سیستم راه اندازی برای تاسیسات توربین گاز. سیستم استارت موتور برای واحدهای توربین گاز زمینی
برای شروع کار مستقلبه توربوشارژر توربین گازی باید سرعت چرخش معینی داده شود. این امر با استفاده از نوعی موتور راه اندازی که روتور توربوشارژر را تسریع می کند به دست می آید. در فرآیند استارت از 2700-2900 دور در دقیقه، منبع سوخت روشن می شود و سوخت در 2900-3200 دور در دقیقه مشتعل می شود. پس از احتراق سوخت، احتراق خاموش می شود و احتراق در محفظه ها به طور مداوم حفظ می شود. با افزایش دمای گاز و افزایش تعداد دورها، توان تولید شده توسط توربین افزایش می‌یابد و بر این اساس قدرت موتور راه‌انداز کاهش می‌یابد. با رسیدن به دور تقریباً 5600 دور در دقیقه، استارت خاموش می‌شود و توربوشارژر مستقل عمل می‌کند که در آن نیروی توربین به طور کامل توان مصرفی کمپرسور را تامین می‌کند.
موتورهای سه فاز AC ناهمزمان دارای ویژگی نامطلوب تغییر گشتاور به عنوان تابعی از سرعت هستند، بنابراین توان نصب شده آنها باید بیشتر از توان مصرفی توربوشارژر در طول دوره راه اندازی باشد. موتورهای AC با حلقه های فاز دارای بهترین ویژگی های راه اندازی هستند. کاهش قدرت یک موتور القایی را می توان با استفاده از یک انتقال پیوسته متغیر بین موتور و توربوشارژر به دست آورد. انتقال متغیر پیوسته می تواند هیدرولیک یا با پمپ های جابجایی مثبت و موتورهای هیدرولیک یا با کوپلینگ های سیال و ترانسفورماتورهای هیدرودینامیکی باشد.
در توربین های گازی بسیار بزرگ با روتورهای سنگین، قدرت و اندازه موتورهای راه انداز AC به مقادیر غیر قابل قبولی می رسد که در نتیجه لازم است از موتورهای DC برای راه اندازی استفاده شود که ویژگی های مطلوب تری دارند. به عنوان یک قاعده، ایستگاه ها منابع جریان مستقیم پرقدرت ندارند، بنابراین، در چنین مواردی، سیستم راه اندازی شامل یک واحد ژنراتور-موتور جداگانه است که جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می کند. مزیت اضافی چنین سیستمی امکان کارکرد طولانی توربوشارژرها با هر سرعتی در حد توان مجاز سیستم الکتریکی است که هنگام تنظیم نمونه اولیه نصب و هنگام گوش دادن به توربوست پس از تعمیر بسیار ارزشمند است.
برای کاهش اندازه موتورهای راه اندازی، آنها معمولاً اضافه بار قابل توجه خود را فراهم می کنند. بنابراین، برای جلوگیری از گرمای بیش از حد غیرقابل قبول موتورهای راه اندازی، تعداد استارت های متوالی در صورت استارت ناموفق معمولاً به سه مورد محدود می شود. قبل از روشن کردن بعدی، لازم است آنها را به مدت 20-30 دقیقه خنک کنید.
سرعت کار موتور راه انداز مطابق با تعداد دورهای محور کمپرسور در لحظه ای است که GTP شروع به کار مستقل می کند، بنابراین، برای جلوگیری از بیش از حد غیرقابل قبول سرعت موتور راه انداز، کلاچ های قطع کننده از نوع بیش از حد بین آنها نصب می شود. آن و GTU.
استارت برقی با AC 380 V، 50 هرتز تغذیه می شود. موتور آسنکرون با سرعت ثابت یا موتور سنکرون BDPT-1966 استفاده می شود.
تحت سیستم هایی که به عملکرد توربین گاز خدمت می کنند، مجموعه ای از وسایل فنی است که با کمک آنها می توان تمام حالت های عملیاتی نصب را اجرا کرد.
کار توربین گاز کشتی توسط سیستم های زیر ارائه می شود:
سیستم سوخت؛
سیستم پرتاب؛
سیستم روغن کاری؛
سیستم درخواست
سیستم معکوس؛
سیستم خنک کننده برای واحدهای ساختاری GTU؛
سیستم تنظیم، کنترل و حفاظت - RUZ GTE؛
دستگاه های ورودی و خروجی هوا.
سیستم سوخت
سیستم سوخت GTE برای تامین سوخت به انژکتورهای محفظه های احتراق به میزانی طراحی شده است که قدرت موتور مشخص شده را فراهم می کند و همچنین برای آماده سازی اولیه سوخت در توربین های گازی که با درجه های سوخت سنگین کار می کنند.
از همان گریدهای سوخت می توان در توربین های گازی کشتی استفاده کرد که در نیروگاه های دیزلی:
سوخت های دیزل مطابق با علائم GOST 305-82 L- تابستان، دبلیو- زمستان، آ- قطب شمال؛
سوخت های دیزل مطابق با علائم GOST 4749-73 دی سیو DL;
سوخت های موتور مطابق با علائم GOST 1667-68 DT(رده معمولی و با کیفیت) و DM;
سوخت های توربین گازی مطابق با علائم GOST 10433-75 TG– دسته بندی کیفیت معمولی و TGVC– بالاترین دسته کیفیت؛
روغن های سوخت نیروی دریایی مطابق با علائم GOST 10585-99 F-5و F-12.
در سیستم های سوخت موتورهای رم جت سبک، فقط از گریدهای تقطیر سبک سوخت استفاده می شود. استفاده از سوخت‌های ارزان‌قیمت، توجه به پیامدهای مرتبط با افزایش محتوای خاکستر و محتوای ناخالصی‌ها را ضروری می‌سازد، که می‌تواند باعث ایجاد فرآیندهای خوردگی در بخش‌های جریان GT، رانش بخش‌هایی از قسمت جریان با خاکستر و مواد قیری. بنابراین، موتورهای توربین گازی که بر روی گریدهای سنگین سوخت کار می کنند، یک سیستم پیش تصفیه و افزودنی سوخت جداگانه به عنوان بخشی از سیستم سوخت دارند. عملکرد توربین های گازی بر روی سوخت های تقطیر نسبتاً گران قیمت با هیچ مشکلی همراه نیست و نیازی به اقدامات خاصی برای اطمینان از احتراق آنها در محفظه احتراق ندارد.
سیستم های سوخت توربین های گاز دریایی باید شرایط زیر را برای کارکرد موتور فراهم کنند:
فشار سوخت لازم برای اسپری با کیفیت بالا در نازل های اتاق های احتراق.
ویسکوزیته سوخت در مقابل انژکتورها بیش از 1.2 - 1.5 نیست O E(درجه ویسکوزیته) برای کیفیت اسپری مناسب؛
عدم وجود محتوای آب، که ارزش حرارتی سوخت را کاهش می دهد، باعث خوردگی تجهیزات سوخت می شود و منجر به از بین رفتن شعله در محفظه احتراق می شود.
عدم وجود ناخالصی های مکانیکی که نازل ها، پمپ های سوخت و فیلترها را مسدود و فرسوده می کند.
دریافت سوخت در مخازن ذخیره اصلی از مزارع مخازن ساحلی و شناور.
سیستم های سوخت توربین های گازی که با سوخت های سنگین کار می کنند، علاوه بر موارد فوق، باید موارد زیر را نیز ارائه دهند:
امکان پیش تصفیه سوخت در هواپیما؛
پیش گرم کردن سوخت سنگین تا دمای 120 ÷ 130 O بابرای کاهش ویسکوزیته آن؛
فیلتر کردن کامل سوخت چند مرحله ای و اطمینان از مصرف سوخت قابل اعتماد توسط پمپ سوخت اصلی.
امکان استفاده از سوخت سبک راه اندازی برای تسهیل راه اندازی توربین های گازی؛
شستشوی انژکتورها با سوخت سبک در طول خاموشی های برنامه ریزی شده یا تمیز کردن آنها با هوای فشرده در هنگام خاموش شدن اضطراری برای جلوگیری از انجماد سوخت سنگین در انژکتورها و اطمینان از شروع مطمئن بعدی GTU.
برنج. 67. طرح و ترکیب سیستم سوخت توربین های گازی که با سوخت سنگین کار می کنند.
سیستم سوخت اصلی آب شستشوی تازه
راه اندازی سیستم آماده سازی سوخت سیستم سوخت
DB- مخزن با دمولسیفایر (پلی گلیکول استر فنل OP-7)؛ SC- مخزن اختلاط؛ DN- پمپ دوز؛ NPS- پمپ آب شستشو؛ ZTC- مخزن سوخت یدکی؛ ESRD- پمپ انتقال سوخت؛ جمعه- بخاری سوخت؛ پ– بخاری محلول شستشو؛ - مخزن با محلول سولفات منیزیم؛ سانتی متر- میکسر؛ در باره- مخازن ته نشینی؛ سپتامبر- جداکننده؛ AP- فیلترهای اسلات؛ SF- فیلترهای توری؛ RCTT- مخزن سرویس سوخت سنگین؛ RCLT- مخزن سرویس سوخت سبک؛ NLT- پمپ سوخت سبک؛
که در- یک سیلندر با هوای فشرده؛ از- نازل های اصلی؛ PF- نازل شروع؛ BN- پمپ تقویت کننده (تقویت کننده)؛ GTN- پمپ بنزین اصلی؛ قبل از میلاد مسیح- شیر بای پس؛ K1, K2- جرثقیل؛ SC- ترمز اضطراری؛ هنر- توزیع کننده خودکار سوخت؛ دی سی- سوپاپ دریچه گاز.
با
نموداری از سیستم سوخت یک توربین گازی که با سوخت سنگین کار می کند در شکل نشان داده شده است. 67. GTE هایی که بر روی سوخت های سنگین کار می کنند دارای دو سیستم سوخت موازی هستند: پرتاب کنندهو پایه ای.از تانک DBدمولسیفایر به مخزن اختلاط فرستاده می شود SCجایی که آب شیرین تامین می شود. از مخزن اختلاط، آب با یک دمولسیفایر (50٪ محلول OP-7)، پمپ دوز مخلوط می شود. DN 1 به مکش پمپ آب شستشو ارسال می شود NPSبه مقدار 0.4 ÷ 0.5 درصد مصرف سوخت. پس از گرم شدن آب شستشو با یک دمولسیفایر در بخاری پآب به میزان 5 ÷ 8 درصد از سوخت مصرفی به دستگاه مخلوط کن می رسد سانتی متر، جایی که با سوخت عرضه شده توسط پمپ انتقال سوخت مخلوط می شود ESRDاز مخزن سوخت ذخیره از طریق بخاری سوخت. بخشی از آب به مخزن فرستاده می شود، جایی که سولفات منیزیم کریستالی بارگیری می شود MgSO 4 ، محلول در غلظت 25٪. افزودنی محلول MgSO 4 به سوخت، نقطه ذوب پنتوکسید وانادیم را افزایش می دهد V 2 O 5 تا حدود 1100 O با (V 2 O 5 در بخش های سنگین روغن یافت می شود و باعث خوردگی شدید در حالت مذاب می شود که به آن خوردگی وانادیوم در دمای بالا می گویند). محلول سولفات منیزیم به دست آمده در مخزن توسط پمپ دوز تامین می شود DN2به مخزن تامین سوخت سنگین یا در خط سوخت جلوی انژکتورها. با آب شستشو در میکسر مخلوط می شود سانتی مترسوخت به مخازن ته نشینی فرستاده می شود در بارهجایی که جداسازی سوخت تصفیه شده از آب با نمک های محلول در آن صورت می گیرد. سوخت از مخازن وارد جداکننده ها می شود و در نهایت از آب باقیمانده جدا می شود.
سوخت جدا شده وارد باک سرویس می شود RCTT، که ظرفیت آن توسط ذخیره سوخت برای تقریبا 8 ساعت کار GTU (دو شیفت) تعیین می شود. از جانب RCTTسوخت شسته شده حاوی مواد افزودنی توسط بوستر پمپ از طریق فیلترهای شکاف گرفته می شود BNو از طریق صافی ها به سمت مکش به پمپ بنزین اصلی فرستاده می شود GTN. GTNسوخت را از طریق مرحله بعدی فیلترها به بخاری سوخت هدایت می کند، که در آن دمای گرمایش توسط یک تنظیم کننده که شیر بای پس را کنترل می کند تغییر می کند. قبل از میلاد مسیح. مصرف سوخت در انژکتورها توسط یک دریچه گاز تنظیم می شود دی سی، از صفحه کنترل کنترل می شود و بخشی از سوخت را دوباره به داخل تخلیه می کند RCTT. سوخت گرم شده پس از فیلتراسیون به توزیع کننده اتوماتیک سوخت ارسال می شود هنربا استارت اتوماتیک، کنترل سوخت رسانی به انژکتورهای اصلی موتور از.
در طول خاموشی های برنامه ریزی شده، سیستم سوخت با سوخت تقطیر سبک که توسط پمپ سوخت سبک از مخزن سوخت سبک از طریق صافی ها تامین می شود، شستشو می شود. هنگام شستشو با شیر آب K2منبع سوخت اصلی قطع می شود که به طور کامل به سمت تخلیه در داخل هدایت می شود RCTTاز طریق دریچه گاز دی سی. در خط سوخت پشت شیر K2سوخت سبک عرضه می شود که در آن توربین گازی که قبلاً به حالت بیکار تغییر کرده است به مدت 3-5 دقیقه کار می کند و پس از آن سوخت رسانی کاملاً متوقف می شود و خط سوخت از شیر K2تا انژکتورها با سوخت سبک پر شده است. این امر راه اندازی آسان و قابل اعتماد بعدی توربین گاز را تضمین می کند.
در هنگام توقف اضطراری، سوخت رسانی به انژکتورها توسط یک شیر توقف قطع می شود SC، که تکانه های سیستم به آن متصل است RUZ GTD. در این حالت، سوخت از خط فشار به سمت تخلیه به داخل دور می‌شود RCTT، و بخش خط سوخت بعد از شیر توقف SC، شامل هنرو نازل ها از، با هوای فشرده از یک سیلندر دمیده شده است که در.
سیستم سوخت سبک نیز در هنگام راه اندازی هنگامی که سوخت تمام شده است استفاده می شود RCLTپمپ بنزین از طریق خروس K1به استارتر عرضه می شود PF. در طول دوره قبل از شروع، سیستم سوخت با روشن شدن پمپ ها گرم می شود BNو GTNو بخاری سوخت در همان زمان، دریچه گاز دی سیبه طور کامل بسته است و تمام سوخت با استفاده از یک شیر توقف برای تخلیه به باک به باک فرستاده می شود RCTT.
برای موتورهای توربین گازی که فقط از سوخت تقطیر سبک برای کار استفاده می کنند، این سیستم بسیار ساده شده است. در این حالت بخشی از سیستم سوخت که برای شستشو و معرفی مواد افزودنی در نظر گرفته شده است و همچنین قسمت سیستم سوخت سبک کاملاً حذف می شود. برای چنین موتورهایی، سیستم سوخت شامل موارد زیر است: مخزن سرویس,فیلترهاجلو و پشت GTN، ترمز اضطراری,هنرو نازل ها. پمپ انتقال سوخت در این حالت سوخت را از مخزن ذخیره مستقیماً به مخزن سرویس می رساند.
سیستم راه اندازی
سیستم راه اندازی GTU برای راه اندازی کارخانه طراحی شده است. این عملیات نیاز به یک منبع خارجی انرژی (موتور راه اندازی) دارد که عنصر اصلی سیستم راه اندازی است.
به طور کلی، سیستم راه اندازی GTU شامل اجزای زیر است:
موتور راه اندازی;
دستگاه احتراق;
کلاچ بیش از حد.
موتور راه اندازیبرای چرخش اولیه واحد توربو کمپرسور در نظر گرفته شده است و در زمان راه اندازی به روتور توربوشارژر متصل می شود. با چرخاندن روتور توربوشارژر، موتور راه انداز جایگزین توربین گازی بیکار می شود و هوا را به محفظه های احتراق می رساند.
موارد زیر را می توان به عنوان موتورهای راه اندازی در موتورهای توربین گاز استفاده کرد:
موتورهای الکتریکیجریان مستقیم و متناوب ( استارت های برقی);
استارت توربو، که موتورهای توربین گازی کم مصرف خودکفایی با توربین قدرت آزاد هستند. در این حالت، موتور توربین گاز در دو مرحله راه اندازی می شود: در مرحله اول، استارت توربو بوسیله موتور الکتریکی راه اندازی آن (معمولاً DC از باتری تغذیه می شود) و در مرحله دوم، توربوشارژر کارخانه اصلی راه اندازی می شود. . این طرح شروع معمولاً برای موتورهای هواپیمای توربوجت و توربوپراپ استفاده می شود.
توربین های بخار (توربو اکسپندرها) معمولاً در کشتی هایی که دارای دیگ بخار کمکی به عنوان بخشی از نصب کمکی خود هستند استفاده می شود.
توربین های پنوماتیککار از یک سیستم هوای فشرده راه اندازی.
دستگاه احتراقبرای اطمینان از اشتعال شعله در محفظه های احتراق طراحی شده است و یک انژکتور سوخت شروع و یک شمع برقی است.
شمع ولتاژ بالا در تمام مدت کارکرد واحد استارت یک تخلیه جرقه ثابت می دهد و سوخت انژکتور راه اندازی را مشتعل می کند. شعله انژکتور راه اندازی به گونه ای هدایت می شود که از احتراق پایدار سوخت در انژکتور اصلی اطمینان حاصل کند. پس از احتراق سوخت انژکتور اصلی از طریق لوله های انتقال شعله، سوخت در انژکتورهای اتاق های احتراق باقی مانده مشتعل می شود. دستگاه احتراق استارت، با انجام عملکرد خود، به طور خودکار همراه با سیستم سوخت راه اندازی خاموش می شود.
چرخ آزادبرای اتصال موتور راه اندازی به توربوشارژر استفاده می شود، از چرخش آن و قطع خودکار موتور راه اندازی از شفت GTE هنگامی که توربوشارژر به سرعت معینی می رسد اطمینان حاصل کنید.
فرآیند راه اندازی GTE شامل دوره های زیر است (شکل 68):
1 دوره - شتاب سرد. موتور راه انداز به روتور واحد توربو کمپرسور، که شامل یک محفظه احتراق راه اندازی با یک دستگاه احتراق است، با استفاده از یک کلاچ بیش از حد متصل می شود. کمپرسور چرخانده شده توسط موتور استارت شروع به پمپاژ هوا به مسیر گاز-هوای نصب می کند، در نتیجه یک جریان هوا از کمپرسور از طریق محفظه های احتراق، قطعات جریان توربین، مبدل های حرارتی به خروجی گاز اگزوز ایجاد می شود. ، و انتشار آن در جو. پس از اینکه جریان هوای تامین شده توسط کمپرسور به محفظه احتراق برای اکسید شدن حداقل سوخت کافی باشد، سوخت از سیستم سوخت راه اندازی از طریق نازل شروع به محفظه احتراق می رسد که توسط دستگاه احتراق مشتعل می شود.
دوره دوم - حالت اسکورت . پس از احتراق سوخت در محفظه های احتراق، هوای گرم مخلوط با محصولات احتراق شروع به جریان یافتن به داخل توربین گاز می کند که منجر به ظهور گشتاور افزایش یافته در محور توربین می شود که به گشتاور موتور راه اندازی اضافه می شود. از این لحظه، شتاب روتور توربوشارژر به دلیل عملکرد مشترک موتور راه اندازی و توربین گاز شدیدتر می شود و جریان هوا در محفظه احتراق افزایش می یابد. در عین حال، مصرف سوخت عرضه شده به محفظه های احتراق افزایش می یابد. با افزایش بیشتر سرعت توربوشارژر، توربین تمام بار کمپرسور را به دلیل فشرده سازی هوا و تلفات انرژی ناشی از اصطکاک در یاتاقان ها بر عهده می گیرد. هنگامی که سرعت کمپرسور بیشتر از سرعت موتور راه‌انداز باشد، کلاچ بیش از حد موتور راه‌انداز را از روتور توربوشارژر جدا می‌کند.
3 دوره - شتاب داغ . پس از خاموش کردن موتور راه انداز، شتاب بیشتر روتور توربوشارژر به دلیل تفاوت در گشتاور ایجاد شده توسط گاز روی شفت توربین و هوای روی محور کمپرسور (با در نظر گرفتن اصطکاک در یاتاقان ها) انجام می شود. شتاب ادامه می یابد تا زمانی که اختلاف گشتاور مذکور برابر با صفر شود، که مربوط به دستیابی به یک عملکرد حالت پایدار تعادلی توربوشارژر است. تعادل می تواند در هر نرخ جریان سوختی که به محفظه احتراق عرضه می شود رخ دهد که از حداقل مقدار معینی فراتر رود، که کمتر از آن نمی توان عملکرد حالت ثابت توربوشارژر را به دست آورد.
برنج. 68. دوره های راه اندازی GTE.
PD- موتور راه اندازی؛ م- کلاچ بیش از حد؛ Tl- تامین سوخت؛ م PD- گشتاور موتور راه اندازی؛ م GTگشتاور توربین گاز است.
معمولاً به سیستم راه‌اندازی یک توربین گاز دریایی وظیفه می‌رسد که واحد را به حالتی برساند که در آن توربوشارژر با سرعت ثابت معینی کار کند و قدرت تولید شده توسط واحد در شفت توربین پیشرانه. نزدیک به صفر است این حالت نامیده می شود حالت بیکار - XX.
کنترل راه اندازی توربوشارژر معمولاً به عملیات زیر کاهش می یابد:
روشن کردن کلاچ اوررانینگ؛
روشن کردن موتور استارت؛
دستگاه احتراق را روشن کنید؛
تامین سوخت محفظه احتراق.
معمولاً موتور استارت و دستگاه جرقه زن به طور همزمان روشن می شوند. لحظه شروع عرضه سوخت به محفظه احتراق با فشار سوخت لازم برای بدست آوردن اتمیزه شدن مناسب و سرعت جریان هوای تامین شده توسط کمپرسور تعیین می شود، که در آن دمای گاز در جلوی توربین گاز از مقدار حدی تجاوز نمی کند. و احتمال پدیده سرج کمپرسور محوری منتفی خواهد بود.
سیستم روغن کاری
سیستم روانکاری GTE برای تامین روغن یاتاقان های توربین ها و کمپرسورها، چرخ دنده و حذف گرما از آنها طراحی شده است.
الزامات زیر برای روغن های مورد استفاده در توربین های گاز دریایی اعمال می شود:
مقاومت بالا در برابر تشکیل رسوبات بارندگی و لاک الکل؛
نقطه اشتعال بالا (دمای عملکرد کمپرسور و یاتاقان های توربین گاز می تواند به 150 ÷ 250 برسد. O با);
نوسانات کم (نقطه جوش باید در 50 ~ باشد O بابالاتر از حداکثر دمای عملیاتی آن)؛
روغن های GTU باید به عنوان یک محیط حفاظتی در زمانی که دستگاه بیکار است عمل کند و باعث خوردگی در سیستم روغن نشود.
برای روانکاری و خنک کردن یاتاقان های غلتشی موتور توربین گاز، یک دستگاه پایدار حرارتی با ویسکوزیته کم نفت توربین گاز دریایی - GOST 10289-79؛ و برای روغن کاری دنده - روغن توربین 46 و توربین با افزودنی - Tp-46 GOST 9972-74.
در واحدهای توربین گاز، که در آن سیستم کنترل، کنترل و حفاظت خودکار (RUZ GTE) دارای محرک های هیدرولیکی است، از روغن کم ویسکوزیته سیستم روانکاری GTE به عنوان محیط کار استفاده می شود.
طرح های مورد استفاده سیستم های روغن کاری برای موتورهای توربین گازی کشتی و کشتی را می توان به دو گروه تقسیم کرد:
سیستم های فشارکه مشخصه آن تامین جت روغن به یاتاقان ها تحت فشار از طریق کانال های مخصوص در آسترها یا از طریق نازل های روغن است. این سیستم ها در موتورهای توربین گازی با یاتاقان های غلتشی و ساده استفاده می شوند.
سیستم های روغن کاری مه روغن.
در نوبتش سیستم های فشارمی توان تقسیم کرد:
بر سیستم های روغن کاری اجباری، که در آن روغن کاری به تمام اجزای پمپ روغن انجام می شود (پمپ روغن اغلب روی موتور توربین گاز نصب می شود و چرخش را از روتور کمپرسور از طریق گیربکس دریافت می کند).
سیستم های روانکاری گرانشی، که در آن روان کننده از مخزن واقع در سطح 10 ÷ 12 تامین می شود. متربالای موتور توربین گاز برای تامین فشار روغن لازم. پمپ روغن در این حالت فقط روغن را از مخزن زباله به مخزن جاذبه برمی گرداند. این طرح فقط برای کشتی های ناوگان حمل و نقل قابل قبول است، جایی که ابعاد اتاق های موتور اجازه قرار دادن عناصر سیستم روغن کاری گرانشی را می دهد. از سیستم های روانکاری گرانشی نیز استفاده می شود سیستم های روغن کاری پشتیبان. حجم مخازن ثقلی بر اساس عملکرد 10 ÷ 15 دقیقه ای موتور توربین گاز انتخاب می شود که در طی آن می توان نقص در عملکرد سیستم روانکاری اصلی را برطرف کرد یا دستور قطع منبع سوخت برای احتراق داده شد. اتاقک هایی برای توقف اضطراری موتور توربین گاز در ساحل.
سیستم روغنکاری توربین گاز دریایی از عناصر اصلی زیر تشکیل شده است (شکل 69): اصلیو پمپ های روغن آماده به کار;فیلترها;بخاری هاو کولرهای روغنی;مخازن نفت(روغن مصرفی، زاپاس، کثیف، روغن کاری گرانشی برای سیستم های روغن کاری گرانشی)؛ جداکننده های روغن;پمپ انتقال روغن;KIPو خطوط لوله
برنج. 69. طرح سیستم روغن GTU (سیستم های اجباری و گرانشی).
خطوط لوله روغن کاری اجباری؛
خطوط لوله مربوط به سیستم گرانشی؛
خطوط لوله تخلیه
RMC- مخزن روغن مصرفی؛ گر.سی- مخزن جاذبه؛
CZM- مخزن روغن یدکی؛ CGM- مخزن روغن استفاده شده (کثیف)؛
OMN- پمپ روغن اصلی؛ RMN- پمپ روغن ذخیره؛
MF- فیلتر مغناطیسی؛ HMF- فیلترهای اصلی روغن؛ MO– کولر روغن؛ ZF- فیلترهای محافظ؛ MPN- پمپ انتقال روغن؛ MSep. - جداکننده
در سیستم های روغن کاری GTE، حفاظت در برابر افت فشار روغن الزاماً ارائه می شود. هنگامی که فشار روغن کاهش می یابد، پمپ روغن پشتیبان باید به طور خودکار شروع به کار کند یا سیستم باید به روغن کاری خط گرانشی روی آورد. اگر فشار در سیستم روانکاری به افت ادامه یابد (که ممکن است نشان دهنده پارگی خط لوله فشار نفت باشد)، سیگنالی از سیستم به شیر توقف سیستم سوخت صادر می شود که منبع سوخت انژکتورهای موتور را قطع می کند.پمپ انتقال روغنطراحی شده برای پمپ کردن روغن مصرف شده از RMC به مخزن روغن مصرف شده، برای جبران اتلاف روغن در سیستم، یا جایگزینی کامل روغن با پمپاژ آن از CZM به RMC.
جدا کننده روغنبرای حذف آب و ناخالصی های مکانیکی از روغن استفاده می شود. در فصل سرد، می توان روغن را با جداکننده از طریق پمپاژ کرد بخاری نفتی(در نمودار نشان داده نشده است). گرمایش روغن در RMC همچنین می تواند از سیستم کویل هایی انجام شود که از طریق آن بخار از یک دیگ بخار کمکی عبور می کند.
سیستم درخواست
سیستم تهویه برای استخراج مخلوط روغن و هوا از حفره های روغن بلبرینگ های GTE، جداسازی روغن از هوا و سپس بازگشت روغن به سیستم روانکاری GTE طراحی شده است.
سیستم درخواست شامل:
خطوط لوله، اتصال حفره های روغن بلبرینگ ها با ظرفیت ته نشینی؛
مخزن ته نشینی(مخزن)، که در آن قطرات روغن رها می شود و روی دیوارها رسوب می کند. اغلب نقش مخزن ته نشینی توسط مخزن زباله سیستم نفت ایفا می شود.
جداکننده های روغن (سانتریفیوژها) تکمیل فرآیند جداسازی مخلوط روغن و هوا به اجزای تشکیل دهنده آن؛ آنها توسط یک گیربکس متصل به شفت توربوشارژر GTE با استفاده از یک دنده کاهش هدایت می شوند.
سیستم معکوس
سیستم معکوس GTE برای تغییر جهت چرخش محور پروانه به سمت مخالف طراحی شده است. در کشتی‌ها و کشتی‌های دارای توربین گاز، می‌توان از وسایل زیر برای اطمینان از معکوس استفاده کرد:
خاص موتورهای معکوس. این روش معکوس اغلب در هیدروفویل ها - SPK استفاده می شود. در این حالت، موتورهای معکوس، ملخ های مستقل خود را دارند که در موقعیت غیر جابجایی SEC بالای سطح آب قرار دارند و زمانی که کشتی در موقعیت جابجایی حرکت می کند، در آب غوطه ور می شوند.
انتقال الکتریکی. این روش معکوس در کشتی هایی که از نیروی محرکه الکتریکی استفاده می شود قابل اجرا است (GTE بر روی یک ژنراتور الکتریکی کار می کند که برق را به موتور محرکه منتقل می کند).
دنده معکوس. در این حالت، موتور توربین گاز چرخش را به چرخ دنده ای منتقل می کند که طراحی آن امکان تغییر جهت چرخش شفت خروجی متصل به پروانه را بدون تغییر جهت چرخش شفت خود موتور توربین گاز می دهد. متداول‌ترین آنها دنده‌های برگشت‌پذیر هیدرولیک، از جمله کوپلینگ سیال و مبدل گشتاور، و دنده‌های مکانیکی (گیربکس‌های برگشت‌پذیر) هستند.
پروانه های برگشت پذیر(معمولا ملخ های گام قابل تنظیم). معکوس با جابجایی پره های چرخشی پروانه از موقعیت رو به جلو به عقب انجام می شود. در این حالت، جهت چرخش محور پروانه برعکس تغییر نمی کند.
موتورهای توربین گاز معکوسقادر به تغییر جهت چرخش محور یک توربین گازی پیشران است.
استفاده از موتورهای توربین گازی برگشت پذیر دریایی با استفاده از مجزا همراه است توربین ها(مراحل) معکوس کردن–TZH، یا خاص توربین های گریز از مرکز برگشت پذیر.
توربین های محوری برگشت پذیر در دو نسخه ممکن انجام می شود (شکل 70):
مانند توربین معکوس جداگانه، روی یک دیسک جداگانه قرار دارد که به طور صلب به روتور توربین پیشرانه متصل است (شکل 70. آ);
به شکل یک مکان ترکیبی روی یک دیسک گام های رو به جلو و معکوس(استفاده از تیغه های دو طبقه - شکل 70. ب).
یکی از عناصر مهم سیستم معکوس در توربین های محوری برگشت پذیر می باشد بدنه توزیع گاز، که به کمک آن می توان گاز بعد از توربین کمپرسور را یا به مسیر جریان توربین رو به جلو و یا به مسیر جریان توربین معکوس هدایت کرد.
هنگام معکوس کردن، روتور توربین محرکه ابتدا توسط گازی که به مسیر جریان توربین معکوس می رسد، ترمز می شود که با لبه های پره های روتور به جلو می چرخد. به این حالت کارکرد موتور «حالت ضد گاز» می گویند. پس از توقف کامل روتور توربین محرکه، بدنه توزیع گاز کل جریان گاز را به سمت توربین معکوس هدایت می کند.
برنج. 70. نمودارهای آرایش متقابل قطعات جریان TPH و TPH
آ- با TZH، بر روی یک دیسک جداگانه انجام می شود.
ب- با TZH، ساخته شده به شکل تیغه های ردیف دوم.
1 - توربین کمپرسور; 2 - توربین جلو؛ 3 – توربین معکوس
4 - بدنه توزیع گاز; 5 - ردیف دوم تیغه های TZH.
حرکات بدنه توزیع گاز باید با تامین سوخت به انژکتورها مرتبط باشد. هنگام معکوس کردن GTE، دنباله عملیات زیر باید رعایت شود:
کاهش عرضه سوخت به انژکتورها تا دور آرام؛
جابجایی همزمان بدنه توزیع گاز که گاز را به TPH دور می زند، با کاهش تدریجی جریان گاز به صفر، که به قسمت جریان TPH عرضه می شود.
افزایش عرضه سوخت به انژکتورها تا مقداری مطابق با حالت حرکت معکوس مشخص شده پس از جابجایی کامل بدنه توزیع گاز.
عیب اصلی روش های معکوس که در بالا توضیح داده شد وجود تلفات زیاد تهویه به دلیل چرخش بیکار مراحل بیکار است (مراحل چرخش TZH در حالت بیکار در دنده جلو و TPCH در دنده عقب). چرخش بیکار مراحل توربین در یک هوای متراکم یا گاز، بخش قابل توجهی از انرژی موتور را مصرف می کند. این تلفات برای نیروگاه های توربین گاز می تواند به 3 ÷ 4 درصد از توان GTE برای یک TPH غیر فعال و حتی بیشتر برای یک TPH غیر فعال برسد. علاوه بر این، در حین چرخش بیکار توربین، عناصر آن به شدت گرم می شوند، که هزینه های اضافی را برای خنک کردن آن به همراه دارد. در مورد استفاده از پره های دو طبقه، یک مشکل اضافی، اطمینان از استحکام پره های بالا در سرعت های بالا روتورهای توربین است.
توربین های گریز از مرکز برگشت پذیر
این روش معکوس با این واقعیت مشخص می شود که هنگام استفاده از آن هیچ تلفات تهویه هم در مسیر جلو و هم در مسیر عقب کشتی وجود ندارد. این به این دلیل است که با آرایش شعاعی تیغه ها می توان از پروانه یکسانی هم برای عملکرد جلو و هم برای معکوس استفاده کرد. در این حالت، معکوس با چرخاندن پره های راهنمای حلقه نازل انجام می شود (شکل 71).
برنج. 71. طرح یک توربین گریز از مرکز برگشت پذیر.
1 - تاج نازل با تیغه های دوار. 2 - پروانه با تیغه های شعاعی;
3 - تیغه ها در موقعیت HRP;
4 - تیغه ها در موقعیت ZX.
با وجود خواص مثبت، توربین‌های مرکزگرای برگشت‌پذیر به دلیل مشکل در چیدمان قطعات جریان متشکل از چندین توربین گریز از مرکز به صورت سری و پیچیدگی ترکیب مراحل مرکز و محوری در یک محفظه، هنوز در توربین‌های گاز دریایی رایج نشده‌اند. در عین حال، استفاده منطقی از توربین های گریز از مرکز برگشت پذیر شامل ترکیبی از توربین های محوری به عنوان محرک برای کمپرسورهایی با توربین های پیشران گریز از مرکز است.سیستم های خنک کننده برای واحدهای ساختاری توربین های گازی
خنک کننده قطعات توربین گازی که در معرض دماهای بالا قرار دارند برای دستیابی به سطح دما و اختلاف دما استفاده می شود که عملکرد قابل اعتماد موتور توربین گاز را در همه حالت ها تضمین می کند.
سیستم های خنک کننده برای عناصر ساختاری GTU عبارتند از:
سیستم خنک کننده آب دریا تجهیزات توربین گاز؛
سیستم خنک کننده آب شیرین واحدهای ساختاری توربین های گازی؛
سیستم خنک کننده هوا واحدهای ساختاری توربین های گازی
سیستم خنک کننده آب دریا تجهیزات GTU (شکل 72) برای حذف گرما از کولرهای روغن، کولرهای هوا و خنک کننده آب شیرین (در مورد استفاده از سیستم خنک کننده آب شیرین برای واحدهای ساختاری GTU) طراحی شده است. سیستم خنک کننده هم با تامین آب اجباری - با استفاده از یک پمپ گریز از مرکز یا نوع محوری و هم خود جریانی انجام می شود. در سیستم های خود جریان، پمپ خنک کننده آب دریا فقط در حالت های سرعت آهسته، توقف یا معکوس استفاده می شود، زمانی که نمی توان فشاری در لوله ورودی ایجاد کرد که برای غلبه بر مقاومت هیدرولیکی مسیر خنک کننده کافی است.
برنج. 72. طرح سیستم های خنک کننده آب برای توربین های گاز.
RCPV- مخزن سرویس آب شیرین؛ او- پمپ اصلی مدار خنک کننده؛ RN- پمپ ذخیره مدار خنک کننده؛ اف- فیلترها؛ 1 - تامین آب خنک کننده به قسمت پایین بدن؛ 2 - تامین آب خنک کننده به قسمت بالایی بدن؛ 3 - برداشت از حساب آب گرماز ته کیس؛ 4 - حذف آب داغ از قسمت بالایی بدن؛ OPV- کولر آب شیرین؛ MO– کولر روغن؛
که در- کولر؛ ELV- مصرف آب دریا؛ FZV- فیلتر آب دریا؛ CN- پمپ گردش آب دریا؛ SZV- تخلیه آب بیرونی؛
م- روغن؛ که در- هوا
سیستم خنک کننده آب شیرین (شکل 72) فقط برای قطعات ثابت (محفظه کمپرسور، توربین های گاز، لوله های اگزوز و حلزونی و غیره) موتورهای توربین گازی غیر مستقیم انجام می شود.
سیستم های خنک کننده هوا محفظه های توربین (شکل 73) در موتورهای رم جت با حرکت محوری هوا و گاز استفاده می شود که محفظه آنها شکل استوانه ای ساده ای دارد. هوای خنک‌کننده وارد فضای حلقوی بین محفظه بیرونی و محفظه‌های توربین می‌شود، محفظه‌ها را می‌شوید و به دلیل عمل بیرون راندن جت گاز به داخل مجرای گاز تخلیه می‌شود. موارد زیر را می توان به عنوان یک محیط خنک کننده استفاده کرد: هوای موتورخانه، هوای اتمسفر یا هوای گرفته شده از یکی از مراحل کمپرسور.
در باره 
خنک سازی عناصر قسمت جریانتوربین ها: نازل، پره های روتور و دیسک های روتور، توسط هوای گرفته شده از یکی از مراحل کمپرسور انجام می شود.
رایج ترین طرح ها برای خنک سازی عناصر مسیر جریان عبارتند از در فضای باز باز کنیدو درونی بازسیستم های خنک کننده
برنج. 73. طرح خنک کننده هوای کیس GTE.
UPG- استفاده از مولد بخار
که در- خط لوله هوای خنک کننده؛
جی- مجرای گاز
سیستم های خنک کننده خارجی باز (جزئی، صفحه و جت) دمای قطعات فلزی مسیر جریان را به میزان 50 ÷ 70 کاهش می دهند. O با. هوا از طریق سوراخ های روتور از طریق کانال ها به شکاف بین روتور و پره راهنما می رسد، بالای پره راهنما، ریشه پره های روتور می دمد و با جریان گاز در مسیر جریان مخلوط می شود. توربین (شکل 74. آ).با خنک کننده هوای داخلی، هوا از طریق سوراخ های مخصوص ریشه آن وارد داخل تیغه کار می شود. بسته به طراحی تیغه های خنک شده، هوا از کانال های داخل تیغه عبور می کند (شکل 74. ب-V، یا از طریق شکاف بین دفلکتور (درج داخلی) و پوسته بیرونی تیغه (شکل 74). جی) و سپس از طریق سوراخ های قسمت انتهایی یا لبه انتهایی به قسمت جریان پرتاب می شود، جایی که با جریان گاز مخلوط می شود. استفاده از خنک کننده داخلی تیغه ها باعث می شود تا دمای فلز تیغه های کار به میزان 150 ÷ 300 کاهش یابد. O با.
برنج. 74. روش های خنک سازی پره های توربین
آ- سیستم باز در فضای باز؛ ب, V, جی– سیستم های خنک کننده باز داخلی
خنک‌سازی دیسک‌ها و روتورهای توربین‌های گازی با کمک هوای چرخه‌ای انجام می‌شود و می‌تواند به چند روش انجام شود:جریان هوای شعاعیهنگامی که هوا از طریق سوراخ های روتور به ریشه دیسک می رسد و به سمت حاشیه آن حرکت می کند.
جت خنک کننده، که در آن جریان های هوا مستقیماً روی لبه دیسک می دمد.
تصفیه هوااز طریق شکاف های ریشه های تیغه؛
خنک کننده رگبارکه در آن یک لایه هوای محافظ بین گازها و سطح دیسک ایجاد می شود.
به صورت ترکیبیترکیب چند مورد از موارد بالا
سیستم تنظیم، کنترل و حفاظت (RUZ GTD )
در طول کار توربین گاز کشتی، تغییرات مکرر در مسیر کشتی و عملکرد نیروگاه در حالت های متغیر امکان پذیر است. هنگام کار با موتور توربین گاز در تمام حالت های عملیاتی، لازم است اطمینان حاصل شود:
اقتصادی ترین عملکرد کارخانه؛
دمای گازهای جلوی توربین گاز، با توجه به شرایط مقاومت حرارتی مواد مسیر جریان، بیش از حد مجاز نباشد.
فرآیند پایدار احتراق سوخت بدون شکست شعله؛
عملکرد بدون پمپ کمپرسور محوری
انجام تمام این شرایط در طول کارکرد موتور توربین گاز توسط سیستم های تنظیم، کنترل و حفاظت - RUZ GTE تضمین می شود که وظایف زیر را به آنها اختصاص می دهد:
پیاده سازی و نگهداری کلیه حالت های عملیاتی، ثابت و گذرا توربین های گازی با حداقل تعداد تاثیر بر روی کنترل های دستی.
تبدیل و انتقال تکانه ها از کنترل های دستی به وسایل فنی که حالت های عملکرد توربین گاز را کنترل می کند و به آن سرویس می دهد.
حذف امکان دستکاری نادرست توسط پرسنل عملیاتی هنگام کنترل واحد در تمام حالت ها.
خارج كردن كارخانه از كارخانه يا محدود كردن امكان بهره برداري آن بدون مداخله پرسنل نگهداري در حالتهايي كه با نقض شرايط عادي كاركرد هر واحد سازه اي يا جزء كارخانه همراه باشد.
ارائه اطلاعات لازم به پرسنل تعمیر و نگهداری برای نظارت بر شرایط عملکرد موتور توربین گاز و عناصر کارخانه و اعلام تخلف از شرایط عادی عملکرد آنها.
قدرت به دست آمده در فلنج خروجی موتور توربین گاز به سرعت جریان سوخت عرضه شده به محفظه های احتراق بستگی دارد، بنابراین سیستم کنترل معمولاً با سیستم سوخت خود موتور ترکیب می شود. تغییر در قدرت موتور توربین گاز را می توان با عمل بر روی عنصری که منبع سوخت را کنترل می کند انجام داد و ماهیت اثر بستگی به نوع انژکتورهای سوخت نصب شده روی موتور (قابل تنظیم یا غیر قابل تنظیم) دارد. و روش تغییر عملکرد انژکتورهای قابل تنظیم.
بسته به نحوه انجام فرآیند تنظیم، دو روش اصلی برای تنظیم قدرت موتور توربین گاز وجود دارد: کیفیتو کمی.
مقررات کیفیت با تغییر دمای گاز در جلوی توربین گاز با یک تغییر کوچک در جریان هوای شارژ تولید می شود. در این حالت برای کاهش بار، میزان سوخت عرضه شده به محفظه های احتراق کاهش می یابد. در عین حال ضریب هوای اضافی افزایش یافته و دمای گازهای جلوی توربین گاز کاهش می یابد که منجر به کاهش افت حرارت تولید شده توسط توربین و کاهش قدرت تاسیسات می شود. تنظیم کیفی ساده ترین است، اما زمانی که حالت عملکرد موتور از حالت محاسبه شده منحرف می شود، منجر به کاهش قابل توجه راندمان می شود.
مقررات کمی با تغییر سرعت کمپرسور انجام می شود که به نوبه خود باعث تغییر در جریان هوا و افزایش درجه فشار می شود. با این روش تنظیم، دمای گاز در مقابل توربین گاز به شدت تغییر می کند که باعث ایجاد حداکثر تنش های حرارتی در جزئیات مسیر جریان می شود.
در توربین های گاز واقعی، استفاده از روش خاصی برای کنترل توان بسیار نادر است، اما معمولاً از آنها استفاده می شود مقررات مختلط ، که هر دو روش توصیف شده را ترکیب می کند. در تمام موارد، تغییر در توان خالص در نهایت با تغییر مصرف سوخت سوخته حاصل می شود.
استفاده كردن نازل های ثابتتغییر مصرف سوخت در محفظه های احتراق را می توان با استفاده از یک پمپ با ظرفیت متغیر و یا با تغییر تخلیه بخشی از سوخت از فشار پمپ بنزین به مخزن سوخت انجام داد. راه های تغییر مصرف سوخت در نازل های قابل تنظیمهنگام در نظر گرفتن سیستم های کنترل دیگ بخار در قسمت دوم کتابچه راهنما مورد بحث قرار خواهد گرفت.
در توربین های گازی رایج ترین روش برای کنترل جریان سوخت ورودی به محفظه های احتراق استفاده از انژکتورهای چند مرحله ای یا چند کاناله است. استفاده از انژکتورهای چند کاناله این امکان را فراهم می کند که با تغییر محدود فشار سوخت در پشت پمپ بنزین، دامنه تغییرات در منبع سوخت به میزان قابل توجهی افزایش یابد. هدف تنظیم در چنین سیستم هایی یک دریچه گاز است (شکل 75).
برنج. 75. طرح کنترل تامین سوخت هنگام استفاده از انژکتورهای چند کاناله.
TN- پمپ سوخت با بهره وری متغیر؛ دبلیو- واشر پمپ سوخت؛ تی- پیش نویس دادن پمپ سوخت؛ RZ- قرقره توزیع (شامل در هنر); پ- پیستون یک قرقره توزیعی؛ اف- مشعل سوخت؛ آر- دسته کنترل دریچه گاز - "بخش گاز"؛ دی سی- سوپاپ دریچه گاز؛ 1 به– تامین سوخت به کانال اول انژکتورها؛ 2K- تامین سوخت به کانال دوم انژکتورها؛ 1 - خط لوله خیساندن پمپ سوخت. 2 - خط لوله فشار پمپ سوخت. 3 - تخلیه سوخت به داخل باک.
مقدار سوخت عرضه شده به محفظه های احتراق موتور (شکل 75) با فشار سوخت در حفره شیر توزیع تعیین می شود. با دریچه گاز کاملاً باز، کنترل شده سیستم تنظیمفشار سوخت عرضه شده توسط پمپ سوخت برای حرکت دادن پیستون فنری کافی نیست. پیستون در موقعیت منتهی به سمت چپ قرار دارد و با بدنه خود سوراخ های تامین سوخت کانال اول و دوم انژکتورها را می پوشاند. در این حالت تمام سوختی که وارد حفره قرقره شده است از طریق خط تخلیه به مخزن سوخت سرویس تخلیه می شود. با بسته شدن دریچه گاز، فشار در حفره قرقره به تدریج افزایش می‌یابد و پیستون شروع به حرکت به سمت راست می‌کند و ابتدا سوراخ سوخت را به اولین کانال‌های انژکتور باز می‌کند (در شکل نشان داده شده است). با بسته شدن بیشتر قرقره - به کانال های دوم انژکتورها. کنترل موتور توربین گاز در این حالت به کنترل موقعیت دریچه گاز کاهش می یابد.
سیستم های کنترل موتورهای توربین گازی که بر روی CPP کار می کنند پیچیده تر هستند. همین قدرت را می توان به دست آورد مقدار زیادترکیبات مختلف مصرف سوخت و زاویه چرخش پره های پروانه. از بین این ترکیبات، به عنوان یک قاعده، ترکیبی انتخاب می شود که حداکثر کارایی نصب را فراهم می کند (یعنی هر زاویه چرخش پره های پروانه باید با مصرف سوخت خاصی مطابقت داشته باشد).
به طور معمول، پارامترهای زیر موتور توربین گاز مشمول مقررات هستند:
سیستم حفاظتی موتور توربین گاز برای محدود کردن قدرت موتور یا اطمینان از خاموش شدن اضطراری آن در مواقع اضطراری طراحی شده است.
دستگاه های محافظ با توجه به میزان تأثیر بر عملکرد موتور به دو دسته تقسیم می شوند محدود کنندهو حاشیه ای.
وسایل ایمنی محدود کننده در مواردی ایجاد می شود که نقض شرایط عملکرد عادی GTP ماهیت کوتاه مدت داشته باشد و (یا) زمانی که شرایط عادی را می توان با اقدام بر روی دستگاه های ویژه ای که علت نقص را از بین می برد بازیابی کرد. وسایل حفاظتی محدود کننده عبارتند از:
حفاظت از موج, جلوگیری از وقوع جهش کمپرسور با عمل بر روی دستگاه های ضد ولتاژ هنگامی که نقاط رژیم به مرزهای مناطق موج نزدیک می شوند.
محافظت در برابر سرقت روتورهاتوربوماشین ها، که با کاهش مصرف سوخت عرضه شده به محفظه های احتراق، از افزایش سرعت چرخش روتورها بیش از حد محاسبه شده جلوگیری می کند. این نوع حفاظت سرعت چرخش توربوماشین ها را در محدوده 100 ÷ 110 درصد در مقایسه با حالت بار نامی محدود می کند. با افزایش بیشتر سرعت، یک دستگاه محافظ عمل حد فعال می شود و به طور کامل عرضه سوخت به محفظه های احتراق را متوقف می کند.
وسایل حفاظتی را محدود کنید در مواردی که نقض شرایط عادی عملکرد توربین گاز ماهیت طولانی مدت دارد و این تخلفات می تواند منجر به حوادث کارخانه شود استفاده می شود. به عنوان استفاده از حفاظت نهایی:
حفاظت از سرعت روتورتوربین نیروی محرکه(محافظت در برابر سرقت روتور)؛
حفاظت از سرعت روتور کمپرسور;
حفاظت از فشار روغندر سیستم روانکاری GTE
تمام وسایل حفاظت از حد، یک ضربه به شیر توقف سیستم سوخت می دهند (شکل 67 را ببینید)، فوراً منبع سوخت را به انژکتورهای موتور قطع می کنند.
دستگاه های ورودی و خروجی هوا
ورودی های هوا موتورهای توربین گاز دریایی برای تامین هوا به موتورها، محافظت از موتورهای توربین گاز در برابر نفوذ اجسام خارجی، گازهای خروجی، پاشش و نمک آب دریا، ذرات فرسایشی و محافظت از دستگاه های ورودی کمپرسور در برابر یخ زدن طراحی شده اند.
در کشتی های جابجایی، رایج ترین ورودی های هوای بالای عرشه از نوع شفت، که ممکن است شامل عناصر زیر باشد (شکل 76):
لوله ورودی(پ) برای گرفتن هوا از جو و تشکیل جریان هوا طراحی شده است. لوله های ورودی در قسمتی از ظرف قرار دارند که کمترین نفوذ نمک ممکن و پاشیده شدن آن به جریان هوا باشد. آب دریا، گازهای خروجی، گرد و غبار و سایر اجسام خارجی؛
فیلترها(اف) ارائه تصفیه هوای تامین شده به مکش کمپرسور.
مال خودم(دبلیو). به منظور کاهش سطح سر و صدا، شفت اغلب با یک پوشش جاذب صدا در داخل پوشانده می شود. RFP);
دستگاه کاهش نویز(GShطراحی شده برای کاهش سطح سر و صدای جریان هوا؛ منبع اصلی نویز در موتور توربین گاز، قسمت مکش کمپرسور است، که در آن نویز زمانی رخ می دهد که جریان هوا با پره راهنمای ورودی ثابت و متعاقباً ردیف اول پره های روتور که به سرعت در حال چرخش هستند، برخورد کند.
برنج. 76. طرح من
ورودی هوا
دستگاه های GTD
لوله حلزونطراحی شده برای تشکیل جریان هوای ورودی به کمپرسور.
ورودی های هوای بالای عرشه گاهی اوقات برای تامین هوای موتورخانه ساخته می شوند، جایی که یک یا چند موتور توربین گازی آن را می گیرند.
دستگاه های اگزوز گاز موتورهای توربین گاز دریایی برای حذف گازهای خروجی از موتور با حداقل تلفات انرژی استفاده می شوند و علاوه بر این، اجازه می دهند:
سطح سر و صدای اگزوز را کاهش دهید:
هوای خنک کننده را از زیر محفظه موتور خارج کنید (شکل 73).
دمای گاز پشت توربین را تا حد لازم کاهش دهید.
تامین گاز دیگ های بازیابی گرما
GVU از ترکیبات مختلف (بسته به نوع و محل موتور) از عناصر زیر تشکیل شده است: دیفیوزر پس از توربین. لوله حلزون; لوله های توسعه; زانو چرخان؛ تقویت کننده کشش اجکتور; نازل جت؛ سیستم های خنک کننده و سرکوب صدا
هنگامی که موتورهای توربین گاز در مجاورت عرشه بالایی قرار دارند، واحدهای اصلی قدرت به شکل نازل های جت با دسترسی به قسمت عقب کشتی (برای شناورهای پرسرعت) ساخته می شوند. در این حالت، بخش باقیمانده از انرژی جنبشی گازها به رانش جت اضافی تبدیل می شود.
هنگام قرار دادن یک موتور توربین گاز در MO کشتی در فاصله قابل توجهی از عرشه فوقانی، نیروگاه اصلی لزوماً حاوی یک لوله اگزوز است که جریان گاز را 90 درجه می چرخاند.
این اختراع مربوط به حوزه انرژی، به ویژه روش‌های راه‌اندازی و تامین واحدهای کمپرسور گاز است و می‌تواند هنگام راه‌اندازی هر گونه تاسیسات توربین گازی مورد استفاده قرار گیرد. روش راه اندازی نیروگاه توربین گازی شامل سه مرحله است. در مرحله اول و دوم، روتورهای توربوشارژر به طور صلب متصل شده توسط یک دستگاه راه اندازی خارجی، به عنوان مثال، یک انبساط دهنده که به طور صلب از طریق یک کوپلینگ اتوماتیک به شفت توربوشارژر متصل می شود، باز می شوند. توربو کمپرسور شامل یک کمپرسور، یک توربین و یک محفظه احتراق مجهز به شیر کنترل سوخت در مرحله اول راه اندازی بسته و در مرحله دوم باز است. قطع بعدی روتورهای کمپرسور و توربین که به سرعت طراحی شده اند از دستگاه راه انداز قطع می شود و با افزایش دبی و فشار گاز سوخت، آنها را به سرعت کار در مرحله سوم می رساند. در خروجی کمپرسور محوری، یک شیر تسکین نصب شده است که به ورودی محفظه احتراق متصل است. راه اندازی نیروگاه توربین گاز در مرحله اول و دوم با باز بودن شیر کمکی انجام می شود و قبل از قطع دستگاه راه اندازی، شیر کمکی بسته می شود. هدف این اختراع کاهش عدم تعادل قدرت ناشی از شکست سرعت روتور توربین و جهش دمای جلوی آن، در لحظه خاموش شدن دستگاه راه‌انداز هنگام راه‌اندازی نیروگاه توربین گاز است. 2 بیمار
این اختراع به حوزه انرژی و به طور خاص به روش‌هایی برای راه‌اندازی و تامین واحدهای توربین گاز (GTP) با سوخت گازی مربوط می‌شود.
راه اندازی یک توربین گاز مهمترین مرحله در سازماندهی عملیات یک ایستگاه کمپرسور است. در فرآیند راه اندازی روتورهای توربین گاز، بارهای دینامیکی شروع به رشد می کنند، تنش های حرارتی در گره ها و قطعات ناشی از گرمایش توربین گاز ایجاد می شود. افزایش دما منجر به تغییر ابعاد خطی تیغه ها، دیسک ها، تغییر فاصله در مسیر جریان و انبساط حرارتی خطوط لوله می شود. هنگام راه اندازی روتور در لحظه اول، یک گوه هیدرولیک پایدار در سیستم روانکاری ارائه نمی شود. روند انتقال روتورها از لنت های کار به لنت های نصب وجود دارد. کمپرسور توربین گاز در منطقه افزایش نزدیک به کار است. سوپرشارژر جریان گاز زیادی را با نسبت تراکم پایین انجام می دهد که منجر به سرعت های بالا به خصوص در خطوط لوله چرخش می شود که باعث ارتعاش آنها می شود. در فرآیند راه اندازی، قبل از وارد شدن به حالت "گاز بیکار"، خطوط شفت برخی از انواع توربین های گاز از چرخش هایی عبور می کنند که با فرکانس ارتعاشات طبیعی منطبق است، یعنی. از طریق پیچ های رزونانسی
راه اندازی GTU با کمک دستگاه های راه اندازی انجام می شود. برای واحدهای پمپاژ گاز (GCU)، از توربو اکسپندرها استفاده می شود که عمدتاً در افت فشار کار می کنند. گاز طبیعی، که از قبل تمیز شده و به فشار مورد نیاز کاهش می یابد. توسعه دهنده های توربو روی اکثر پردازنده های گرافیکی ثابت و برخی از پردازنده های گرافیکی هواپیما نصب می شوند. گاهی اوقات از هوای فشرده به عنوان سیال کار استفاده می شود.
علاوه بر توربو اکسپندر، استارت‌های الکتریکی که در پردازنده‌های گرافیکی کشتی استفاده می‌شوند، کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده‌اند. تعدادی از واحدها مجهز به سیستم استارت هیدرولیک هستند. قدرت دستگاه های راه اندازی 0.3-3.0٪ از قدرت GPU است، بسته به نوع GPU - هوانوردی یا ثابت.
یک الگوریتم معمولی برای راه اندازی خودکار یک GPU ثابت در نظر بگیرید. در طول راه اندازی GPU، سه مرحله قابل تشخیص است. در مرحله اول چرخش روتور کمپرسور محوری و توربین فشار بالافقط به دلیل عملکرد دستگاه راه اندازی رخ می دهد.
در مرحله دوم، روتور توربوشارژر به طور مشترک توسط توربو اکسپندر و توربین در حال چرخش است. هنگامی که به سرعت توربوشارژر رسید که برای احتراق مخلوط 400-1000 دور در دقیقه کافی است، سیستم جرقه زنی روشن می شود و گاز به مشعل پیلوت می رسد. یک سنسور - یک فوتورله سیگنال احتراق عادی را می دهد. تقریباً 1-2 دقیقه پس از رسیدن دما به 150-200 درجه سانتیگراد، مرحله اول گرمایش به پایان می رسد، شیر کنترل حدود 5٪ باز می شود و مرحله دوم گرمایش شروع می شود که 10 دقیقه طول می کشد. سپس به دلیل باز شدن شیر کنترل گاز، سرعت توربین فشار قوی به تدریج افزایش می یابد. هنگامی که سرعت تقریباً به 50٪ از مقدار اسمی رسید، توربین وارد حالت "خودکششی" می شود. هنگامی که کلاچ توربو اکسپندر جدا می شود، مرحله دوم چرخش روتور به پایان می رسد. در این لحظه، برای جلوگیری از شکست در سرعت روتور توربوشارژر، باز شدن تیز دریچه کنترل سوخت 2-3٪ انجام می شود.
در مرحله سوم، شتاب بیشتر روتور توربوشارژر با افزایش تدریجی عرضه گاز به محفظه احتراق رخ می دهد. در همان زمان، دریچه های ضد سرج کمپرسور محوری بسته می شوند، واحد توربین برای کار از پمپ های راه اندازی به پمپ های اصلی که قبلاً توسط روتورهای واحد هدایت می شوند سوئیچ می شود. (A.N. Kozachenko. بهره برداری از ایستگاه های کمپرسور خطوط لوله اصلی گاز. - M.: انتشارات نفت و گاز، 1999، ص 459).
معایب راه حل فنی شناخته شده جهش در دمای محصولات احتراق در توربین در پایان مرحله دوم راه اندازی است. این منجر به تنش های حرارتی قابل توجهی در واحدهای توربین، مالش پره های روتور بر روی عناصر آب بندی شکاف های شعاعی و در نتیجه کاهش منبع توان و راندمان توربین گاز می شود.
روش‌های شناخته شده راه‌اندازی توربین گاز با توربین قدرت آزاد با چرخاندن روتور توربوشارژر توربین گاز با کمک موتورهای راه‌انداز خارجی (موتورهای الکتریکی، توربین‌های بخار، استارترهای بادی، واحدهای توربین گاز). (واحدهای توربین گاز ثابت: یک کتابچه راهنمای. / تحت سردبیری L.V. Arseniev و V.G. Tyryshkin. - L.: Mashinostroyeniye, 1989, p. 376-377).
نزدیکترین راه حل فنی به اختراع پیشنهادی، روشی برای راه اندازی و تامین نیروگاه مطابق با ثبت اختراع RF شماره 2186224 است که شامل چرخاندن روتورهای متصل به سختی یک توربوشارژر و یک کمپرسور تقویت کننده گاز سوخت توسط یک موتور راه اندازی خارجی (مرحله اول) است. ).
پس از رسیدن روتورهای مرتبط کمپرسور تقویت کننده و توربوشارژر به سرعت شروع، شیر کنترل گاز سوخت باز می شود، گاز سوخت به محفظه احتراق می رسد و با جرقه زن مشتعل می شود. محصولات احتراق از طریق توربین گاز GTU عبور می کنند و روتورهای مرتبط فوق الذکر را می چرخانند. هنگامی که روتورهای متصل به سمت بالا می چرخند، هنگامی که به حالت به اصطلاح "خودکششی" رسید، روتورهای متصل شده محکم توربوشارژر و کمپرسور تقویت کننده گاز سوخت از موتور راه اندازی جدا می شوند که به سرعت طراحی می رسند (مرحله دوم). ، و درجه باز شدن شیر کنترل گاز سوخت افزایش می یابد که باعث افزایش سرعت توربوشارژر روتورها می شود. خروجی بیشتر به سرعت عملیاتی با افزایش دبی و فشار گاز سوخت (مرحله سوم) حاصل می شود.
این راه حل فنی همچنین دارای معایبی است که در بالا توضیح داده شد مربوط به جهش دما در هنگام قطع شدن دستگاه راه انداز.
هدف فنی این اختراع ایجاد روشی برای راه اندازی یک نیروگاه توربین گاز است که اجازه می دهد تا عدم تعادل قدرت در هنگام خاموش شدن دستگاه راه اندازی را کاهش دهد، نه به دلیل افزایش مصرف سوخت هنگام راه اندازی توربین گاز. این عدم تعادل قدرت در شکست سرعت محور توربین با یک جهش دمای قابل توجه همزمان در جلوی آن آشکار می شود.
نتیجه فنی به این دلیل به دست می آید که در یک دستگاه شناخته شده حاوی یک دستگاه راه اندازی خارجی (توربو انبساط کننده) که به طور سفت و سخت از طریق یک کوپلینگ اتوماتیک به شفت یک توربوشارژر از جمله یک کمپرسور، یک توربین و یک محفظه احتراق متصل شده است. یک سوپاپ کنترل سوخت که در مرحله اول راه اندازی بسته می شود و در مرحله دوم کمی باز می شود و با افزایش درجه باز شدن آن در مرحله سوم پرتاب، تغییراتی برای تغییر الگوریتم ایجاد شده است. راه اندازی توربین گاز، یعنی؛
در خروجی کمپرسور محوری، یک شیر تسکین نصب شده است که به ورودی محفظه احتراق متصل است:
راه اندازی توربین گاز در مراحل اول و دوم با دریچه تسکین باز انجام می شود.
هنگامی که به حالت "خودکششی" رسید، شیر تسکین قبل از خاموش کردن منبسط کننده بسته می شود.
در نتیجه جریان هوای اضافی از طریق توربین که در این حالت ظاهر می شود، عدم تعادل قدرتی که هنگام خاموش شدن اکسپندر رخ می دهد کاهش می یابد، در حالی که افزایش جریان هوا از طریق محفظه احتراق زمانی که دریچه کنترل سوخت (FRC) دمیده می شود. بالا منجر به کاهش قابل توجهی در جهش دما در جلوی موتور توربو می شود.
شکل 1 نموداری را نشان می دهد که روش پیشنهادی راه اندازی یک توربین گاز را پیاده سازی می کند و شکل 2 برنامه راه اندازی یک توربین گاز را مطابق نمونه اولیه و با توجه به اختراع پیشنهادی نشان می دهد.
عناصر اصلی مدار عبارتند از: 1 - موتور راه اندازی خارجی (بسط دهنده). 2 - کلاچ باز کردن. 3 - کمپرسور محوری; 4 - شیر کنترل گاز سوخت; 5 - درایو توربین گاز; 6 - شیر تسکین; 7 - محفظه احتراق; 8 - توربین گاز قدرت; 9 - بار; 10 - سیستم کنترل اتوماتیک (ACS).
روش پیشنهادی برای راه اندازی توربین گاز به صورت خودکار توسط دستورات ACS به شرح زیر انجام می شود. موتور راه انداز خارجی 1 محورهای متصل شده کمپرسور محوری 3 و توربین گاز محرک 5 را از طریق کلاچ جداکننده 2 می چرخاند. شیر کنترل گاز سوخت 4 بسته است و دریچه تسکین 6 باز است. هوا از طریق احتراق عبور می کند. محفظه 7 وارد توربین محرک می شود و شفت های متصل فوق الذکر را به دلیل انبساط گاز می چرخاند. هنگامی که روتورهای مربوطه به سرعت شروع می‌رسند، شیر کنترل سوخت 4 کمی باز می‌شود و هنگامی که به حالت "خودکششی" رسید، دریچه کمکی بسته می‌شود، در حالی که کلاچ جداکننده 2 به طور خودکار روتور موتور استارت 1 را قطع می‌کند. از روتورهای مرتبط کمپرسور محوری 3 و توربین گاز محرک 5 و درجه باز شدن شیر کنترل سوخت را افزایش می دهد.
روش راه اندازی در نظر گرفته شده را می توان برای هر توربین گازی که در آن از توربو اکسپندر راه اندازی استفاده می شود، اعمال کرد.
شکل 2 مشخصات راه اندازی نیروگاه توربین گاز GTK-10 را با الگوریتم راه اندازی مطابق با نمونه اولیه (معروف) و با توجه به الگوریتم پیشنهادی نشان می دهد.
از تجزیه و تحلیل نمودارها در شکل 2، می توان نتیجه گرفت که پس از خاموش کردن توربو اکسپندر راه اندازی (با سرعت 2600-2800 دور در دقیقه - حالت "خودکششی")، خرابی سرعت روتور توربوشارژر از 300 دور در دقیقه کاهش یافت. تا 50 دور در دقیقه، یعنی 6 بار، و جهش در دمای محصولات احتراق 50 درجه سانتیگراد کاهش یافت، یعنی. دو برابر.
بنابراین، الگوریتم راه اندازی GTU پیشنهادی این امکان را فراهم می کند که به طور قابل توجهی کاهش سرعت محور توربوشارژر و جهش دمای محصولات احتراق در توربین را کاهش دهد، که به نوبه خود افزایش منبع GTU و کاهش مصرف سوخت را تضمین می کند.
معرفی الگوریتم پیشنهادی برای راه اندازی توربین گاز در جولای 2007 در واحد کمپرسور گاز (GCU) GTNR-16 انجام شد و قرار است در واحد کمپرسور گاز GTK-10 معرفی شود.
روشی برای راه اندازی نیروگاه توربین گاز که شامل سه مرحله است که در مرحله اول و دوم، روتورهای توربوشارژر که به طور صلب متصل شده اند توسط یک دستگاه راه انداز خارجی چرخانده می شوند، به عنوان مثال، یک گسترش دهنده که به طور صلب از طریق یک کوپلینگ خودکار متصل می شود. به شفت توربوشارژر که شامل یک کمپرسور، یک توربین و یک محفظه احتراق تامین شده با سوخت است - یک شیر کنترلی در مرحله اول راه اندازی بسته و در مرحله دوم باز است و روتورهای متصل شده کمپرسور و توربین را از استارت جدا می کند. دستگاه زمانی که به سرعت طراحی می‌رسند و در مرحله سوم به دلیل افزایش دبی و فشار گاز سوخت به سرعت کار می‌رسند، مشخص می‌شود که در خروجی کمپرسور محوری یک شیر تسکین نصب می‌شود و متصل می‌شود. به ورودی محفظه احتراق می رسد و راه اندازی نیروگاه توربین گاز در مرحله اول و دوم با شیر کمکی باز انجام می شود و قبل از قطع دستگاه استارت، شیر کمکی بسته می شود.
فصل 11 ویژگی های راه اندازی GTU
مبدل فرکانس استاتیک (SFC)
اطلاعات کلی
یک مبدل فرکانس ساکن (SFC) برای چرخاندن شفت توربین گاز با تامین فرکانس متغیر، ولتاژ کاهش یافته و توان تحریک کاهش یافته ژنراتور استفاده می شود.
روش راه اندازی توربین گاز کاملاً خودکار است. ژنراتور در حالت "موتور" استفاده می شود و در طول چرخه استارت شفت را تا درصد معینی از سرعت نامی شتاب می دهد.
پس از رسیدن به این درصد معین از سرعت اسمی، CFC خاموش می شود و سپس توربین گاز خود به خود تا 100 درصد سرعت اسمی شتاب می گیرد.
در سرعت نامی 100٪، ژنراتور ولتاژ نامی تولید می کند و برای توالی همگام سازی شبکه برق آماده است.
علاوه بر عملکرد شروع، CFC همچنین برای شتاب دادن به دستگاه تا سرعت مشخصی در طول سیکل فلاش استفاده می شود.
راه اندازی تجهیزات سیستم
تجهیزات سیستم راه اندازی در محفظه ای قرار می گیرند که معمولاً در مجاورت محفظه ژنراتور قرار دارد. محفظه برای نصب در فضای باز در شرایط آب و هوایی مشخص شده مناسب است. گرمایش، تهویه مطبوع، روشنایی و پریزهای برق کمکی برای محافظت از تجهیزات داخل شاسی در نظر گرفته شده است.
اجزای اصلی این سیستم به شرح زیر است:
یک (1) محفظه نظارت و کنترل
یک (1) راکتور پیوند DC
یک (1) کلید خاموش در سمت واحد
دستگاه های اندازه گیری و حفاظت (ترانسفورماتورهای ولتاژ VT و ترانسفورماتور جریان CT)
یک (1) مدار شکن سمت ترانسفورماتور
اصل کار اساسی
مبدل ولتاژ استاتیک راه اندازی شده توسط یک ترانسفورماتور تبدیل ولتاژ تغذیه می شود.
راه اندازی FFC یک مبدل فرکانس غیر مستقیم است که به عنوان یک اینورتر کموتاسیون طبیعی عمل می کند و از سه جزء اصلی تشکیل شده است:
· یک (1) پل یکسو کننده تریستور (پل شبکه) که توسط یک ترانسفورماتور تبدیل ولتاژ تغذیه می شود.
· یک (1) پل اینورتر تریستور (پل واحد) از طریق کلید قطع به ژنراتور متصل می شود.
· یک (1) مدار پیوند DC میانی که راکتور آن جداسازی بین پل های اصلی و واحد را فراهم می کند.
سیستم پیشنهادی شامل یک مولد پالس برای راه اندازی است. کنترل ناهمزمان به طور کامل با پردازش سیگنال های گرفته شده از موتور راه اندازی سنکرون با استفاده از ترانسفورماتورهای ولتاژ انجام می شود.
هنگام کار در حالت موتور، یک جریان مستقیم به سیم پیچ روتور ژنراتور از سیستمی که شامل:
پل تریستور برای عملیات ژنراتور استفاده می شود
· یک سیستم اتوماتیک که جریان مستقیم را به سیم پیچ تحریک روتور با استفاده از حلقه های لغزنده و برس ها تامین می کند. برس‌ها در ابتدای توالی شروع یا چرخه شستشو به حلقه‌ها فشار می‌آورند و در پایان دنباله یا چرخه از روی حلقه‌ها بالا می‌روند.
کارکرد
HRC شروع کننده برای انجام عملکردهای زیر طراحی شده است:
· شروع توربین: دستگاه چرخش یک لحظه چرخش اولیه را در محور شفت ایجاد می کند. سپس HRC شفت توربین گاز را به سرعت خودکششی شتاب می دهد.
· فلاش (با جداسازی کمپرسور): در طی این توالی، CFC توربین گاز را با سرعت ثابت پایین می چرخاند.
توضیحات و عناصر طراحی
مجموعه کاملی از تجهیزات در داخل کابینت (کابینت) تهویه مطبوع مناسب برای نصب در فضای باز نصب می شود.
در داخل کابینت، دو گروه مختلف از تجهیزات را می توان به طور مشروط تشخیص داد:
تجهیزات برق
تجهیزات کمکی و کنترلی
قدرتتجهیزات
راکتور صاف کننده پیوند DC و ماژول تریستور قدرت، واحدهای "قدرت" SFS هستند.
ماژول تریستور توان شبکه/واحد شامل بازوهای تریستور پل، سیستم‌های حفاظتی، اتصالات و دستگاه‌های اندازه‌گیری (ترانسفورماتورهای جریان، ترانسفورماتورهای ولتاژ) است.
راکتور پیوند DC صاف کننده معمولاً با یک هسته آهنی خنک شده با هوا مجهز به سنسور تولید می شود. حداکثر دما. راکتور عملکرد محدود کردن امواج جریان را در مدار جریان پیوسته میانی انجام می دهد.
برای اتصال مدار FSC و استاتور ژنراتور یک کلید قطع سه قطبی با موتور وجود دارد. جداکننده مجهز به دستگاه اتصال زمین در سمت HRC است.
برای اتصال مدار FSC به ترانسفورماتور FSC یک عدد کلید سه قطبی در داخل کابینت تجهیزات تعبیه شده است.
تجهیزات کمکی و کنترلی
عملکردهای کنترل و حفاظت HFS با استفاده از کلیه فرمان ها، سیگنال ها، آلارم ها، دستگاه ها و مدارهای کمکی لازم که در واحد ارائه می شود انجام می شود. مدارهای کمکی از مبدل ها، منطق نردبان، مدارهای PLC و بردهای رابط مونتاژ می شوند.
سیستم کنترل وظایف اصلی زیر را انجام می دهد:
شیفتر فاز مبدل فرکانس ثابت سمت شبکه
شیفتر فاز مبدل فرکانس متغیر سمت واحد (در دو حالت کارکرد: حالت پالس و حالت کموتاسیون طبیعی)
کنترل کننده سرعت با مدار تنظیم کننده جریان داخلی
・کنترل زاویه شروع مبدل فرکانس متغیر
منطق عملیات (PLC)
رابط مبدل (ژنراتور پالس باز کننده تریستور، سیگنال های رای گیری از ترانسفورماتورهای ولتاژ و جریان)
رابط سیم پیچ تحریک
· تشخیص و رابط کاربری.
مشخصات فنی HFS - پارامترهای کلی
استانداردهای قابل اجرا: IEC، IEEE
قدرت شروع نامی: 2250 کیلو وات
یکسو کننده:
تعداد: 1
ولتاژ ورودی در حالت بیکار: 1550 ولت
معکوس کننده:
تعداد: 1
ولتاژ خروجی: 0 - 1450 ولت
راکتور صاف کننده
تعداد: 1
نوع: راکتور خشک هسته آهنی
نوع کنترل: ریزپردازنده
نوع نصب: در ظرف
سیستم سوخت. سوخت توربین های گاز دریایی عبارتند از: نفت کوره، سوخت دیزل و نفت سفید. سوخت سبک تر و چسبناک کمتری در هنگام راه اندازی و خاموش شدن برای رفع گرفتگی فیلتر و کک شدن انژکتور استفاده می شود. برای بهبود فرآیند سوزاندن گریدهای سنگین سوخت (روغن کوره) و حذف رسوبات در مسیر گاز توربین، افزودنی های خاصی به سوخت اضافه می شود.
روی انجیر 118 نمودار شماتیکی از سیستم سوخت یک نیروگاه توربین گازی را نشان می دهد. در طول دوره راه اندازی، پمپ الکتریکی راه اندازی 17 سوخت راه اندازی را از مخزن 1 از طریق فیلتر درشت 18 به انژکتور راه اندازی 14 می رساند. پس از رسیدن به احتراق پایدار انژکتور راه اندازی، پمپ بنزین اصلی 8 با سوپاپ 6 بسته و سوپاپ 9 باز است. پمپ بنزین اصلی سوخت راه اندازی 10 انژکتور کار 13 را به واحد سوخت هدایت می کند. قبل از ورود به انژکتورها، سوخت از صافی 11 و شیر توقف 12 عبور می کند. پمپ انتقال سوخت 16 تامین می کند. شروع سوخت از طریق بخاری 15 و صافی 7 به پمپ بنزین اصلی.
در همان زمان، روغن کوره در سیستم سوخت اصلی تا دمای مورد نیاز (حدود 393 درجه کلوین) گرم می شود تا ویسکوزیته آن کاهش یابد. در همان زمان، مدار چرخش سوخت اصلی کار می کند: روغن سوخت از مخزن سرویس2 با عبور از فیلترهای شکاف دار 3 برای تمیز کردن درشت، بوستر پمپ 4 از گرمکن 5 و شیر 6 به مخزن سرویس باز می گردند. هنگامی که روغن کوره به دمای مورد نیاز رسید، شیر 6 به موقعیت تامین روغن سوخت به نازل های کار 13 سوئیچ می شود و دریچه 9 بسته می شود و سوخت راه اندازی دوباره به مخزن ذخیره پمپ می شود.1 .
سیستم روغن. سیستم نفتی توربین‌های گاز دریایی و همچنین توربین‌های بخار می‌تواند گردشی یا فشار گرانشی باشد. روغن های روان کننده توربین های گازی دریایی نسبت به توربین های بخار نیازمند الزامات سخت گیرانه تری هستند. روغن ها نه تنها باید خاصیت روان کنندگی، ضد سایش و ضد خوردگی بالایی داشته باشند، بلکه در برابر رسوبات نیز مقاوم باشند، نقطه اشتعال بالایی داشته باشند، کمتر از 473 درجه کلوین نباشد، زیرا در برخی از توربین های گاز دمای بلبرینگ به 423-443 درجه می رسد. ک.
سیستم خنک کننده. سیستم خنک کننده توربین های گازی می تواند آب و هوا باشد.
روی انجیر 119 یک نمودار شماتیک از خنک کننده هوا-آب واحد توربین گاز کشتی کمون پاریس را نشان می دهد. محفظه توربین پرفشار 2 با آب مقطر که توسط یک پمپ گریز از مرکز 5 از طریق فیلتر دوقلو 6 تامین می شود خنک می شود.7 به مخزن باز می گردد 4. خنک سازی دیسک های توربین کم فشار1 تولید شده توسط هوایی که از مرحله میانی کمپرسور گرفته می شود3 ، و خنک کننده دیسک توربین فشار قوی 2 - هوای گرفته شده از آخرین مرحله کمپرسور.
دستگاه های معکوس کننده GTU. معکوس کردن در یک توربین گاز را می توان با کمک TZH، پروانه های گام قابل کنترل (CPP)، دستگاه های معکوس هیدرولیک، انتقال قدرت و چرخ دنده های سیاره ای معکوس انجام داد. با این حال، به دلیل فشار نهایی قابل توجه گاز (حدود 1 بار)، و در نتیجه، افزایش تلفات توان برای چرخش توربین های معکوس و پیچیدگی طراحی دستگاه سوئیچینگ، TZH کاربرد گسترده ای در این زمینه پیدا نکرده است. توربین های گاز لوله کمپرسور به دلیل فشار نهایی گاز قابل توجه (حدود 1 بار). در توربین های گازی با SPSG، دبی حجمی گاز و دمای آن در جلوی توربین بسیار کمتر از توربین های گازی توربو کمپرسور است و این باعث کاهش اندازه عناصر سوئیچینگ می شود. برای اجرای معکوس در یک توربین گازی با SPSG از TZH استفاده می شود.
استفاده از CPP ها قدرت مانور کشتی را افزایش می دهد، واحد توربین گاز را ساده می کند و عملکرد آن را در حالت های خارج از طراحی بهبود می بخشد.
دستگاه‌های معکوس‌کننده هیدرولیک و چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای برگشت‌پذیر فشرده، سبک وزن و دارای ویژگی‌های مانورپذیری خوبی هستند. این نوع دستگاه های معکوس کننده برای تاسیسات با توان بالا در دست توسعه است.
انتقال نیرو با داشتن قدرت مانور خوب، دارای شاخص وزن و اندازه قابل توجه (برای کشتی ها) و راندمان پایین است.
سیستم کنترل و حفاظت . این سیستم طراحی شده است: برای کنترل نیروگاه توربین گاز در هنگام راه اندازی، مانور و خاموش شدن. برای جلوگیری از شرایط اضطراری دستگاه و حفاظت از آن در صورت تجاوز از حداکثر سرعت چرخشی یا جابجایی محوری روتورهای واحد، افت فشار روغن و آب شیرین در سیستم‌های روغنکاری و خنک‌کاری کمتر از حد مجاز، تغییر دمای کارکرد. جریان گاز (افزایش دما، شکست شعله در محفظه احتراق).
GTU در هنگام راه‌اندازی با روشن و خاموش کردن متوالی دستگاه‌های راه‌انداز، و در حالت‌های کار با تغییر منبع سوخت به محفظه احتراق، باز کردن دریچه‌های بای پس گاز در مجرای گاز خروجی و باز کردن دمپرهای ضد کمپرسور کنترل می‌شود. -دستگاه موج تمام این عملیات از راه دور از کنترل پنل یا از پل کنترل می شود. اگر کنترل از راه دور خودکار از کار بیفتد، کنترل دستی ارائه می شود. سیستم حفاظتی مجهز به هشدار اضطراری و هشدار اطلاعات است، در صورت فعال شدن، چراغ ها روشن می شوند و سیگنال صوتی روشن می شود.
روی انجیر 120 یک طرح کنترل ساده برای یک توربین گازی با CPP را نشان می دهد. به انژکتورهای محفظه احتراق 2 سوخت سنگین تصفیه شده توسط پمپ سوخت تامین می شود 12 از طریق نهاد نظارتی اصلی 9, که حالت عملیات نصب را تعیین می کند. تنظیم کننده حرکت 9 از پست کنترل با چرخاندن فلایویل انجام می شود 5 از طریق دوربین 6 و بهار 4. یک افت فشار ثابت روغن در سراسر بدنه تنظیم کننده توسط رگولاتور 3 حفظ می شود و سرعت حرکت آن توسط تنظیم کننده پاسخ دریچه گاز 11 محدود می شود. سوخت دیزل راه اندازی توسط رگولاتور تامین می شود. 10. سروو موتور 1 و قرقره 13 جابجایی تیغه های VRSh را فراهم می کند. زاویه چرخش پره های پروانه با چرخاندن فلایویل تنظیم می شود 5 از طریق سنسور selsyn 7 و گیرنده selsip 14, که به صورت الکتریکی به سیستم سروو متصل می شوند. چرخش اضطراری تیغه های CPP توسط یک درایو دستی انجام می شود. 8.
بارگذاری...
