессе сжатия воздуха.
Сжатая в блоке 3 воздушно-масляная смесь подается в маслоотделитель 7, где разделяется на составляющие. Отсепарированное масло очищается на фильтре 6 и возвращается в блок 3. В зависимости от температуры предварительно оно может охлаждаться в радиаторе 9, что регулируется термостатом 8. В любом случае, масло будет циркулировать по замкнутому кругу. Воздух поступает в охлаждающий радиатор 13. После достижения нужной температуры он подается на выход компрессора.
Режимы работы
- Пусковой (Start). Данный режим служит для оптимизации нагрузки на электросеть в момент запуска компрессора. Включение двигателя осуществляется по схеме «звезда», а через 2 секунды (отсчитываются по таймеру, который включается в момент нажатия на кнопку Start) он переключается на схему «треугольник», что соответствует рабочему режиму. Маломощные винтовые модели работают на прямом пуске.
- Рабочий. В системе начинает увеличиваться давление. Для его контроля имеется 2 манометра. Первый находится на лицевой панели и показывает параметры внутри компрессора. Второй – на ресивере, он служит для контроля линии. После достижения максимально допустимого давления срабатывает соответствующее реле, в результате чего агрегат переходит на холостой ход из рабочего режима.
- Холостой ход. Двигатель и роторы вращаются, перемещая газ по внутреннему контуру. Это необходимо для охлаждения воздушных масс. Данный режим служит для перевода компрессора в состояние ожидания или выступает в качестве подготовки перед полным выключением. В поршневых моделях холостого хода нет. Детальное описание работы устройства на таком режиме выглядит следующим образом. Реле 16 дает команду, запускающую пневмоклапан холостого хода и временное реле. Параметры последнего можно настроить. Пневмоклапан открывает канал между фильтром маслоотделителя 9 и всасывающим клапаном 2, вследствие чего давление внутри компрессора начинает снижаться с такой скоростью, чтобы достичь минимальной отметки (2,5 бар) в течение установленного времени. Это позволяет остановить двигатель без выброса масла в область фильтра 1. По истечении указанного периода реле времени дает команду отключить мотор. Система переходит в состояние ожидания. Если сжатие достигло минимальной величины раньше, чем сработало временное реле, снова включается рабочий ритм.
- Ожидание. Продолжается, пока рабочее давление не опустится ниже минимальной отметки, после чего реле 16 вновь запускает механизм. Длительность данного режима зависит от скорости расходования воздуха.
- Стоп (Stop). Служит для штатного выключения агрегата. Если при этом компрессор находился в рабочем ритме, он на некоторое время перейдет на холостой ход и только после этого отключится.
- Alarm—stop – экстренное выключение. Соответствующая кнопка находится на панели управления. Режим используется в случаях, если понадобилось срочно остановить двигатель. Агрегат выключается сразу, без промежуточного перехода на холостые обороты.
Разновидности винтовых компрессоров
Маслозаполненные. Один ротор в них является ведущим, второй – ведомым. Физический контакт между данными элементами предотвращается посредством впрыскиваемого масла (на 1 кВт мощности устройства подается 1 л/мин). Шумность работы подобного оборудования находится на уровне шума от бытовой техники – 60–80 Дб (при условии использования звукопоглощающих кожухов). Мощность двигателей может варьироваться в пределах 3–355 кВт, а объемные расходы – 0,4-54 м3/мин. Такое оборудование можно устанавливать непосредственно в рабочих цехах.
Безмасляные. Делятся на два подвида.
- Компрессоры винтовые сухого сжатия. Оснащены синхронными электромоторами, которые приводят в движение оба винта, исключая контакт между ними. Они менее производительны по сравнению с моделями маслозаполненного типа. Из-за отсутствия масла нет и отвода тепла. Поэтому уровень сжатия достигает лишь 3,5 бар в одной ступени. Данный показатель можно поднять до 10 бар, если использовать вторую ступень и промежуточный рефрижератор. Но это, как и применение двух электромоторов вместо одного, увеличивает стоимость устройства.
- Водозаполненные компрессоры. Самая технологичная модель, сочетающая все достоинства безмасляных и маслозаполненных вариантов. Водозаполненные агрегаты отличаются оптимальной производительностью и позволяют достигать сжатия 13 бар в одной ступени. Важным преимуществом подобных моделей является их экологичность, ведь традиционное компрессорное масло заменено на чистую, натуральную и не такую дорогостоящую воду. При этом обеспечивается внутреннее охлаждение. Вода обладает высокой удельной теплопроводностью и теплоемкостью. Вне зависимости от уровня конечного сжатия температура в ходе данного процесса повышается максимум на 12 °С. Этому способствует в том числе применение дозированного впрыска. Тепловая нагрузка на элементы устройства минимальна, следовательно, возрастает срок службы, надежность и безопасность агрегата в целом. Сжатый воздух не нуждается в дополнительном охлаждении. Циркулирующая в системе вода охлаждается до температуры окружающей среды. А влага, имеющаяся в сжатых воздушных массах, конденсируется и вновь возвращается в контур. В маслозаполненных моделях именно конденсат был загрязняющим веществом. Здесь же он используется в циркуляционном контуре за несколько часов (при нормальных условиях и непрерывной эксплуатации устройства). Следовательно, накопление отходов на станции практически нивелируется. Еще одно значимое достоинство водозаполненных компрессоров – возможность снизить на 20 % энергозатраты. Процесс сжатия в подобных устройствах приближается к идеальному изотермическому. Изготовление устройства обходится дешевле за счет отсутствия масляных фильтров, емкостей для отработанной масляной жидкости. Не приходится нести издержки и на переработку конденсата.
Безмаслянные модели используются в различных областях, но самые популярные сферы применения – пищевая, фармацевтическая и химическая промышленности.
Почему выгодно перейти на винтовое компрессорное оборудование
Как отмечалось выше, роторные модели постепенно вытесняют поршневые и центробежные варианты. Многие предприятия переходят именно на такие агрегаты, считая их более надежными, совершенными и экономичными. При этом стоимость роторных устройств выше, чем поршневых аналогов. Да и на замену оборудования (если речь идет именно о модернизации системы, а не о сборке новой установки) необходимо потратить определенную сумму. Разберемся более детально, в чем именно заключается выгода для предпринимателей, проведя сравнение винтовых и поршневых моделей. Но для начала необходимо понять, из каких статей расходов формируется стоимость любого компрессора. Окончательная сумма включает в себя следующие затраты.
- Приобретение агрегата.
- Оплата монтажных работ.
- Покупка расходных материалов.
- Оплата электроэнергии, потребляемой устройством.
- Ремонтные расходы.
- Покупка дополнительного оборудования. Например, это может быть очистительный комплекс для сжатого воздуха.
Расходы на приобретение агрегата
В этом плане более выгодными являются поршневые модели, цена которых на 20–40 % ниже стоимости винтовых аналогов. В то же время, это средства, затрачиваемые непосредственно на покупку оборудования. Но ведь его необходимо еще и установить. Поршневые модели имеют более значительные габариты и массу, в процессе работы они ощутимо вибрируют, поэтому нуждаются в обустройстве специального фундамента. Это существенно увеличивает стоимость монтажа. Если сравнивать общую сумму, которую необходимо потратить на покупку оборудования и его установку, то более выгодными оказываются именно роторные варианты.
Расходы на электроэнергию
КПД роторных компрессоров существенно больше. И чем выше производительность агрегата, тем более заметной будет эта разница. Имеет значение и тип устройства. Например, водозаполненные модели обеспечивают более высокую экономию энергоресурсов. Но даже маслозаполненные варианты низкой производительности, оснащенные традиционной схемой управления, на протяжении эксплуатационного периода несколько раз окупают свою стоимость за счет одной только экономии электричества. По критерию энергозатрат на генерирование одинакового объема сжатого воздуха поршневые агрегаты заметно проигрывают.
Некоторые винтовые модели позволяют еще больше увеличить экономию энергоресурсов. Речь идет о двухступенчатых агрегатах и устройствах с изменяемой частотой оборотов мотора. Подобное оборудование дает дополнительную экономию на 30 %. Важно и то, что имеется возможность регулировать производительность агрегата. Другими словами, компрессор будет генерировать столько сжатого воздуха, сколько потребляет оборудование в каждый конкретный момент. При таком режиме работы не возникнет ни переизбытка, ни дефицита. Оборудование будет функционировать с нужной производительностью, затрачивая энергоресурсы только на полезную работу.
Расходы на обслуживание и ремонт
Поршневые компрессоры нуждаются в регулярной замене колец поршней, клапанов, вкладышей и прочих элементов механизма. Роторные модели полностью избавляют пользователя от подобных проблем. В их механизме нет быстро изнашивающихся элементов. Потребность в ремонте возникает гораздо реже, а плановое обслуживание обходится гораздо дешевле. При соблюдении инструкции по эксплуатации такой агрегат способен прослужить около 20 лет, работая без ремонта в трехсменном режиме.
Удешевление обслуживания происходит еще и потому, что пропадает необходимость в постоянном присутствии рядом с оборудованием обслуживающего персонала. Роторные модели оснащены защитой, предотвращающей возникновение аварийных ситуаций. Например, оборудование отключается при перегреве или пиковых значениях электрического тока и способно работать в полностью автономном режиме.
В отличие от поршневых моделей, роторные аналоги поддерживают возможность комплектации блоками электронного управления, которые позволяют на программном уровне задать параметры функционирования агрегата на несколько недель вперед. Посредством электронного блока можно управлять и группой из нескольких механизмов, останавливая или запуская некоторые из них в зависимости от производственных потребностей в сжатом воздухе. Таким образом, комплекс функционирует с максимальной продуктивностью и без перерасхода ресурсов.
Покупка расходных материалов
Винтовые компрессоры имеют более эффективную систему маслоотделения, которая позволяет существенно снизить количество масляных фракций, смешивающихся со сжатым воздухом. Если уменьшается объем затрат основного расходного вещества, то снижается и стоимость его приобретения. Подобные агрегаты имеют более совершенную конструкцию (если сравнивать с поршневыми аналогами), которая позволяет установить современные СОЖ. Последние способны в несколько раз сократить частоту замены масляного состава.
Приобретение дополнительного оборудования
Поскольку в винтовых моделях масляные фракции отделяются эффективнее, нет необходимости покупать дополнительные комплексы очистки. А если сделать выбор в пользу более дешевого поршневого агрегата, придется приобрести еще и ресивер, который гасит возникающие в пневматической системе пульсации давления. Роторные аналоги не генерируют подобные пульсации. В большинстве случаев это позволяет избежать покупки дополнительных ресиверов.
Шумность работы винтовых агрегатов значительно ниже, чем у поршневых устройств. Посредством установки шумопогашающих кожухов можно еще сильнее снизить уровень звука и вибрацию, возникающие при функционировании компрессорного оборудования. Это позволяет монтировать его прямо в цехах, куда подается сжатый газ. Чем короче расстояние, на которое перемещается воздух, тем меньше появляется в нем конденсированной влаги и твердых фракций, которые способны серьезно навредить производственному превмооснащению.
Децентрализация компрессорного оборудования данного типа позволяет запускать только те единицы, которые понадобились в конкретный момент времени для обеспечения производства сжатым газом в необходимых объемах. Следует упомянуть и дополнительную выгоду, которая заключается в возможности задействования генерируемого компрессором тепла для нужд предприятия. Зачастую оно используется для отопления цехов.
Резюме
Роторные модели уступают поршневым аналогам равной производительности только по стоимости покупки. По всем остальным статьям (затраты на ремонт, закупку дополнительного оснащения и расходных материалов, оплату потребляемой энергии и работу обслуживающего персонала) они гораздо выгоднее и несколько раз окупают себя за эксплуатационный период. Таким образом, покупка винтового компрессорного оборудования – экономически оправданное и выгодное для предприятия решение.
Модели с частотным приводом
В середине 1990 гг. были созданы роторные компрессоры, оснащенные частотным приводом. Появление такого оборудования стало большим шагом к развитию и внедрению энергосберегающих технологий на производстве. Стоимость энергорессурсов постоянно увеличивается. Закономерно, что предприятия при модернизации своих мощностей стараются подобрать максимально экономичные варианты для замены устаревшего оснащения. И их выбор часто останавливается именно на роторных агрегатах с частотным приводом. Кроме надежности работы и способности функционировать в автономном режиме подобные агрегаты позволяют существенно оптимизировать энергозатраты.
Особенности конструкции и эксплуатации частотных приводов
Привод данного типа состоит из частотного преобразователя и асинхронного мотора. Последний преобразует электричество в механическую энергию, приводя в движение роторную пару. Частотный преобразователь служит для управления мотором. Он модифицирует переменный электроток одной частоты в переменный ток другой частоты.
В технической литературе чаще встречается термин «частотно-регулируемый электропривод». Подобное название обусловлено тем, что регулировка скорости оборотов мотора осуществляется посредством вариации частоты питающего напряжения, которое подается частотным преобразователем на двигатель. На сегодня подобные приводы широко применяются в различных сферах промышленности. Например, они задействованы в насосах, обеспечивающих дополнительную подкачку жидкости для сетей тепло- и водоснабжения.
Компрессорное оборудование с частотным приводом
Оснащение такого оборудования частотными приводами позволило получить агрегаты, обладающие рядом значимых достоинств по сравнению с простыми винтовыми моделями.
- Плавный запуск. При включении обычного асинхронного электромотора возникают пусковые токи, превышающие номинальные в более чем 4 раза. Это провоцирует возникновение перегрузки в сети и накладывает ограничения на количество включений компрессорного оборудования в течение часа. Аналог с двигателем, оснащенным частотным преобразователем, запускается плавно, не провоцируя перегрузок в сети. Число пусковых операций у него будет меньше.
- Способность поддерживать постоянное давление с высокой (до 0,1 бар) точностью, немедленное реагирование на все скачки данного параметра в сети. Каждый дополнительный бар нагнетания – это 6–8-процентное увеличение энергопотребления оборудования.
- Обеспечение точного соответствия производительности компрессора и реальной потребности подключенного к нему оборудования в сжатом газе. Это позволяет минимизировать количество переходов агрегата в режим холостых оборотов. А ведь именно в моменты подобных переходов асинхронный электромотор обычной модели потребляет до 1/4 собственной номинальной мощности.
Посредством несложных расчетов получаем, что модель с частотным приводом за пятилетний период эксплуатации позволяет сэкономить до 25 % электроэнергии по сравнению с роторными моделями без частотного преобразователя. Некоторые производители обещают, что их оборудование способно сэкономить до 35 % ресурсов.
Другие способы оптимизации энергозатрат
На практике эффективность работы оборудования напрямую зависит от режима его функционирования. Нередко встречаются случаи, когда производители завышают показатели экономичности своего оборудования или в рекламных целях предоставляют неполную информацию. Пользователи компрессорных установок должны знать, что существуют и другие способы оптимизации энергозатрат, которые часто более просты и экономически выгодны. В качестве примера можно привести децентрализованный комплекс обеспечения сжатым газом. Он предусматривает установку нескольких компрессоров небольшой мощности вместо одного мощного агрегата, не всегда работающего на полную силу. Каждая единица подбирается в зависимости от объемов воздухопотребления конкретного оборудования. Поскольку не все производственные мощности могут быть задействованы в один момент времени, компрессорные агрегаты подключаются по мере необходимости.
Альтернативный вариант предусматривает монтаж нескольких винтовых моделей в единую сеть, которая оснащается одним пультом управления. Такая станция работает на 100 % своей мощности при пиковой нагрузке в сети. Как только потребность в сжатом газе снижается, ненужные мощности отключаются.
Кроме экономии энергоресурсов подобные мультикомпрессорные группы позволяют создать энергетический резерв. Если одна из единиц выйдет из строя, комплекс продолжит функционировать. Потеря мощности будет незначительной. Например, если в сеть входит 4 агрегата, то поломка одного из них снизит суммарную производительность только на 1/4.
Если же на предприятии будет установлен всего один, хоть и высокомощный агрегат, то его внезапная поломка может привести к полной остановке производственного цикла со всеми вытекающими убытками от простоя.
В настоящий момент степень изношенности компрессорного оборудования на многих предприятиях достиг критического уровня. Вопрос модернизации устройств подачи сжатого газа является очень актуальным. Надеемся, что данная статья поможет вам определиться с выбором компрессора, удовлетворяющего производственным потребностям вашего предприятия и современным требованиям к энергоэффективности, безопасности и надежности оборудования.
Мицубиси Пауэр, Лтд. | Газовые турбины для механических приводов
* / / * -> * / ]]>Газовые турбины серии H-100 подходят для применения с механическим приводом, особенно для привода компрессоров на заводах СПГ.
Характеристики
- Модели серии H-100 подходят для заводов СПГ класса от 4 до 6 миллионов тонн в год (MTPA)
- Работа с переменной скоростью
- Пуск с полностью загруженным компрессором
- Не требуется вспомогательный двигатель и частотно-регулируемый привод (ЧРП)
- Применимость топлива с высоким содержанием азота (N 2 )
- Надежность: более 99%
- Интегрирован в газовую турбину и компрессор в сотрудничестве с Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation как MHI Group
| Арт. | H-100 | |
|---|---|---|
| Номинальная мощность ISO | 144,350 л.с. | 160780 л.с. |
| Скорость вращения | 3600 об / мин (от 2520 до 3780 об / мин) | 3000 об / мин (от 2100 до 3150 об / мин) |
| Тепловой КПД | 38.9% LHV | 38,9% LHV |
| Тепловая мощность (LHV) | 6 542 БТЕ / л.с.-час | 6 549 БТЕ / л.с.-час |
1. Характеристики, подходящие для заводов СПГ большой мощности
Серия H-100 подходит не только для электростанций комбинированного цикла. Характеризуясь своей двухосной конструкцией, они также подходят в качестве газовых турбин для привода компрессоров на заводах СПГ большой мощности (от 4 до 6 млн тонн в год).
2. Работа с переменной скоростью
Газовые турбины серии H-100 имеют двухвальную конструкцию.Турбина низкого давления (третья и четвертая ступени) отделена от турбины высокого давления, то есть воздушного компрессора и турбины первой и второй ступеней. Это означает, что они могут работать в широком диапазоне скоростей без ограничений, связанных с ограничением числа оборотов, как в турбинах высокого давления. Это помогает снизить риск аварийной остановки после внезапного изменения нагрузки компрессора или процесса СПГ, приводимого в действие турбиной.
3. Запуск с полностью загруженным компрессором
Газовые турбины серии H-100 имеют двухвальную конструкцию.Это позволяет перезапускать их без снижения давления в системе охлаждения после того, как завод СПГ по какой-то причине переходит в ситуацию аварийной остановки.
Преимущества для клиентов
- Пропуск процедур снижения давления (облегчение работы)
- Сокращение времени перезапуска примерно на три часа для улучшения производства СПГ
- Снижение эксплуатационных расходов
4. Не нужны вспомогательные двигатели и частотно-регулируемые приводы
Серия H-100 имеет двухвальную конструкцию, и для запуска требуется небольшой крутящий момент.Он обеспечивает большую мощность, чем одновальные турбины, обычно применяемые на заводах по производству СПГ большой мощности, и устраняет необходимость во вспомогательных двигателях и частотно-регулируемых приводах. Его можно запустить с помощью пускового двигателя мощностью около 1 МВт и преобразователя крутящего момента. Это открывает путь к более простой конфигурации электрического оборудования и снижению энергопотребления. Как было сказано выше, система запуска проста. Он создает крутящий момент, который превосходит момент отрыва компрессора, работающего под давлением полной нагрузки.
Преимущества для клиентов
- Более низкое энергопотребление при запуске и отключении пускового оборудования большой мощности (вспомогательный двигатель), что приводит к экономии места и отсутствию электрического оборудования
- Высокая надежность и доступность (сокращение количества срабатываний и простая конфигурация системы)
- Облегчение ремонтных работ
5. Поддержка топлив с высоким содержанием азота (N2)
Проверенная технология сжигания делает газовые турбины совместимыми с видами топлива, имеющими более широкий диапазон значений индекса Воббе (WI).Это означает, что они поддерживают топливо с высоким содержанием N2.
6. Ответственность MHI Group за упаковку
Когда компрессор будет поставлен Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation, MHI Group подготовит комплект, состоящий из газовой турбины и компрессора, чтобы предоставить его клиентам.
Воздушный компрессор, горение, турбина, управление, мониторинг и рабочие характеристики
1- Достижения в металлургии, которые сделали возможным использование высоких температур в компонентах турбины (особенно лопатках турбины) и камерах сгорания.
2- Совокупный фон аэродинамических и термодинамических знаний (особенно из авиационной и космической промышленности).
3- Использование передовых компьютерных технологий при проектировании и моделировании аэродинамических поверхностей турбины, камер сгорания и охлаждающих лопаток турбины.
4- Возможность упростить управление этой высокочувствительной машиной за счет использования современных средств управления / цифровых технологий, включая запуск / остановку, и управление поминутной работой, а также отчет о состоянии (диагностика) и прогнозирование будущих отказов (прогноз ).
Комбинация вышеуказанного привела к улучшениям в конструкции воздушного компрессора (увеличение степени давления), конструкции камеры сгорания (регенераторы, различные конструкции с низким содержанием NO x и т. Д.), Конструкции турбины (монокристаллические лопатки, охлаждение и т. Д.) И в целом производительность пакета.
Газовые турбины всегда толерантны к широкому спектру видов топлива, включая жидкости и газы (с высокой и низкой теплотворной способностью), а также к газифицированному углю, древесине и биотопливу.
2 ВОЗДУШНЫЙ КОМПРЕССОР
Воздушные компрессоры обычно бывают осевыми с многочисленными ступенями (в некоторых конструкциях используется 19 ступеней для осевого воздушного компрессора).Конструкция центробежного воздушного компрессора (одна или две крыльчатки) может использоваться в некоторых небольших машинах. Увеличение передаточного числа компрессора является одним из факторов общего увеличения теплового КПД простого цикла до более чем 35% (особенно для авиационных двигателей). Теперь современные авиационные газовые турбины могут иметь КПД более 45% (в простом цикле) и более 60% в комбинированном цикле.
3 COMBUSTOR
Проектирование камеры сгорания — сложная задача, которую часто называют «черным искусством».На довольно раннем этапе развития газовой турбины конструкция камеры сгорания приняла две различные конфигурации. Это кольцевая камера сгорания и кольцевая секция (включая одиночную камеру сгорания). Существует два типа камер сгорания с кольцевым корпусом: 1 — Камера сгорания с прямоточным потоком. 2- Камера сгорания с обратным потоком. Преимущество камеры сгорания с обратным потоком (которая используется в некоторых современных газовых турбинах) заключается в использовании регенератора, который улучшает общий тепловой КПД. Еще одним отличительным конструктивным подходом является количество, конструкция и расположение топливных форсунок (на камеру сгорания).
4 ТУРБИННАЯ ЧАСТЬ
В современных газовых турбинах используется конструкция турбины с импульсной реакцией. В агрегатах с производной авиацией используются лопасти с большим удлинением (длинные и тонкие), обычно с кожухами на концах, чтобы гасить вибрацию и улучшать характеристики уплотнения кончика лезвия. Промышленные газовые турбины с тяжелым корпусом имеют лопатки с низким удлинением (короткие и толстые), как правило, без кожуха. Традиционно там, где использовались длинные тонкие аэродинамические поверхности, для гашения вибрации используется проволока шнуровки.Усовершенствования в металлургии и технологии производства позволили отказаться от межпролетных бандажей и проволоки шнуровки. Лопатки турбины подвергаются значительным нагрузкам в результате высоких температур, высоких центробежных сил и циклического изменения температуры.
5 ГРАФИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ
Кривые минимальных требуемых рабочих характеристик: полезная мощность, полезный тепловой поток, температура выхлопных газов, расход выхлопных газов в зависимости от температуры окружающей среды для указанного топлива (ей) в условиях объекта.
Амин Алмаси
Амин Алмаси — старший консультант по ротационному оборудованию в Брисбене, Квинсленд, Австралия.
Эл. Почта: [email protected], [email protected]
Реактивные двигатели
Базовый обзор
На изображении выше показано, как реактивный двигатель будет расположен в современном
военный самолет. В базовом реактивном двигателе воздух поступает в передний воздухозаборник и
сжато (посмотрим, как позже).Затем воздух нагнетается в
камеры сгорания, в которые впрыскивается топливо, и воздушная смесь
и топливо воспламеняется. Образующиеся газы быстро расширяются и истощаются
через заднюю часть камер сгорания. Эти газы обладают одинаковой силой
во всех направлениях, обеспечивая тягу вперед, когда они уходят в тыл. В виде
газы выходят из двигателя, они проходят через веерный набор лопаток
(турбина), которая вращает вал, называемый валом турбины. Этот вал, в
повернуть, вращает компрессор, обеспечивая приток свежего воздуха
через впуск.Ниже представлена анимация изолированного реактивного двигателя, который
иллюстрирует процесс притока, сжатия, сгорания, истечения воздуха.
и только что описанное вращение вала.
процесс можно описать следующей схемой, взятой с сайта Rolls Royce, популярного производителя реактивных двигателей.
Этот процесс является сутью того, как работают реактивные двигатели, но как именно
что-то вроде сжатия (сдавливания) происходит? Чтобы узнать больше о каждом
о четырех этапах создания тяги реактивным двигателем см. ниже.
SUCK
Двигатель всасывает большой объем воздуха через вентилятор и компрессор этапы. Типичный коммерческий реактивный двигатель потребляет 1,2 тонны воздуха в секунду. во время взлета — другими словами, он может выпустить воздух на корте для сквоша в меньше секунды. Механизм при котором реактивный двигатель всасывает воздух, в значительной степени является частью сжатия сцена. Во многих двигателях компрессор отвечает как за всасывание воздуха, так и за его сжатие.Некоторые двигатели имеют дополнительный вентилятор, который не является частью компрессора для втягивания дополнительного воздуха в систему. Вентилятор — это крайний левый компонент двигатель, показанный выше.
SQUEEZE
Помимо всасывания воздуха в двигатель, компрессор также создает давление в воздух и подает его в камеру сгорания. Компрессор показан на изображении выше слева от огонь в камере сгорания и справа от вентилятора.Компрессионные вентиляторы приводятся в действие турбина валом (турбина, в свою очередь, приводится в движение воздухом, оставив двигатель). Компрессоры могут достигать чрезмерных степеней сжатия 40: 1, что означает, что давление воздуха в конце компрессор более чем в 40 раз превышает объем воздуха, поступающего в компрессор. На полную мощность лопасти типового коммерческий струйный компрессор вращается со скоростью 1000 миль в час (1600 км / ч) и принимает 2600 фунтов (1200 кг) воздуха в секунду.
Сейчас мы обсудим, как компрессор на самом деле сжимает воздух.
Как видно на изображении выше, зеленые вееры, составляющие
компрессор постепенно становится все меньше и меньше, как и полость, проходящая через
который воздух должен путешествовать. Воздух
должен продолжать движение вправо, к камерам сгорания
двигатель, так как вентиляторы вращаются и выталкивают воздух в этом направлении. Результат — заданное количество воздуха.
переходя от большего пространства к меньшему, и, таким образом, увеличивая
давление.
BANG
В камере сгорания топливо смешивается с воздухом, чтобы произвести взрыв, который отвечает за расширение, которое заставляет воздух попадать в турбину.В типичном коммерческом реактивном двигателе топливо горит при сгорании. камера при температуре до 2000 градусов Цельсия. Температура, при которой металлы в эта часть двигателя начинает плавиться — 1300 градусов по Цельсию, поэтому продвинутая необходимо использовать методы охлаждения.
Горение камера имеет сложную задачу сжигания большого количества топлива, подается через форсунки для распыления топлива с большим объемом воздуха, подаваемый компрессором, и выделяя образующееся тепло таким образом что воздух расширяется и ускоряется, давая плавный поток равномерно нагретый газ.Эта задача должна быть выполнена с минимальными потерями. по давлению и с максимальным тепловыделением в ограниченном пространстве имеется в наличии.
Количество топлива добавление к воздуху будет зависеть от требуемого повышения температуры. Тем не мение, максимальная температура ограничена определенным диапазоном, определяемым материалы, из которых изготовлены лопатки и сопла турбин. В воздухе есть уже был нагрет до температуры от 200 до 550 C в результате работы, проделанной в компрессор, требующий повышения температуры примерно от 650 до 1150 C от процесса сгорания.Поскольку температура газа определяет тягу двигателя, камера сгорания должна быть способна поддержание стабильного и эффективного сгорания в широком диапазоне двигателей условия эксплуатации.
Воздух, принесенный вентилятор, который не проходит через ядро двигателя и, следовательно, не используется для сжигания, что составляет около 60 процентов от общего количества поток воздуха, постепенно вводится в жаровую трубу, чтобы снизить температура внутри камеры сгорания и охладите стенки жаровой трубы.
УДАР
Принудительная реакция расширенного газа — смеси топлива и воздуха. через турбину, приводит в действие вентилятор и компрессор и выдувает из выхлопное сопло, обеспечивающее тягу.
Таким образом, турбина должна обеспечивать мощность для привода компрессор и аксессуары. Это делает это за счет извлечения энергии из горячих газов, выделяемых из системы сгорания и расширения их до более низкого давления и температуры.Непрерывный поток газа, к которому открытая турбина может попасть в турбину при температуре от 850 до 1700 ° C, что снова намного выше точки плавления текущего материаловедение.
Для производства крутящего момента, турбина может состоять из нескольких ступеней, каждая из которых использует один ряд подвижных лопастей и один ряд неподвижных направляющих лопаток для направления воздух по желанию на лезвия. Количество ступеней зависит от соотношение между мощностью, требуемой от газового потока, вращательной скорость, с которой она должна производиться, и допустимый диаметр турбины.
Желание для обеспечения высокого КПД двигателя требуется высокая температура на входе в турбину, но это вызывает проблемы, поскольку лопатки турбины должны будут работать и выдерживают длительные периоды эксплуатации при температурах выше их плавления точка. Эти лезвия, хотя и раскаленные докрасна, должны быть достаточно прочными, чтобы нести центробежные нагрузки из-за вращения с высокой скоростью.
Для работы в этих условиях холодный воздух вытесняется из множества мелких отверстия в лезвии.Этот воздух остается рядом с лезвием, предотвращая его плавится, но не сильно ухудшает общий представление. Никелевые сплавы используются для изготовления лопаток турбин и направляющие лопатки сопла, поскольку эти материалы демонстрируют хорошие свойства при высокие температуры
62B-104 БАЗОВАЯ ГАЗОВАЯ ТУРБИНА
62B-104 БАЗОВАЯ ГАЗОВАЯ ТУРБИНАИнженерное обучение
ЛИСТ НАЗНАЧЕНИЯ
БАЗОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ
Распределительный лист 60B-104
ВВЕДЕНИЕ
С увеличением количества судов с газотурбинными двигателями становится важным понимать основы конструкции и работы газотурбинного завода.Офицер наземных войск должен также понимать последствия эксплуатации этих двигателей в морской среде.
ТЕМА УРОКА ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ
Терминал Цель:
7.0 ОПИСАТЬ принципы, конструкцию, функции, компоненты, системы управления и контроля, а также работу газотурбинной двигательной установки и связанных вспомогательных систем поддержки. (JTI: A)
Обеспечивающие цели:
7.1 ОПИСАТЬ следующие применения газовых турбин и указать тип газовых турбин, связанных с каждым из них:
а.Двигательная установка
г. Электроэнергетика
7.2 Дан график, представляющий соотношение давления и объема идеального цикла Брайтона, НАМЕРИТЕ пять фаз и объясните процесс преобразования энергии, происходящий в каждой.
а. 2 копейки
г. Сжатие
г. Горение
г. Расширение
e. Выхлоп
7.3 ОПРЕДЕЛИТЬ следующее применительно к газотурбинным двигателям, включая их преимущества и недостатки, если это применимо.
а. Двигатель с разъемным валом
г. Одновальный двигатель
г. Кольцевая камера сгорания
г. Канализационная камера сгорания
e. Осевой поток
ф. Коробка отбора мощности
7.4 ОПИСАТЬ и указать их функции:
а. Компрессор
г. Камера сгорания
г. Турбина высокого давления / турбина газогенератора
г. Турбина низкого давления / силовая турбина
e. Подшипник / рама газовой турбины
ф.Дополнительный привод в сборе
г. Входные направляющие лопатки
ч. Лопатки регулируемого статора компрессора
и. Коллекторы для удаления воздуха из двигателя
Дж. Коллектор для удаления воздуха заказчика
к. Быстроходная эластичная муфта
л. Впуск / выпуск
7.5 ОБСУДИТЕ источник и использование отбираемого клиентом воздуха.
7.6 СОСТОЯНИЕ Функция системы впуска и выпуска воздуха газовой турбины.
7.7 ОПИСАТЬ путь воздуха от влагоотделителей к эжекторам выхлопных газов.
7.8 ОПИСАТЬ влияние следующего на газотурбинные двигатели и меры предосторожности, принимаемые с учетом окружающей среды, включая:
а. Солевой спрей
г. Льдообразование / температура наружного воздуха
г. Повреждение посторонним предметом
г. Чистота компрессора
e. Киоски / скачки
ф. Пусков / остановок
7.9 ОПИСАТЬ следующие системы двигателя:
а. Система обнаружения льда
г. Система обнаружения и пожаротушения
г.Система зажигания
г. Система промывки водой
7.10 НЕ НАЗНАЧЕН; зарезервировано для использования в будущем
7.11 НЕ НАЗНАЧЕН; зарезервировано для использования в будущем
7.12 НЕ НАЗНАЧЕН; зарезервировано для использования в будущем
НАЗНАЧЕНИЕ НА ИЗУЧЕНИЕ
- Прочтите информационный лист 60B-104.
- Краткий информационный лист 60B-104, используя вспомогательные цели урока 60B-104 в качестве руководства.
- Сценарии изучения ответов.
СЦЕНАРИИ ИЗУЧЕНИЯ:
Изучая для вас предстоящую доску SWO, вы изучаете другие типы морских силовых установок.Вы задаете себе несколько вопросов по газотурбинным двигателям.
1. Зная, что газотурбинный двигатель представляет собой открытый термодинамический цикл, как двигатель преобразует энергию, запасенную в топливе и воздухе, в полезную работу в виде вращающегося пропеллера?
После изучения вы явитесь на мостик для промежуточной стражи как JOOD. Здесь тихо, так что вы просматриваете доску чтения сообщений OOD. Вы видите, что в этом районе происходит несколько небольших песчаных бурь (в настоящее время вы находитесь в Персидском заливе), и что сообщение советует всем судам с газотурбинными двигателями внимательно следить за состоянием своих воздушных фильтров / демистеров.
2. В чем важность этого компонента? Если не удается, не работает ли двигатель?
Просмотрев трафик сообщений, вы замечаете, что одного из FFG в вашей боевой группе нет поблизости. Любопытно, что вы спрашиваете ООД, знает ли она, куда они пошли, и она говорит вам, что им пришлось выехать в Бахрейн для замены и двигателя из-за плохой камеры сгорания.
3. Почему замена камеры сгорания LM2500 настолько сложна, что требует захода корабля в порт?
ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЛИСТ
ДВИГАТЕЛИ С БАЗОВЫМИ ТУРБИНАМИ
Информационный лист 64B-104I
ВВЕДЕНИЕ
С увеличением количества судов с газотурбинными двигателями становится важным понимать основы конструкции и работы газотурбинного завода.Офицер наземных войск должен также понимать последствия эксплуатации этих двигателей в морской среде.
ССЫЛКИ
(а) Руководство по силовой установке ДД-963
(б) Морские газотурбинные операции (НАВЕДТРА-10097)
ИНФОРМАЦИЯ
- Обзор урока: Завод газовой турбины представляет собой инновационную концепцию для судовых электростанций. Военно-морские суда США используют авиационные газотурбинные двигатели как для главных силовых установок, так и для служебной электроэнергии.Высокая степень автоматизации предприятия достигается за счет интегрированной системы пультов управления и мониторинга.
- Преимущества: Преимущества газотурбинной установки по сравнению с паровой установкой сопоставимой мощности включают:
- Снижение массы на 70%
- Простота (меньшее количество вспомогательных силовых установок)
- Уменьшение численности персонала за счет автоматизированного управления силовой установкой
- Более быстрое время отклика
- Более быстрое ускорение / замедление
- Принципы газовой турбины:
- Компоненты базового газотурбинного двигателя включают:
- Компрессор
- Камера сгорания
- Турбина
- Рабочий цикл: В газотурбинном двигателе сжатие, сгорание и расширение происходят непрерывно в разных камерах.Газотурбинные двигатели работают по циклу Брайтона (цикл открытого двигателя).
- Фаза всасывания: Наружный воздух втягивается в двигатель под действием компрессора. Давление, температура и объем остаются неизменными в течение фазы всасывания.
- Фаза сжатия: Всасываемый воздух сжимается механически. Давление и температура увеличиваются с соответствующим уменьшением объема. Механическая энергия, приводящая в движение компрессор, преобразуется в кинетическую энергию в виде сжатого воздуха.
- Фаза сгорания: Топливо распыляется в камеру сгорания и сжигается, преобразовывая химическую энергию в тепловую в виде горячего расширяющегося газа. Объем и температура значительно увеличиваются, в то время как давление в камере сгорания остается постоянным.
- Фаза расширения: Тепловая энергия преобразуется в механическую, когда горячие расширяющиеся газы из камеры сгорания вращают ротор турбины. Давление и температура уменьшаются, а объем увеличивается в фазе расширения.
- Выхлопная фаза: Горячие выхлопные газы проходят через судовые каналы и попадают в атмосферу. Давление, температура и объем остаются неизменными на всем протяжении фазы выпуска.
Рис.1: Цикл Брайтона
- Центробежный компрессор: В этом компрессоре используется вращающееся рабочее колесо для всасывания всасываемого воздуха и его ускорения наружу за счет центробежной силы в диффузор.Он используется в небольших газовых турбинах и лучше всего подходит для низких отношений давления, когда общий диаметр двигателя не важен.
- Осевой компрессор: Состоит из вращающихся лопаток и неподвижных лопаток. Воздух сжимается, поскольку он течет вдоль вала в осевом направлении. Это обеспечивает большую эффективность и более высокие отношения давления за счет многоступенчатой конструкции. Стадия сжатия состоит из одного ряда вращающихся лопаток, за которым следует ряд неподвижных лопаток.Это наиболее распространенный тип компрессора, используемый в судовых газотурбинных двигателях.
- Остановка компрессора: Остановка или помпаж определяется как прерывание потока воздуха через компрессор. Заглох на работающем двигателе может вызвать серьезное повреждение двигателя из-за чрезмерных вибраций и перегрева секции камеры сгорания. Чтобы предотвратить остановку компрессора, двигатели оснащены выпускными клапанами компрессора или лопатками компрессора с изменяемой геометрией.Выпускные клапаны выпускают воздух из компрессора во время запуска, а регулируемые лопатки компрессора регулируют воздушный поток, чтобы избежать турбулентности, что предотвращает остановку компрессора.
Рис. 2: Центробежный компрессор
Рис. 3. Компрессор с осевым потоком
- Емкость: Отдельные баллончики горелок установлены по периферии двигателя. Каждая канистра представляет собой отдельную камеру сгорания и футеровку, получающую собственное топливо.
- Преимущество: простая замена
- Недостатки — неэффективность, более слабая конструкция
- Кольцевой: Одна большая камера сгорания внутри корпуса двигателя. Множественные топливные форсунки образуют сплошное «огненное кольцо». Этот тип используется на LM2500.
- Преимущества: Самая эффективная, самая прочная рама двигателя.
- Недостаток: для ремонта или замены требуется полная разборка двигателя.
- Кольцевой баллончик: В этом гибридном типе используется несколько отдельных баллонов с отдельными топливными форсунками, через которые воздух поступает из общего кольцевого корпуса (Allison 501-K17).
- Преимущества: Прочность, простота замены.
- Недостаток: менее эффективен, чем кольцевая камера сгорания.
Рис. 4: Камера сгорания консервного типа
Рис. 5: Кольцевая камера сгорания
Рис. 6: Консольная кольцевая камера сгорания
- Энергия: Тепловая энергия горячих расширяющихся газов камеры сгорания преобразуется в механическую энергию путем вращения колеса турбины.
- Конструкция: Состоит из неподвижных лопаток (сопел) и вращающихся лопаток. Ступень турбины — это один ряд сопел и один ряд лопаток.
- Одновальный двигатель: Одновальный двигатель имеет один вал, который проходит по всему двигателю.На этом валу установлены все вращающиеся части двигателя. Продолжение того же вала, коробка отбора мощности, приводит в движение нагрузку. В основном этот тип двигателя используется там, где требуется постоянная скорость, например, для выработки электроэнергии. Для этого используется двигатель Allison 501-K17.
- Двигатель с разъемным валом: Двигатель разделен на две основные секции: газогенератор и секцию силовой турбины. Секция газогенератора состоит из компрессора, камеры сгорания и турбины высокого давления (ВД).Назначение газогенератора — производить горячий расширяющийся газ для использования в силовой турбине. Силовая турбина аэродинамически связана с газогенератором, но два вала механически не связаны. Силовая турбина преобразует тепловую энергию газогенератора в механическую энергию для привода нагрузки.
- Выходная скорость изменяется путем управления скоростью газогенератора, который определяет количество выхлопных газов, отправляемых в силовую турбину.
- Газотурбинные двигатели с разъемным валом, такие как LM2500, подходят для основных силовых установок.Преимущества в этом приложении:
- Газогенератор более чувствителен к требованиям нагрузки, поскольку работа компрессора не ограничивается нагрузкой на силовую турбину.
- Секция газогенератора и секция силовой турбины работают почти со своими наиболее эффективными скоростями во всем диапазоне требований нагрузки.
Рис. 7: Ротор турбины
- Узел высокого давления:
- Конструкция: Наружная конструкция, которая поддерживает сепараторы влаги и вмещает дверцы для обдува .
- Влагоотделители (жалюзи и сетчатые экраны): Влагоотделители удаляют капли воды и грязь из всасываемого воздуха, чтобы предотвратить эрозию компонентов компрессора. Электрические ленточные нагреватели предотвращают образование льда на жалюзи.
- Двери продувки: Двери продувки установлены для предотвращения недостатка воздуха в двигателе при загрязнении влагоотделителей.
- Эти двери открываются автоматически при увеличении перепада давления воздуха на влагоотделителях.
- В открытом состоянии всасываемый воздух обходит забитые влагоотделители и подает нефильтрованный воздух в двигатель, чтобы предотвратить воздушное голодание двигателя.
- Впускной канал:
- Назначение: Впускной канал подает воздух для горения для двигателя и охлаждающий воздух для модуля.
- Система охлаждения модуля: Система охлаждения модуля направляет часть всасываемого воздуха в кожух двигателя для вентиляции модуля и внешнего охлаждения двигателя.Охлаждающий воздух модуля кружится вокруг двигателя, отводя тепло и вентилируя модуль, прежде чем выйти через небольшой воздушный зазор вокруг заднего конца силовой турбины. Выхлоп работающего двигателя вызывает эффект эдуктора, втягивающий охлаждающий воздух модуля в выхлопной канал.
- Коллектор для защиты от обледенения:
- Назначение: Коллектор для защиты от обледенения предназначен для нагнетания горячего отбираемого воздуха во впускной ствол под воздуховодом охлаждения модуля для предотвращения образования льда.
- Обледенение: Обледенение может возникнуть во впускном канале, когда температура наружного воздуха упадет до 38 o F. Сигнализация обледенения загорится при 41 o F с влажностью 70%, чтобы предупредить оператора до образования льда. во впуске.
- Последствия: Обледенение на входе компрессора может ограничить воздушный поток, вызывая остановку двигателя, а также представляет опасность серьезного повреждения двигателя посторонними предметами (FOD).
- Датчики: Датчик обледенения, расположенный во впускной камере, генерирует аварийный сигнал, предупреждающий оператора о возможности образования льда в воздухозаборнике.
- Управление: Воздушная система защиты от обледенения активируется вручную с помощью часовых стоек и контролируется для предотвращения образования льда.
- Глушители:
- Расположение: Глушители на впуске расположены на полпути вниз по воздуховоду для снижения уровня шума в воздухе.
- Конструкция: Глушители состоят из вертикальных лопаток из звукопоглощающего материала, заключенных в перфорированные листы из нержавеющей стали.
- Канал охлаждающего воздуха модуля: Канал охлаждающего воздуха модуля содержит единственный глушитель в форме пули, чтобы заглушить шум, создаваемый охлаждающим воздухом.
- Компенсатор : Компенсатор представляет собой резиновый чехол, соединяющий впускной канал с впускной камерой модуля. Это предотвращает передачу шума модуля на корпус корабля.
Рис. 8: Сборка High Hat
Рис.9: Воздуховод GTM
- Описание: Узел основного корпуса состоит из модуля корпуса (26 футов x 8 футов x 9 дюймов) на противоударном основании.
- Основание модуля: Основание представляет собой сварную стальную раму с двутавровой балкой с креплениями для крепления двигателя.
- Проникновения: Сервисные соединения проникают в основание для всех сервисов двигателя, таких как электричество, воздух, масло, топливо, CO 2 или Галон .
- Защита: Кожух термически и акустически изолирован, чтобы обеспечить двигателю контролируемую среду.
- Впускная камера: передняя часть модуля отделена от кожуха двигателя перегородкой. Впускная камера считается чистой секцией модуля.Экран FOD на входе газовой турбины устанавливается в этой области в передней части двигателя, чтобы предотвратить попадание крупных посторонних предметов в компрессор.
- Кожух двигателя: кожух содержит собственно двигатель и выпускной патрубок и принимает воздух из охлаждающего канала модуля. Доступ к двигателю осуществляется через боковую дверь и верхний люк.
- Система обнаружения и тушения пожара: Система обнаружения и тушения пожара обеспечивает автоматическую противопожарную защиту газотурбинного двигателя и модуля.
- Компоненты системы обнаружения пожара включают:
- Ультрафиолетовые датчики пламени, которые ищут пламя в зоне камеры сгорания.
- Датчики температуры, которые установлены на 400 o F для обнаружения возгораний вне зоны обзора УФ-детекторов.
- Ручная кнопка «ПОЖАР», которая может использоваться дежурным для активации пожарной системы.
- Компоненты системы пожаротушения включают:
- Банк первичного CO 2 баллонов для быстрого затопления модуля.
- Банк вторичного CO 2 для поддержания инертной атмосферы в модуле, если это необходимо.
- A CO 2 Переключатель запрета отпускания, расположенный на пультах управления. Этот переключатель позволяет оператору остановить автоматический ввод первичного CO 2 в модуль в случае ложной тревоги или присутствия персонала в модуле.
- Электронный сигнал пожарной остановки, используемый для остановки двигателя при обнаружении пожара ультрафиолетовыми датчиками пламени, переключателями температуры или ручной кнопкой пожарной сигнализации.Этот сигнал активирует последовательность остановки огня. Остановка огня инициирует следующие действия:
- «ПОЖАРНАЯ» сигнализация на пультах управления.
- Обеспечивает подачу топлива к двигателю.
- Останавливает вентилятор охлаждения модуля и закрывает вентиляционную заслонку.
- Выпускает CO 2 после 20-секундной задержки.
Рис.10: Сборка модуля GTM
Рис.11: Основание модуля в сборе
Примечание по безопасности: входя в модуль, убедитесь, что система пожаротушения отключена, а на модуле и пультах управления размещены знаки, предупреждающие о том, что в модуле находится персонал.
Примечание. Газовые печи с галонами.
- Функция: Отводит выхлопные газы двигателя в атмосферу, снижая при этом тепло и шум выхлопа.
- Выхлопной коллектор: Выхлопной патрубок направляет выхлопные газы в воздухозаборник. Зазор между выпускным коленом и воздухозаборником корабля вызывает эффект эдуктора, втягивающий охлаждающий воздух модуля в воздухозаборник.
- Всасывающий воздуховод: Воздухозаборный воздуховод изолирован для контроля тепла и шума при выходе выхлопных газов в атмосферу.
- Глушитель: Глушитель пластинчатого типа расположен в центре воздуховода. Эти глушители такие же, как и во впускном воздуховоде, но стационарно смонтированы.
- Выхлопные патрубки: Вытяжные патрубки расположены на самом верхнем конце вытяжного канала. Выхлопные эжекторы охлаждают выхлопные газы, смешиваясь с холодным окружающим воздухом, чтобы уменьшить инфракрасную сигнатуру корабля.
- Система подавления инфракрасного излучения пограничным слоем (BLISS): Крышки Bliss устанавливаются в верхней части каждой смесительной трубы для дальнейшего охлаждения отработанного воздуха путем смешивания его со слоями окружающего воздуха. Это достигается за счет использования нескольких жалюзи, расположенных под углом для создания эдукторного эффекта. Это позволяет холодному окружающему воздуху смешиваться с горячими выхлопными газами.
Рис.12: Выхлопная система GTM
- Назначение: Используется для удаления грязи и отложений соли с лопастей компрессора.
- Компоненты: Состоит из бака емкостью 40 галлонов и стационарного трубопровода для направления водного промывочного раствора на вход компрессора.
- Порядок действий: В соответствии с PMS компрессор необходимо промыть для поддержания эффективности и предотвращения остановок компрессора.
Рис.13: Система промывки водой
- Источники: Отборный воздух потребителя отбирается из последней ступени компрессора на газотурбинных генераторах (ГТГ) и магистрали газовой турбины (ГТМ)
- Пользователи отбираемого воздуха: (СПАМ):
- Пуск или приведение в действие других газовых турбин.
- Воздух прерий для маскировки шума гребного винта.
- Воздух для предотвращения обледенения воздухозаборника.
- Маскирующий воздух для маскировки шума корпуса главной силовой установки.
Рис.14: Основные вращающиеся детали LM2500
- Компоненты газогенератора:
- Секция компрессора: LM2500 имеет 16-ступенчатый компрессор осевого потока, состоящий из следующих компонентов 9: 9007
- Статор компрессора: корпус компрессора, содержащий одну ступень входных направляющих лопаток (IGV), шесть ступеней регулируемых лопаток статора (VSV) и 10 ступеней неподвижных лопаток статора.
- IGV и лопатки статора 1-6 являются переменными, то есть имеют изменяемую геометрию. Угол атаки лопастей можно изменить, чтобы предотвратить остановку компрессора.
- Отборный воздух отбирается из компрессора для использования в судовой системе отбираемого воздуха и для внутреннего использования в двигателе.
- Камера сгорания:
- Камера сгорания кольцевого типа с 30 топливными форсунками и 2 искровыми воспламенителями.
- Около 30% воздуха из компрессора смешивается с топливом для поддержания горения. Остальные 70% используются для охлаждения и центрирования пламени внутри гильзы сгорания.
- Система зажигания вырабатывает искру высокой интенсивности для воспламенения топливно-воздушной смеси во время запуска. После запуска двигателя воспламенители больше не нужны и будут обесточены.
- Секция турбины высокого давления:
- Турбина высокого давления извлекает достаточно энергии из горячих расширяющихся газов для привода компрессора и вспомогательного привода.
- Турбина высокого давления представляет собой двухступенчатую турбину с осевым потоком, которая механически связана с ротором компрессора.
- Турбина высокого давления использует приблизительно 65% тепловой энергии камеры сгорания для привода компрессора и дополнительных устройств, установленных на двигателе.
- Дополнительный привод в сборе:
- Приводится через вал ротора компрессора через впускной редуктор, радиальный приводной вал и раздаточную коробку.
- Дополнительный редуктор обеспечивает монтаж топливного насоса, насоса смазочного масла, маслоотделителя и пневматического стартера.
- Силовая турбина:
- Конструкция: Силовая турбина представляет собой шестиступенчатую турбину осевого типа. Силовая турбина забирает оставшиеся 35% полезной энергии и использует ее для привода главного редуктора. Силовая турбина приводит в движение редуктор через высокоскоростной гибкий вал муфты и муфту в сборе.Гибкая высокоскоростная муфта компенсирует радиальное и осевое смещение между GTM и главным редуктором.
- Ротор компрессора: 16 ступеней подвижных лопаток, приводимых в движение турбиной высокого давления.
Рис.15: Вид компонентов LM2500
Управление газовой турбиной | CCC (Compressor Controls Corporation)
Обычной задачей контроллера топлива газовой турбины является изменение расхода топлива по мере необходимости для поддержания желаемой скорости вращения силовой турбины независимо от нагрузки или изменений качества топлива. В некоторых приложениях эта уставка скорости поддерживается постоянной, но чаще ее меняют для достижения цели каскадного управления.Приложение управления газовой турбиной CCC легко интегрируется с приложениями управления производительностью и антипомпажным управлением, обеспечивая комплексное управление и защиту всего поезда. Уставка для приложения управления подачей топлива будет тогда контролироваться приложением управления производительностью.
Защита
Контроллер газовой турбиныCCC имеет несколько функций, обеспечивающих безопасность вашей машины. Контроллер имеет определенные ограничения для защиты от повреждений и сокращения затрат на обслуживание. Вот общие функции управления защитой:
- Регулировка топлива для управления выбранной скоростью вала или выходной мощностью при одновременной защите от экстремальных значений скорости, температуры и давления
- Защита от превышения скорости для силовой турбины и газогенератора с использованием комбинации срабатываний замкнутого и разомкнутого контура (роторы как высокого, так и низкого давления, если применимо)
- Защита от перегрева и ограничение давления
- Защита от возгорания и перегрузки топлива, включая запланированные пределы ускорения и замедления
- Защита от перенапряжения для компрессора газогенератора
- Резервные стратегии, обеспечивающие продолжение работы или остановку турбины при выходе из строя различных требуемых входов
- Отслеживание элемента управления для срабатывания сигнализации или отключения, если какой-либо элемент управления отклоняется слишком далеко от предполагаемого положения Функция понижения уставки
- предотвращает превышение заданной скорости и позволяет снизить тепловую нагрузку на двигатель
Улучшенное управление
Повышение эффективности управления топливом вашей газовой турбины позволяет достичь более широкого рабочего диапазона.Ближе к пределу, безопасный, приводит к увеличению мощности двигателя. Контроллер топлива газовой турбины CCC оптимизирует управление за счет следующих функций:
- Полностью автоматизированные последовательности запуска, остановки, загрузки и холостого хода турбины
- Функция двойного топлива, которая распределяет общую потребность в топливе между клапанами газового и жидкого топлива
- Компенсация плотности топлива адаптирует выходные сигналы клапана управления топливом к изменениям плотности топлива
- Регулирующий топливный клапан Функции компенсации адаптируют выходные сигналы для нелинейных регулирующих клапанов
Связаться со специалистом
Диагностика переходных характеристик газовой турбиныпосредством нелинейной адаптации схем компрессора и турбины | Дж.Англ. Gas Turbines Power
Перед газовыми турбинами стоят новые задачи повышения гибкости их эксплуатации при одновременном сокращении затрат на их жизненный цикл, что приводит к новым приоритетам и задачам исследований. Одна из этих задач связана с созданием высокоточных, точных и эффективных с вычислительной точки зрения схем моделирования, диагностики и прогнозирования характеристик двигателя, которые будут способны обрабатывать и учитывать постоянно растущие гибкие и динамические рабочие характеристики газовой турбины.Точное прогнозирование характеристик газовых турбин зависит от детального понимания поведения компонентов двигателя, которое фиксируется картами характеристик компонентов. Ограниченная доступность этих карт из-за их патентованного характера обычно регулируется путем адаптации общих карт по умолчанию для соответствия целевым измерениям, не связанным с проектированием или ухудшенными характеристиками двигателя. Хотя эти подходы могут быть подходящими в небольшом диапазоне рабочих условий, необходимы дальнейшие исследования, чтобы оценить возможности таких методов для использования в диагностике газовых турбин в динамических переходных условиях.Диверсификация энергетического портфеля и внедрение распределенной генерации в производство электроэнергии создали потребность в таких исследованиях. Причина заключается не только в колебаниях спроса на энергию, но и, что более важно, в том, что возобновляемые источники энергии, которые работают с традиционными источниками на основе ископаемого топлива, снабжают сеть различной мощностью, которая зависит, например, от солнечного излучения. В этой статье представлены методы моделирования для карт компрессора и турбины для повышения точности и достоверности прогноза и диагностики характеристик двигателя.Предлагаемые методы подбора карты компонентов одновременно определяют лучший набор уравнений для согласования данных карты компрессора и турбины. Коэффициенты, которые определяют форму кривых карты компонентов, были проанализированы и настроены с помощью нелинейной многоцелевой схемы оптимизации, чтобы соответствовать целевому набору измерений двигателя. Предлагаемые методы моделирования карты компонентов разработаны в объектно-ориентированной среде Matlab / simulink и интегрированы с динамической моделью газотурбинного двигателя.Точность методов оценивается для прогнозирования деградации нескольких компонентов двигателя в переходных условиях эксплуатации. Предлагаемый метод адаптивной диагностики позволяет обобщить существующие подходы к прогнозированию характеристик газовых турбин и улучшить методы диагностики, основанные на характеристиках.
Улучшение согласования конструкции турбины и компрессора
Одним из наиболее важных шагов при проектировании полной газовой турбины является согласование турбины и компрессора. Газовая турбина состоит из трех основных компонентов: компрессора, камеры сгорания и турбины.Хотя все компоненты проектируются индивидуально, каждый из компонентов должен соответствовать одному и тому же диапазону рабочих условий, поскольку все они объединены в один цикл. Следовательно, оптимальная конструкция каждого компонента должна соответствовать требованиям оптимальных параметров других компонентов. Соответствующие рабочие точки для каждого компонента должны быть найдены в состоянии равновесия с двигателем, таким образом, общая производительность газовой турбины может быть достигнута в пределах определенного диапазона параметров.Идея процесса «согласования» компонентов состоит в том, чтобы найти совместимость между соответствующими компонентами в потоке и работе.Основываясь на механических ограничениях, скорость газогенератора и температура срабатывания газовой турбины имеют ограничения в зависимости от: температуры окружающей среды, вспомогательной нагрузки и геометрии двигателя. Выбранная температура матча должна соответствовать температуре окружающей среды, которая одновременно достигает обоих верхних пределов. Степень давления, необходимая для обеспечения определенного потока газа, также является одним из наиболее важных параметров, который необходимо учитывать. Разработчикам необходимо убедиться, что поток газа через силовую турбину от газогенератора удовлетворяет коэффициенту давлений, необходимому для требований к мощности компрессора.Газогенератор может легко показать измененную температуру совпадения из-за некоторых условий, например: снижение эффективности компрессора (из-за загрязнения и т. Д.), Изменение термодинамических свойств продукта сгорания, газовое топливо с более низким или высоким значением слышимости и т. Д. Согласование параметров двигатель также можно было изменить, изменив характеристики потока на первом сопле турбины.
Используя характеристическую карту / кривую, а также термодинамические отношения турбины и компрессора, можно выполнить расчеты для определения допустимого рабочего диапазона.Следует учитывать, что все рассчитанные значения должны совпадать со значением из данных карты.
Пытаетесь найти самое быстрое решение для этого шага? Функция согласования турбины и компрессора SoftInWay в AxSTREAM может помочь вам сократить время разработки и упростить процесс. Объединение карт производительности турбины и компрессора, что упрощает пользователю определение точек работы суставов.
Загляните в AxSTREAM, чтобы узнать об этом больше.
Ссылка:
https: // www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/ctmatch.html
http://cset.mnsu.edu/engagethermo/components_gasturbine.html
http://turbolab.tamu.edu/proc/turboproc/T29/ t29pg247.pdf
http://scholarcommons.