Схемы и оборудование газотурбинной ТЭЦ

Статор турбины в моноблочной конструкции ГТУ должен быть единым силовым блоком, воспринимающим подшипникамидинамические нагрузки и вес роторов, при этом с его помощью передаются усилия на раму. Поэтомук статору предъявляются повышенные требования по прочности прочным и жесткости.Во-вторых, статором образуется неподвижная часть проточной части газовой турбины. Поэтому происходит его соприкосновение с газовым потоком, имеющим высокую температуру. Так как к немуприкреплены сопловые лопатки, то он должен быть обладать достаточной эластичностью и тепловым расширением отдельных элементов, которые образуют проточную часть турбины.В стационарных ГТУ обычнонаружный корпус статора сварной, имеющий горизонтальный разъем, что в результате дает возможность облегчить монтаж, демонтаж и выполнить центровку. Сварная конструкция, кроме того, имеет вес, значительно меньше литой.А необходимая жесткость обеспечивается ребрами,которые приварены на наружной поверхности [2, 5]. В корпусе турбины располагаются сопловые аппараты.Они выполняютсяв двух вариантах: неразъемные с сопловыми лопатками илис лопатками, которые приварены к наружному кольцу.Данные конструкции имеют повышенную жесткость,но неудобны в эксплуатации, так как их заменатребует разборки турбины. В связи с этим сопловой аппарат изготавливается из двух половинок или нескольких сегментов, что обеспечивает существенное упрощениеих ремонт [2, 5].Конструкция осевых компрессоров, используемых в ГТУ, типична для лопаточных машин. В компрессоре ГТУ может бытьот 20 и более ступеней. Компрессор с учетом большого числа ступеней иногда выполняется из двух корпусов, которые располагаютсяпоследовательно.Между ними для снижения работы сжатия применяется промежуточное охлаждение воздуха. Так как давление воздуха перед первыми рабочими лопатками ниже атмосферного, то при работе на влажном воздухе возможно выпадение инея и образование льда на поверхности проточной части и лопаточном аппарате. В связи с этим ГТУ имеют систему подогрева воздуха [1, 2, 5].Проточная часть компрессора образована следующими элементами, среди которых входнойконфузор, входной направляющий аппарат; рабочие ступени, неподвижный лопаточный венец (направляющий аппарат) и выходной диффузор. Чтобы изменить расход воздуха на переменных режимах применяютвходной направляющий аппарат и направляющий аппарат первой ступени, имеющий поворотные лопатки. На некоторых ГТУ на второй и третей ступенях компрессораустанавливаются такие направляющие аппараты. Ротор компрессора выполняется разборным инеразборным [1, 2, 5].Камера сгорания является один из самых сложных элементов ГТУ. От того, насколько стабильным и равномерным является поле температур на выходе из камеры сгорания, а также насколько чистым от продуктов неполного сгорания топлива будет выходящий поток, в значительной мере зависит работоспособность турбины. На рис. 11приведена схема камеры сгорания, которая получила название тупиковой [2].Рис. 11. Схема тупиковой камеры сгорания:G1, G2 - первичный и вторичный воздух;1 - регистр, 2 - горелка (или форсунка), 3 - трубажаровая (или пламенная), 4 - корпусКамера состоит из наружного корпуса 4, внутри которого помещается жаровая труба 3. В тупиковой камере подвод воздуха иотвод продуктов сгорания выполняется с одной стороны камеры. Воздух осуществляет движение в кольцевом пространстве между корпусом и жаровой трубой. Количество воздуха, которое поступает в камеру сгорания, превышает количество, необходимое для сгорания топлива, в 2,5-5 раз. Его количество определяется условием, какая температура должна быть получена на выходе из камеры сгорания [2].Зажигание топлива осуществляется запальным устройством (или воспламенителем) 7, в качестве которого может использоваться небольшая горелка или электрическая свеча [2].Жаровая труба, особенно в зоне горения, работает в теплонапряженных условиях, которые обусловливают лучистый и конвективный теплообмен продуктов сгорания. В связи с этим с внутренней стороны она защищена керамическими вставками.Также она дополнительно охлаждается подачей воздуха через щелевые зазорыиз наружной полости вдоль стенок.Также применяются прямоточные камеры сгорания, в которых в отличиеот тупиковых камерподвод воздухаосуществляется со стороны регистра. Камеры сгорания бывают выносными и встроенные [2, 5]. Встроенные камеры сгорания расположены между турбиной и компрессором. Используется два основных типа встроенных камер сгорания: секционные и кольцевые (рис. 12) [2]. Секционная камера сгорания образуется несколькими камерами сгораниями (секциями), которые располагаются по радиусу соосно турбокомпрессорному валу (рис. 12А). Количество секций - от 4 до 12. В кольцевой камере (рис. 12Б) есть общий кольцевой корпус, в котором происходит циркуляция воздуха.Жаровые трубы внутри корпуса располагаются по радиусу. Кольцевыекамеры являются более компактными, чем секционные.Рис. 12. Схемы встроенных камер сгорания:А - секционная, Б -кольцевая;1 - камера сгорания, 2 - корпускольцевой, 3 - трубыжаровые, 4 - патрубки переброса пламениКроме перечисленных элементов для нормальной работы ГТУнеобходимы также следующие элементы [2, 5]:- системы очистки и охлаждения воздуха перед компрессором;- система шумоглушения;- антипомпажная система;- устройство для промывки компрессора;- систем топливоподачи;- системамаслоснабжения;- система электроснабжения;- противопожарная система.ЗаключениеЦелью реферата являлся анализ схем и оборудования газотурбинной ТЭЦ.Были решены задачи:- выполнен анализ схем ГТУ;- изучены конструктивные решения ГТУ;- рассмотрено применяемое современных ГТУ.В процессе работы были проанализированы материалы в части ГТУ. Рассмотрены реализуемые термодинамические циклы, конструктивные решения современных ГТУ и применяемое оборудование.Таким образом, были установлены основные характерные особенности ГТУ:- большинство современных энергетических ГТУ выполнены по простейшей тепловой схеме без регенерации;- возможность поставлять их на объект в виде моноблока заводской готовности;- в конструкциях применяется промежуточное охлаждение воздуха;- ГТУ имеют обычно единый турбокомпрессорный вал, часто двухопорный;- одновременно находят применение двухзальные конструкции с разрезным валом;- применяются достаточно сложные конструкции валов, при которых один вал проходит внутри другого;- нашли применение выносные камеры сгорания; - система охлаждения проточной части воздушная, т.е. используется воздух, отбираемый из компрессора;- ГТУ снабжаются системами шумоглушения;- камеры сгорания кольцевого типа располагаются по оси вала между компрессором и турбиной.Список использованных источниковЕлисеев Ю.С. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок / Ю.С. Елисеев [и др.]. – М. : Изд-во МГТУ им. И.Э. Баумана, 2000. – 639 с.Зысин Л.В. Парогазовые и газотурбинные тепловые электростанции: учеб. пособие. – СПб. : Изд.-во Политехн. ун-та, 2010. – 368 с.Соколов В.С. Газотурбинные установки: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1986. – 150 с.Стационарные газотурбинные установки: справочник / под ред. Л.В. Арсеньева и В.Г. Тырышкина – Л.: Машиностроение, 1989. – 543 с.Цанев С.В. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций / С.В. Цанев, В.Д. Буров, А.Н. Ремезов. – М. : Изд-во МЭИ, 2002. – 584 с.