0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое кпд газотурбинного двигателя

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области стационарных газовых турбин, применяемые в стандартах по газотурбинным установкам, технической документации всех видов и контрактах на поставляемое энергетическое промышленное оборудование. Настоящий стандарт не распространяется на газовые турбины со свободнопоршневыми генераторами газа, установки специального назначения, а также транспортные газотурбинные установки.

Газовая турбина — одновальный газотурбинный двигатель
single-shaft gas turbine
Газотурбинный двигатель, в котором роторы компрессора и газовой турбины соединены и мощность отбирается непосредственно с выходного вала или через редуктор. Газовая турбина — многовальный газотурбинный двигатель
multi-shaft gas turbine
Газотурбинный двигатель, имеющий, по крайней мере, две газовые турбины, вращающиеся на независимых валах Газовая турбина — газотурбинный двигатель с отбором воздуха (газа)
bleed gas turbine
Газотурбинный двигатель, в котором для внешнего использования предусмотрен отбор сжатого воздуха между ступенями компрессора и/или на выходе из компрессора (горячего газа на входе в турбину и/или между ступенями турбины) Газовая турбина — газогенератор
bleed gas turbine
Комплекс компонентов газотурбинного двигателя, которые производят горячий газ под давлением для совершения какого-либо процесса или для привода силовой турбины Примечание — Генератор газа состоит из одного или более компрессоров, устройств(а) для повышения температуры рабочего тела, одной или более турбин, приводящих компрессор(ы), системы управления и необходимого вспомогательного оборудования Компрессор
compressor
Компонент газотурбинного двигателя, повышающий давление рабочего тела Турбина
turbine
Компонент газотурбинного двигателя, преобразующий потенциальную энергию нагретого рабочего тела под давлением в механическую работу Силовая турбина
power turbine
Турбина на отдельном валу, с которого отбирается выходная мощность Камера сгорания (основного — промежуточного подогрева)
combustion chamber primary or reheat
Устройство газотурбинного двигателя для основного (промежуточного) подогрева рабочего тела Подогреватель рабочего тела
working fluid heater
Устройство для подогрева поступающего в него рабочего тела без смешивания его с продуктами сгорания топлива Регенератор/рекуператор
regenerator/recuperator
Теплообменный аппарат, предназначенный для передачи теплоты отработавших в турбине газов рабочему телу Примечание — Передача теплоты рабочему телу или воздуху перед его поступлением в камеру сгорания ГТД Предварительный охладитель
precooler
Теплообменный аппарат, предназначенный для охлаждения рабочего тела ГТД перед его первоначальным сжатием Промежуточный охладитель
intercooler
Теплообменный аппарат, предназначенный для охлаждения рабочего тела ГТД в процессе его сжатия Устройство защиты от превышения частоты вращения ротора
overspeed trip
Регулирующий или отключающий элемент, который при повышении частоты вращения ротора ГТД сверхустановленного предельно допустимого значения, приводит в действие систему защиты Газовая турбина -система управления
control system
Система, используемая для управления, защиты, контроля и отображения информации о состоянии промышленной газотурбинной установки (газотурбинного двигателя) на всех режимах работы Примечание — Она включает систему управления пуском, системы управления и регулирования подачи топлива и частоты вращения ротора, датчики, устройства контроля подачи электропитания и другие средства управления, необходимые для правильного пуска, устойчивой работы, останова, ограничения режима работы и/или выключения установки при условиях, отличных от заданных Система регулирования
governing system
Элементы и устройства для автоматического регулирования параметров газотурбинной установки Примечание — К параметрам относятся частота вращения ротора, температура газов, давление, выходная мощность и другие параметры Топливный регулирующий клапан
fuel governor valv
Регулирующий орган для изменения подачи топлива в газотурбинный двигатель Примечание — Возможны также устройства другого типа для регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель Топливный стопорный клапан
fuel stop valve
Регулирующий орган для изменения подачи топлива в газотурбинный двигатель Примечание — Вместо топливного стопорного клапана может использоваться топливный отсечной клапан, перекрывающий магистраль подачи топлива в ГТД при срабатывании Зона нечувствительности системы управления
dead band
Диапазон изменения входного сигнала, не связанный с корректирующим воздействием регулятора расхода топлива Примечание — Зона нечувствительности (применительно к частоте вращения) — это отношение частоты вращения к номинальной частоте вращения в процентах Статизм регулирования системы управления
governor droop
Изменение частоты вращения ротора силового вала на установившемся режиме работы газотурбинной установки, вызванное внешним воздействием, от нуля до номинальной, выраженное в процентах от номинальной частоты вращения Датчик предельной температуры рабочего тела
overtemperature detector
Первичный чувствительный элемент системы управления ГТД, который непосредственно реагирует на изменение температуры и выходной сигнал которого воздействует через соответствующие усилители или преобразователи на систему защиты от предельного превышения температуры Теплота сгорания топлива
fuel specific energy
Общее количество тепла, выделившегося при сгорании единицы массы топлива, кДж/кг Удельный расход теплоты
heat rate
Отношение теплоты сожженного в ГТД топлива за единицу времени к произведенной им мощности, кДж/кВт ч Примечание — Удельный расход теплоты рассчитывают по низшей теплоте сгорания топлива при нормальных условиях Удельный расход топлива
specific fuel consumption
Отношение массового расхода топлива к выходной мощности ГТУ (ГТД), кг/кВт ч Газовые турбины — КПД
thermal efficiency
Отношение выходной мощности к расходу теплоты топлива, подсчитанное по его низшей теплоте сгорания при нормальных условиях Условная температура на входе в турбину
reference turbine inlet temperature
Условная средняя температура рабочего тела непосредственно перед сопловыми лопатками первой ступени. Режим (частота вращения) «самоходности»
self-sustaining speed
Режим (минимальная частота вращения выходного вала), при котором газотурбинный двигатель работает без использования мощности пускового устройства при наиболее неблагоприятных внешних условиях Режим (частота вращения) холостого хода
idling speed
Установленный изготовителем режим (частота вращения выходного вала), при котором газотурбинный двигатель может работать устойчиво и можно осуществлять нагружение или останов Максимальная продолжительная частота вращения
maximum continuous speed
Максимально допустимое при длительной эксплуатации значение частоты вращения выходного вала газотурбинного двигателя, с которого отбирается мощность Номинальная частота вращения вала
rated speed
Частота вращения выходного вала газотурбинного двигателя, при которой определены его расчетные показатели Турбина -предельно допустимая частота вращения ротора
turbine trip speed
Частота вращения ротора ГТД, при которой срабатывает аварийное устройство защиты для отсечки подачи топлива в газотурбинный двигатель и останова двигателя Система впрыска пара (воды)
steam and/or water injection system
Система, обеспечивающая впрыск пара (воды) в рабочее тело для увеличения мощности ГТД и/или уменьшения содержания оксидов азота (NOx) в отработавших газах Удельная масса
mass-to-power ratio
Отношение полной сухой массы газотурбинного двигателя к его мощности, кг/кВт Помпаж компрессора
compressor surge
Неустойчивый режим работы компрессора ГТД, характеризующийся сильными низкочастотными колебаниями массового расхода рабочего тела в компрессоре и соединительных каналах

Читать еще:  Давление дизельного двигателя значение

КПД российского газотурбинного двигателя для ДКВП «Зубр» выше украинского всего на 0,4%

Двигатель М70ФРУ-2 производства НПО «Сатурн» станет основой для силовой установки малого десантного корабля на воздушной подушке «Зубр» (проект 12322). Главной энергетической силовой установкой «Зубра» первоначально была ГТУ типа М35. Она включает в себя три тяговых газотурбинных агрегата (ГТА) М35-1 и два нагнетательных ГТА М35-2. В состав каждого из агрегатов входят ГТД еще советской разработки ДП71 (в украинской классификации – UGT6000) разработки и производства «Зоря-Машпроект». Двигатели ДП71 производятся в Николаеве с 1978 года.

Для замены украинских ГТД «Сатурн» в 2014 году начал работы по ОКР «Агрегат ДКВП». Цель опытно-конструкторской работы – создание газотурбинного двигателя М70ФРУ-2 и корабельных ГТА М35Р-1, М35Р-2 и М70Р мощностью 10 000 л.с. В характеристиках двигателя М70ФРУ-2, представленных 25 апреля НПО «Сатурн», указан КПД в 32,4%. Это всего на 0,4% лучше украинского ГТД.

Российские ГТД для фрегатов проекта 11356 и СКР проекта 11540 обогнали украинские по КПД

Производители и конструкторы газотурбинных двигателей: КПД таких установок ограничен 38-40%

Эффективность ГТД зависит от качества материалов и запчастей

В группе компаний «Дизельзипсервис», которая занимается в том числе ремонтом газотурбинных двигателей, КПД, заявленный «Роллс-Ройсом», выглядит сомнительно, это скорее маркетинговый ход. Представитель компании добавил, что КПД газотурбинных силовых установок сильно зависит от особенностей эксплуатации двигателя, а также от качества материалов и запчастей. «Так, после модернизации системы топливоподачи у двигателя ДЖ59 и установки на него новых лопаток из современных сплавов, коэффициент полезного действия ГТД увеличился, а расход топлива – уменьшился», – сказал представитель ГК «Дизельзипсервис».

Он также отметил, что новшества вроде кобальтовых сплавов и аддитивных технологий могут еще улучшить этот показатель. «Например, двигатель ДВ71Л (UGT6000+) до капремонта был «усталым», его КПД уменьшился вполовину с 30%. Ремонт на «Кингисеппском машиностроительном заводе» с применением новых материалов позволил восстановить это значение почти до показателей нового двигателя. Но заводское качество изготовления ГТД принципиально важно», – резюмировали в «Дизельзипсервисе».

Читать еще:  Двигатель вас плохо заводится

Ресурс до капитального ремонта составляет у газовой турбины 20 000 — 30 000 рабочих часов, у газопоршневого двигателя этот показатель равен 60000 рабочих часов. Стоимость капитального ремонта газовой турбины с учётом затрат на запчасти и материалы значительно выше.

Полный капитальный ремонт газовой турбины — более сложная работа, чем капремонт газового двигателя. Ремонт газовой турбины выполняется только на предприятии-изготовителе. Кроме того, при ремонте газовой турбины используются очень дорогие запчасти, что делает его стоимость очень высокой. Поэтому время простоя газового двигателя по сравнению с газовой турбиной сокращено. Затраты на запчасти и материалы для капремонта газового двигателя также ниже.

Интервалы техобслуживания

Ремонтные работы, интервал (часы)Турбины, авиационные и малые промышленныеТурбины, промышленныеГазопоршневой двигатель
Ремонт камеры сгорания5 00010 000
Средний ремонтРемонт турбины и камеры сгоранияРемонт головок цилиндров
10 00015 00030 000
Полный капитальный ремонт20 00030 00060 000

Эксплуатация

Мотор с турбиной немного капризен в эксплуатации

При использовании турбомотора важно помнить, что сразу на нем ехать нельзя. Сначала нужно прогреть, даже в теплое время года

То же и с его отключением. Прежде чем заглушить двигатель, нужно дать ему поработать на холостых оборотах. Таким образом, мотор постепенно будет остывать.

Важно! В двигателях такого вида важно плавное повышение и понижение температуры. Об этом нужно помнить, иначе можно загубить мотор

Это интересно: Выбор хорошего автомобиля для обучения вождению (пример)

6) Гоночный автомобиль STP-Paxton Turbocar

Это гоночный болид был разработан Кеном Уоллис для выступления в гонках «Indianapolis 500». Впервые данный спорткар принял свое участие на «Indy 500» в 1967 году. Газовая турбина автомобиля и место для пилота располагались рядом друг с другом. Крутящий момент с помощью преобразователя тут-же передавался на все четыре колеса.

Читать еще:  Двигатель v12 сколько лошадей

В 1967 году, во время проведения основной гонки, этот болид был претендентом на победу. Но за 12 километров до финиша по причине выхода из строя подшипников, автомобиль сошел с дистанции.

Газотурбинный двигатель со свободно-поршневым газовым генератором

На данный момент газотурбинные двигатели этой конструкции — самые перспективные для строительства автомобилей. Устройство представляет собой блок, объединяющий поршневой компрессор и двухтактный дизель. В средней части находится цилиндр с прямоточной продувкой, внутри которого располагается два связанных между собой специальным механизмом поршня. При схождении поршней происходит сжимание воздуха, и топливо воспламеняется. Сгоревшее топливо способствует образованию газов, которые при высокой температуре и давлении провоцируют расхождение поршней в стороны. Далее через выхлопные окна газы попадают в газосборник. Благодаря наличию продувочных окон в цилиндр проникает сжатый воздух, который способствует очищению от выхлопных газов и подготавливает двигатель к следующему циклу. После этого процесс повторяется.

Принцип работы ГТЭС

Газотурбинная электростанция работает следующим образом: топливо (газ или дизельное горючее) подается в камеру сгорания, туда же компрессором нагнетается сжатый воздух. Газ, смешанный с воздухом, образует топливную смесь, которая под давлением нагнетается в компрессор и воспламеняется.

Из сопла вырывается под высоким давлением струя раскалённого газа, попадает на установленные в несколько рядов лопатки турбины и начинает её вращать. Вал турбины передает крутящий момент на ротор генератора, ответственного за выработку электроэнергии, которая, проходя через трансформатор, передается потребителю энергии.

Отработанные газы уходят через выхлопную трубу в атмосферу или, если предусмотрена их утилизация, поступают в теплообменник или котел утилизатор и используются для обогрева помещений.

Упрощенная принципиальная схема энергоблока газотурбинной электростанции представлена на рисунке:

Принципиальная технологическая схема электростанции с газовыми турбинами:
КС — камера сгорания; КП — компрессор; ГТ — газовая турбина; С — генератор;
Т — трансформатор; М — пусковой двигатель.

Краткий курс истории газотурбовозостроения

В 1938 году швейцарская компания Brown, Boveri & Cie по заказу швейцарских федеральных железных дорог разработала газотурбовоз, получивший наименование Am 4/6 1101.

Это была первая в мире подобная конструкция. Ее полноценным испытаниям и совершенствованию помешала война, хотя Am 4/6 1101 водил составы вплоть до конца 1950-х. К тому времени газотурбовозы появились и в США, где в 1950—1960-х годах было разработано несколько десятков локомотивов с турбинами мощностью от 3300 до 6300 кВт. Но в 1969 году все американские опыты с ГТД были свернуты по причине экономической неэффективности.

В 1955 году Коломенский тепловозо-строительный завод приступил к разработке первого советского газотурбовоза. Отдельное КБ было сформировано из молодых энтузиастов, руководителем стал конструктор Лев Лебедянский. В 1959 году Коломенский завод построил первый газотурбовоз Г1−01 мощностью 3500 л. с., затем этим предприятием было выпущено два пассажирских газотурбовоза серии ГП1. Однако невозможность (на тот момент) конкурировать с электровозами свела на нет интерес руководства к новому проекту.

Последним советским газотурбовозом стал опытный ГТ101, построенный в 1960 году в Луганске. Три коломенских газотурбинных локомотива поступили в депо Льгов, где работали наравне с тепловозами и электровозами. До сегодняшнего дня ни один не сохранился.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector