Конструкция и характеристики ГТУ и ПГУ фирмы ЛМЗ

Технические характеристики паровой конденсационной турбины К-80−7,0 (номинальный режим) Таблица 6Наименование параметра.

ЗначениеМощность номинальная/максимальная, МВт80,0Начальные параметры пара ВДДавление, МПа69,6Температура, 0С508,0Расход, т/ч223,5Начальные параметры пара НДДавление, МПа6,06Температура, 0С204,5Расход, т/ч51,3Длина рабочей части лопатки последней ступени, мм1000.

Номинальная температура охлаждающей воды, 0С17,0Расход охлаждающей воды через конденсатора, м3/ч17 500.

Тепловая схема турбины К-80−7,0 представлена на рис. 8Рис. 8 Тепловая схема турбины К-80−7,0Продольный разрез паровой турбины К-80−7,0 представлен на рис.

9.Рис. 9 Продольный разрез паровой турбины К-80−7,0Газотурбинная установка.

Конструкция газотурбинной установки на ГТ-100−750 (ЛМЗ)Рис. 10 Продольный разрез ГТ-100−750Газотурбинная установка ГТ-100−750 предназначена для работы в энергетических системах для покрытия пиковых нагрузок, может быть использована для несения базовой нагрузки, рассчитана для работы на газообразном и жидком топливе. При температуре наружного воздуха 278 К температура перед турбинами 1023 К, мощность составляет 100 МВт, КПД — 28%.ГТ-100−750 выполнена по прямой, двухвальной схеме: состоит из компрессора низкого (1) и высокого (3) давления, воздухоохладителя (2), турбин высокого (5) и низкого (8) давления, камер сгорания высокого (4) и низкого (6) давления и электрогенератора (7). Турбина высокого давления вращает компрессор высокого давления, а турбина низкого давления вращает компрессор низкого давления и электрогенератор. Компрессор, турбины и камеры сгорания имеют общий корпус, образуют блок турбомашин. Компрессор низкого давления восьмиступенчатый. Корпус сварной конструкции с литым входным патрубком, направляющие лопатки устанавливаются в обоймах.

Ротор наборный, состоит из отдельных дисков, насаженных на вал. Проточная часть выполнена с постоянным наружным диаметром 2070 мм. производительность компрессора ~ 435 кг/с. КПД проточной части 88%. Высота лопаток первой ступени 520 мм, окружная скорость 325 м/с.Компрессор высокого давления 13-ступенчатый. Корпус сварнолитой конструкции, ротор барабанного типа. Турбина высокого давления трёхступенчатая, низкого давления — пятиступенчатая. Роторы турбин сборные, состоят из отдельных дисков: ротор турбины высокого давления из трёх, ротор турбины низкого давления — из пяти отдельных дисков, соединённых болтами. Стяжные болты размещены вблизи корневого диаметра лопаток. В установке широко применено охлаждение воздухом узлов и деталей, подверженных воздействию высоких температур. Охлаждение роторов производится продувкой воздуха через щелевые зазоры между гребнями дисков и хвостовиками лопаток.

Воздух на охлаждение (отводится после компрессора) проходит концевые уплотнения турбин и подводится к хвостовому креплению рабочих лопаток. Охлаждение обойм направляющих аппаратов и сегментов производится воздухом, отбираемым для этой цели из компрессора: сначала первых ступеней, а затем и последующих ступеней. Интенсивному охлаждению подвергаются внутренние подшипники, работающие в условиях высоких температур. Камеры сгорания высокого и низкого давления имеют по двенадцати жаровых труб каждая. В каждой жаровой трубе имеется горелка, рассчитанная на сжигание жидкого и газообразного топлива. Тепло отработавших газов используется для подогрева воды в специальном теплофикационном подогревателе. Пуск установки производится через редуктор от специальной пусковой турбины, которая может работать на топливном газе или паре. Газотурбинная установка ГТЭ-160Рис. 11 Газотурбинная установка ГТ-160Рис. Газотурбинная установка ГТ-160: 1-компрессор, 2-камеры сгорания; 3-горелки, 4 — внутренний корпус; 5 — турбина; 6 — промежуточный вал; 7 — диффузор. Газотурбинная установка типа ГТ-160 предназначена для привода электрического генератора ТЗФГ-160−2У3 с частотой вращения 3000 мин-1 (50 Гц) и утилизации тепла уходящих газов в паровом котле-утилизаторе (КУ).

За счёт тепла выхлопных газов в поверхностях нагрева КУ осуществляется нагрев конденсата (часть которого используется для нужд теплофикации, а другая часть — в контуре питательно-деаэрационного тракта) и генерация пара высокого и низкого давлений, поступающего в паровую турбину (ПТ).Конструкция ГТУ предусматривает возможность технического осмотра и диагностики узлов и деталей в соответствии с регламентом технического обслуживания и ремонта без вскрытия других элементов, имеющих болеедлительный межремонтный ресурс, а также максимально возможный визуальный и инструментальный контроль и замену наиболее ответственных элементов без разборки или при незначительной разборке. Система автоматического управления (САУ) ГТУ выполняется электрогидравлической и состоит из электронной части — ЭЧСРиЗ, выполняемой набазе микропроцессорной системы 5РРА-Т3000, и предназначенной дляформирования сигналов регулирования и защиты, а также гидравлической части, предназначенной для управления топливными клапанами. САУ ГТУ интегрируется в АСУ ТП верхнего уровня любого поставщика. Основные характеристики ГТ-160 (номинальный режим Hu=7950 ккал/нм3)Таблица 7Наименование параметра.

ЗначениеМощность на клеммах генератора, МВт155Температура газов перед турбиной, °С1060.

Температура газов на срезе выхлопного патрубка, °С537Расход газа на выходе из ГТУ, кг/с509КПД на клеммах генератора, %34,4Частота вращения вала, об/мин3000.

Расход топливного газа (при Hu=7950 ккал/нм3), кг/ч33 566.

Расход топливного газа (при Hu=7950 ккал/ м3, плотность ρ =0.68 кг/нм3), нм3/ч49 362.

Удельный расход топлива (при Hu=7950 ккал/ нм3), г/кВт ч213,78Давление топливного газа ГТУ, МПа2,3Содержание NОx в газе на выходе из ГТУ, мг/нмі (ррm)50 (25)Масса транспортируемоготурбоблока, т186,54Основные достоинства и недостатки турбинных установок ЛМЗК достоинствам газотурбинных установок можно отнести:

1. Турбинная установка ЛМЗ проще по устройству, чем паросиловая из-за отсутствия котельной установки, сложной системы паропроводов, конденсатора, а также большого числа вспомогательных механизмов, применяющихся в паровых установках. Металлозатраты и вес газотурбинной установки на единицу мощности вследствие указанных причин будут значительно меньше, чем паротурбинной.

2. Установка требует минимального расхода воды — практически только на охлаждение масла, идущего к подшипникам.З. Для турбинных установок ЛМЗ характерен быстрый ввод турбоагрегата в работу. Пуск мощных установок из холодного состояния до принятия нагрузки занимает порядка 15 18 минут, в то время как подготовка к пуску паросиловой установки занимает несколько часов, увеличиваясь с повышением начальных параметров пара. Недостатки турбинных установок ЛМЗ установок:

1. Для того, чтобы установка давала полезную мощность, начальная температура газа перед турбиной должна быть больше 550 °C, т. е., весьма высокой. Это вызывает определенные трудности при практическом выполнении газовых турбин, требуя как специальных весьма жаростойких материалов, так и специальных систем охлаждения наиболее высокотемпературных частей.

2. На привод компрессора расходуется до 50 70% мощности, развиваемой турбиной. Поэтому полезная мощность газотурбинной установки гораздо меньше фактической мощности газовой турбины.

3. Втурбинных установок ЛМЗ исключено применение твердого топлива по обычной схеме. Наилучшие виды топлива для ГТУ — природный газ и качественное жидкое (керосин). Мазут же требует специальной подготовки для удаления шлакообразующих примесей.

4. Единичная мощность газотурбинной установки ограничена. На конец XX века она составляет 120 150 МВт. Это обусловлено большими габаритными размерами установки из-за невысокого начального давления газа перед турбиной — до 25 кгс/см2 и его гораздо меньшей работоспособности по сравнению с водяным паром.

5. Очень большая шумность при работе, значительно превышающая ту, что имеет место при эксплуатации паротурбинных установок.

Заключение

.

Турбина — это машина, в которой потенциальная энергия пара превращается в кинетическую, а последняя, в свою очередь, преобразуется в механическую энергию вращения вала. Вал турбины непосредственно или посредством зубчатой передачи соединяется с рабочей машиной. В зависимости от назначения рабочей машины паровая турбина может быть применена в самых различных областях промышленности — на электростанциях, для привода воздуходувок в металлургии, компрессоров, насосов, на водном и железнодорожном транспорте. Устанавливаемые на электрических станциях генераторы электрического тока в подавляющем большинстве имеют привод от турбин. Турбина является основным типом двигателя на современных тепловых и атомных электростанциях, на которых вырабатывается 85−90% электроэнергии, производимой в мире. Обладая большой быстроходностью (как правило, 3000 об/мин), сравнительно малыми размерами и массой, паровая турбина может быть изготовлена на очень большую мощность — свыше миллиона киловатт в одном агрегате при достаточно высокой экономичности. Список используемой литературы.

ГОСТ 535–2005.

Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия.Л. И. Турбянский, Л. Д. Френкель. Паровые турбины высокого давления ЛМЗ. Конструкция и Обслуживание.Изд.второе. ГЭИ. Москва-Ленинград, 1956 г. А. П. Огурцов, В. К. Рыжков. Паровые турбины сверкритических параметров ЛМЗ, М., Энергоатомиздат, 1991.В. П. Банник и М. А. Случаев. Монтаж паровых турбин, ГЭИ, 1951.Н. К. Бодашков.

Ремонт турбинных установок, ГЭИ, 1947.С. М. Лосев. Паровые турбины и конденсационные устройства. Теория, конструкция и эксплуатация. Изд. 8-е перераб. ГЭИ, 1987.