Корж В.В. Газотурбинные установки

Подождите немного. Документ загружается.

121

При среднем положении золотника отверстия в верхней и нижней проточ-

ках перекрыты его поясками.

Микровыключатель сигнализирует об открытии РК на 1-1,5 мм. Диаметр

регулирующего клапана – 30 мм.

Принцип работы

При увеличении давления воздуха проточной системы до 0,06 МПа мем-

брана и золотник управляющего элемента смещаются вниз, сжимая пружину и

открывая подвод силового воздуха в подмембранную полость сервомотора РК.

Регулирующий клапан открывается. При этом пружина еще дополнительно

сжимается, что приводит к перемещению вверх мембраны и золотника. Золот-

ник устанавливается в среднее положение, и регулирующий клапан останавли-

вается. При уменьшении давления – мембрана и золотник смещаются вверх и

подмембранная полость РК соединяется с атмосферой. Регулирующий клапан

закрывается. Натяжение пружины уменьшается – золотник опять устанавлива-

ется в среднее положение. Регулирующий клапан останавливается. Полное от-

крытие клапана на ход 20 мм происходит при давлении воздуха проточной

системы 0,12 МПа.

Ограничитель приемистости

Предназначен для ограничения максимальной температуры продуктов

сгорания. Он ограничивает максимально возможное открытие регулирующего

клапана в зависимости от давления воздуха за осевым компрессором.

Ограничитель приемистости (рис. 79) состоит из:

− корпуса;

− крышки;

− мембраны;

− штока;

− втулки;

− сильфона;

− пружины;

− корректора.

Корректор позволяет менять передаточное отношение по усилию от

сильфона к мембране. В подмембранную полость подведен воздух проточной

системы, внутренняя полость сильфона сообщена с нагнетательной камерой

осевого компрессора, надмембранная полость через отверстие в крышке сооб-

щена с атмосферой.

122

1 – пружина

2 – шток

3 – корпус

4 – мембрана

5 – корректор

6 – винт

7 – крышка

8 – фланец

9 – сильфон

10 – шарики

11– рычаги

12 – диски

13 – втулка

14 – тарелка

Рис. 79. Ограничитель приемистости

Принцип работы

Перед пуском буртик штока ограничителя приемистости перекрывает вы-

пуск проточного воздуха за счет усилия пружины, что позволяет РК открыться на

величину 3-4 мм при увеличении давления в проточной системе до 0,07 МПа. Ес-

ли давление превысит это значение, то мембрана приподнимет шток и выпустит

часть воздуха в атмосферу. С увеличением давления за компрессором автоматиче-

ски будет перестраиваться и ограничитель приемистости на ограничение более

высокого давления в проточной системе, т. е. на ограничение большего хода РК.

Во время работы турбины окончательной настройкой натяжения пружины и за

счет смещения корректора устанавливают ограничитель приемистости, чтобы,

во-первых, он не препятствовал проведению пуска и, во-вторых, ограничивал

максимально допустимую температуру за ТВД.

В нормальных условиях, когда перемещение РК не вызывает отклонений

параметров сверх максимально допустимых, действительные открытия РК не-

сколько меньше тех, которые ограничиваются с помощью ограничителя прие-

мистости, который не должен вступить в работу.

Вступление в работу ограничителя происходит только на переходных

процессах при наборе нагрузки турбиной в недопустимо быстром темпе. На-

дежная работа ограничителя находится в зависимости от точности поддержания

необходимого давления топливного газа и точности исполнения профиля регу-

лирующего клапана.

123

Выпускной воздушный клапан

Предназначен для сброса воздуха из осевого компрессора в атмосферу

во время аварийного останова для сокращения времени выбега ротора турбо-

компрессора или при мгновенной разгрузке нагнетателя для снижения заброса

оборотов вращения вала ТНД.

На ГТК-10-4 установлены два односедельных ВВК, работающих парал-

лельно.

Выпускной воздушный клапан (рис. 80) состоит из:

− корпуса;

− крышки;

− штока;

− тарелки;

− пружины;

− микровыключателей;

− импульсного клапана.

1 – корпус

2 – рубашка

3 – уплотнительное кольцо

4 – тарелка клапана

5 – крышка

6 – втулка

7 – шток

8 – клапан импульсный

9 – пружина

Рис. 80. Выпускной воздушный клапан

Корпус составлен из двух труб с фланцами. Торец внутренней трубы

имеет наплавку под седло. В тарелке выполнены два отверстия, которыми

полость над тарелкой сообщается с полостью ОК. На крышке смонтирован

односедельный импульсный клапан, управляемый мембранным сервомотором.

Импульсный клапан предназначен для управления ВВК и состоит из

корпуса, мембраны, направляющей втулки, штока с клапаном и пружины. В

верхнюю полость мембраны подведен проточный воздух от отсечного золот-

ника, полость под клапаном сообщается с полостью над тарелкой ВВК.

124

Принцип работы

При нормальной работе ГТУ давление воздуха в импульсной линии мак-

симально (0,14 МПа), импульсный клапан закрыт. Полость над тарелкой основ-

ного клапана разобщена с атмосферой, и давление воздуха в ней равно

давлению воздуха в ОК. В этом положении ВВК закрыт.

При снижении давления воздуха в импульсной линии импульсный клапан

открывается, и полость над тарелкой ВВК сообщается с атмосферой. Когда

давление в ней снизится примерно наполовину, тарелка, преодолев натяжение

пружины, напором воздуха из ОК быстро поднимется вверх до упора в крышку.

ВВК откроется и сбросит воздух в атмосферу.

Если в импульсной линии давление воздуха снова увеличится, то им-

пульсный клапан закроется, разобщая полость над тарелкой с атмосферой, что

приведет к закрытию ВВК.

Время открытия клапана – 0,2-0,4 сек.

Время закрытия клапана – 0,5-0,8сек.

Микровыключатели сигнализируют о крайних положениях клапана.

Отсечной золотник

Предназначен для усиления импульса к выпускным воздушным клапанам.

Состоит из (рис. 81):

− корпуса;

− крышки;

− мембраны;

− буксы;

− золотника;

− пружины;

− регулировочного винта.

Мембрана выполнена из резины, к ее жесткому центру крепится золотник.

Под мембрану подведен воздух проточной системы, к нижнему пояску зо-

лотника – силовой воздух с давлением 0,14 МПа, полость между средним и

верхним поясками сообщена с атмосферой. Средний поясок золотника является

распределительным.

При отсутствии давления в проточной линии золотник находится на ниж-

нем упоре и полость сервомотора импульсного клапана ВВК сообщается с атмо-

сферой. При увеличении давления проточной системы более 0,04 МПа

золотник поднимается вверх и обеспечивает подвод силового воздуха к им-

пульсным клапанам. ВВК получают импульс на закрытие. Если давление в

проточной линии снова упадет ниже 0,04 МПа, то ВВК откроются.

125

1 – корпус

2 – букса

3 – диски

4 – мембрана

5 – крышка

6 – болт

7 – регулировочный болт

8 – тарелка

9 – пружина

10 – гайка

11 – пружина

12 – золотник

Рис. 81. Отсечной золотник

Регулирующее устройство турбодетандера

Предназначено для дистанционного управления расцепной муфтой, уста-

новленной между турбодетандером и валом турбокомпрессора, а также для ав-

томатического отключения турбодетандера после достижения устойчивого

режима работы ГТУ.

Регулирующее устройство турбодетандера (рис. 82) включает:

− расцепное устройство турбодетандера;

− электромагнитный вентиль;

− регулирующий клапан (клапан № 13).

Расцепное устройство (рис. 83) предназначено для сцепления ротора

турбодетандера с валом турбокомпрессора и передачи крутящего момента при

пуске ГТУ.

В юбке поршня выполнено отверстие с дросселем, находящееся на одной

оси с отверстием в крышке. Шестерня может свободно перемещается по валу

турбодетандера и вращаться этим же валом с помощью двух шпонок.

Электромагнитный вентиль (рис. 84) предназначен для управления рас-

цепным устройством и состоит из:

− корпуса;

− электромагнита;

− клапана.

126

Рис. 82. Схема регулирующего устройства турбодетандера

Рис. 83. Расцепная муфта турбодетандера

1 – шестерня на валу ТВД; 2 – шестерня расцепная; 3 – пружина; 4 – поршень;

5 – вкладыш; 6 – гайка специальная; 7 – заслонка; 8 – корпус; 9 – винт стопорный;

10 – болт фиксирующий; 11 – шпонка; 12 – фланец

Регулирующий клапан (клапан № 13) предназначен для подвода пусково-

го газа к турбодетандеру и состоит из:

− собственно клапана;

− масляного сервомотора.

127

1 – крышка сервомотора

2 – гайки

3 – пружина

4 – втулка

5 – шток сервомотора

6 – муфта

7 – шток клапана

8 – втулка

9 – кольцо уплотнительное

10 – крышка клапана

11 – корпус клапана

12 – седло

13 – клапан

14 – штифт

15 – букса

16 – втулка уплотнительная

17 – кольцо уплотнительное

18 – кольцо установочное

19 – корпус сервомотора

20 – поршень

Рис. 84. Клапан турбодетандера

Клапан собран в стальном корпусе, в котором запрессовано седло. Шток

клапана направляется буксой, запрессованной в крышке,

Масляный сервомотор установлен на крышке клапана и включает в себя

корпус, поршень, шток и пружину. Шток сервомотора соединен со штоком кла-

пана муфтой, имеет указатель хода, который по шкале отмечает положение

клапана. Крайнее положение клапана сигнализируется микровыключателем.

Принцип работы регулирующего устройства

При подаче напряжения на обмотку электромагнитного вентиля откры-

вается подвод масла постоянного давления к сервомотору расцепного устрой-

ства. Его поршень вместе с расцепной шестерней перемещается вправо до

упора в крышку. Отверстие в юбке поршня и отверстие в крышке совмещаются

и обеспечивается подвод масла к сервомотору клапана № 13, который откры-

вается и по сигналу микровыключателя подается импульс на перестановку

кранов на линии пускового газа.

При достижении частоты вращения вала ТВД 2500 об/мин., напряжение

с обмотки вентиля снимается, подвод масла прекращается и открывается слив из

полости расцепного устройства. Как только поршень сдвинется влево, откро-

ется слив из сервомотора клапана № 13, он закроется. Дальнейшее перемеще-

ние поршня приведет к расцеплению шестерни устройства с шестерней вала

турбокомпрессора.

128

Регулятор давления «после себя»

Предназначен для поддержания в системе регулирования постоянного

давления 0,14 МПа.

Регулятор давления «после себя» состоит из (рис. 85):

− корпуса;

− крышки;

− буксы;

− золотника;

− мембраны;

− пружины;

− регулировочного винта.

Подвод воздуха к регулятору осуществлен снизу. Он проходит через

щель, образуемую нижней кромкой внутреннего отверстия в буксе и пояском

на нижнем конце золотника 10, далее, через отверстия в буксе 8 – к выходному

штуцеру, подсоединенному к системе, в которой требуется поддержание по-

стоянного давления, передающегося через отверстия в полость под мембрану.

1 – корпус

2 – диски

3 – мембрана

4 – крышка

5 – болт

6 – тарелка

7 – пружина

8 – букса

9 – штуцер

10 – золотник

20 – поршень

Рис. 85. Регулятор давления «после себя»

129

Принцип работы

Если по какой-либо причине в линии за регулятором давление снизится,

то оно упадет и в полости под мембраной, а золотник пружиной переставится

вниз. Щель между кромкой на буксе и пояском золотника увеличится, в линию

за регулятором поступит больше воздуха. В результате давление в этой линии

будет восстановлено. Если давление за регулятором повысится, то мембрана

прогнется вверх. Щель прикроется, поступление воздуха сократится и давление

восстановится.

Максимальная неравномерность регулятора – не более 0,01 МПа. Регу-

лировочным винтом изменяется натяжение пружины.

Импеллер

Предназначен для выдачи импульса (при изменении частоты вращения ва-

ла ТНД) регулятору скорости и гидродинамическому автомату безопасности.

Давление нагнетания (при минимальных оборотах N ТНД 3300 об/мин.) –

0,4 МПа. Давление нагнетания (при максимальных N ТНД 5000 об/мин.) – 0,8 МПа.

Импеллер представляет собой центробежный насос небольшой произ-

водительностью. Импеллер забирает охлажденное масло из системы смазки

(100-150 л/мин., под давлением 0,05-0,1 МПа) и подает к РС к электромаг-

нитному вентилю ЭМВ-3.

Импеллер состоит из корпуса, безлопаточного колеса, выполненного

заодно с валом ТНД, и трех плавающих втулок. Для исключения перегрева импел-

лера и более устойчивой работы системы регулирования в крышке корпуса

выполнено небольшое отверстие диаметром 4 мм (рис. 86).

1 – корпус

2, 4, 5 – плавающие

втулки

3 – колесо

6 – напорная камера

7 – всасывающая камера

Рис. 86. Насос-импеллер

130

Пневматический электромагнитный вентиль

Предназначен для автоматического останова ГТУ по электрическому

сигналу от защитных устройств или от кнопки "АО". На ГТУ установлены два

пневматических электромагнитных вентиля ЭМВ-1, ЭМВ-2.

Пневматический электромагнитный вентиль состоит из (рис. 87):

− корпуса;

− электромагнита;

− клапана.

К клапану подведен воздух предельной защиты.

Рис. 87. Пневматический электромагнитный вентиль

1 – корпус; 2 – электромагнит; 3 – клапан

Принцип работы

При отсутствии напряжения на обмотке электромагнита клапан прижат

к седлу, выпуск воздуха предельной защиты исключен. При нажатии кнопки

"АО" или при срабатывании защиты на катушку электромагнита подается ток,

якорь втягивается, клапан поднимается вверх, открывая выпуск воздуха пре-

дельной защиты – ГТУ останавливается.

Гидравлический электромагнитный вентиль ЭМВ-3

Предназначен для разгрузки ГПА в случае экстренного останова другого

последовательно работающего ГПА в группе. Это позволяет избежать помпажа

нагнетателя, который остается в работе до открытия байпасных кранов.

Гидравлический электромагнитный вентиль ЭМВ-3 состоит из:

− корпуса;

− электромагнита;

− клапана.

К седлу клапана подведено масло из системы всаса импеллера, которое

через дроссельную шайбу диаметром 5 мм подведено также в полость под

поршнем регулятора скорости.