+7 (495) 720-06-54
Пн-пт: с 9:00 до 21:00, сб-вс: 10:00-18:00
Мы принимаем он-лайн заказы 24 часа*
 

Гтд двигатель: ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ • Большая российская энциклопедия

0

новые морские двигатели для российского флота

Фото: Минобороны РФ / wikimedia.org

Создание морских газотурбинных двигателей – новая компетенция для отечественных двигателестроителей. С недавнего времени российские военные корабли оснащаются продукцией Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) в структуре Ростеха. Для этого было проделан большой объем работы по модернизации предприятий, многие комплектующие разрабатывались «с нуля». 

Для создания морских двигателей применяются самые передовые технологии – цифровое проектирование, 3D-печать. Разрабатываются цифровые двойники силовых установок. Сегодня Ростех может полностью закрыть потребности ВМФ РФ в газотурбинных двигателях. О российских силовых агрегатах для морского флота читайте в нашем материале.     

«Русское сердце» Военно-морского флота 

В декабре 2020 года состоялось важное для отечественной промышленности событие – на борту боевого корабля был впервые установлен полностью российский морской газотурбинный двигатель М90ФР. Первым кораблем с «русским сердцем» стал строящийся фрегат «Адмирал Головко». По значимости это событие можно сравнить с большими авиапремьерами конца 2020 года. 

«Адмирал Головко» является частью проекта, в рамках которого создается серия многоцелевых фрегатов, вооруженных управляемыми ракетами. Эти корабли призваны нести службу на дальних рубежах России, способны противостоять надводному и подводному флоту противника, а также поражать воздушные цели. 

Фото: ОДК

Работа над новыми фрегатами ведется с 2005 года, всего запланировано построить до 10 таких кораблей. На двух первых фрегатах − «Адмирале Горшкове» и «Адмирале Касатонове» − применялась энергетическая установка, состоящая из двух российских дизельных двигателей и двух газотурбинных двигателей (ГТД) производства Украины. В 2014 году Киев приостановил военно-техническое сотрудничество с Москвой, и, так как своего производства таких ГТД в России на тот момент не было, остро встал вопрос об импортозамещении. 

Ответственность за создание российского ГТД для морского флота легла на «ОДК-Сатурн» − старейшего в стране производителя авиадвигателей. Стоит сказать, что к этому времени в «ОДК-Сатурн» уже существовал научно-технический задел по теме, который позволил за три года создать новые модификации двигателей и агрегатов для замены украинских силовых установок. В 2018 году вице-премьер РФ Юрий Борисов заявил, что Россия полностью преодолела зависимость от поставок украинских корабельных агрегатов для ВМФ.
 

Новые технологии в морском двигателестроении 

По словам генерального директора ОДК Александра Артюхова, ГТД – одна из вершин научно-технического прогресса. Это сложнейшие устройства, включающие в себя тысячи деталей, работающих под сверхвысокими нагрузками. Всего несколько стран в мире обладают компетенциями в строительстве ГТД, и Россия входит в их число. 

Для производства корабельных двигателей было проведено перевооружение предприятия ОДК в Рыбинске, специально построена мощная испытательная база, уникальная для России, создана инфраструктура для ремонта и послепродажного сервиса. 


Фото: ОДК

Двигатели на базе имеющегося научно-технического задела разработаны всего за три года в конструкторском бюро предприятия ОДК. Таких рекордных сроков удалось достичь благодаря цифровому проектированию, которое до этого было опробовано на авиационных проектах. Кроме того, создается цифровой двойник двигателя, который будет применяться для виртуального тестирования и многих других задач. Еще одно новшество − «выращенные» детали. Более 140 элементов корабельного ГТД создается методом аддитивного производства. 

Благодаря вынужденному импортозамещению в ОДК смогли создать более современные по сравнению с украинскими образцами двигатели. Они отличаются повышенной надежностью и экономичностью, оснащены самыми актуальными средствами управления и контроля.

Для владык морей и не только 

Стоит отметить, что двигатель М90ФР, устанавливающийся на фрегаты серии 22350, не будет единственным. В ОДК уже создается целая линейка силовых установок: разработаны три двигателя в диапазоне мощностей от 7 до 27,5 тыс. л. с., в перспективе – создание двигателя мощностью до 35 тыс. л. с. На сегодняшний день в ОДК освоено производство морских двигателей для всех надводных кораблей ВМФ России, оснащающихся ГТД. Это не только фрегаты, это и корветы – малые сторожевые корабли, и десантные суда на воздушной подушке, и другая морская техника.   


Фото: ОДК

На основе этих двигателей в ОДК также разрабатываются модификации для гражданского применения. Так, двухтопливная версия М90ФР будет востребована на буровых и нефтегазовых платформах. В этой отрасли вопрос импортозамещения иностранных установок тоже давно назрел.

Начало серийного производства отечественных морских газотурбинных двигателей – важнейший шаг на пути обновления Военно-морского флота России. Эксперты относят новые морские двигатели Ростеха к четвертому поколению, отмечая, что российские установки не уступают мировым аналогам. А в ОДК уже ведется работа по созданию двигателей следующего поколения – еще более мощных и совершенных.

Создан газотурбинный двигатель размером с монету

| Поделиться
Исследователи из Массачусетского технологического института сделали почти невозможное – они сконструировали миниатюрный двигатель на основе газовой турбины.
Микроскопическую газовую турбину поместили в кремниевый чип размерами чуть больше 25-центовой монеты. И, как показали тесты, такой газовый двигатель может работать в десять раз дольше электрической батареи, аналогичной по массе турбинной новинке.

Конструирование такого сложного устройства – дело нелегкое. Ученым из (MIT) пришлось использовать самые последние достижения в области микропроизводства МЭМС-систем.

Лопасти у турбины изготовлены из специального сверхтвердого материала, который позволяет работать турбине на большой скорости – 20 тыс. оборотов в секунду. Это в сто раз больше, чем у «больших» турбин, работающих на газовых электростанциях.

Сама турбина – довольно сложная микросистема. Она состоит из шести кремниевых пластин, соединенных между собой. Каждая пластина турбины представляет собой монокристалл и отличается высокой прочностью. Для изготовления компонентов мотора каждую пластину индивидуально обрабатывали с помощью метода травления, удаляя лишний материал. Между пластинами располагается механизм турбины. Первоначально изготавливается кремниевая вафля, на которой «вырезаются» от 80 до 100 деталей. Затем вафлю раскалывают, и из кремниевых узлов собирают газовую турбину номинальной мощностью 10 Вт.

В крошечной камере сгорания топливо и воздух смешиваются и горят при температуре плавления стали. Небольшой компрессор нагнетает воздух и обеспечивает охлаждение: часть воздуха направляется не в камеру сгорания, а в полости её корпуса.

10 простых шагов: как импортозаместить коммуникационную платформу

Цифровизация

Особенно полезным новое изобретение будет в солдатском снаряжении. Обычно современный военнослужащий, отправляясь на трехдневное задание, несет на себе достаточно много элементов питания, которые имеют приличный вес. Газовый микродвигатель позволит существенно снизить вес оборудования, нуждающегося в энергопитании.

Также ученые планируют сделать прототип подобного устройства для ноутбука, которая позволит сделать портативные компьютеры действительно мобильными и легкими.

за ГТД / Вооружения / Независимая газета

Полемика

В 1930-Е ГОДЫ конструкторы авиадвигателей шутили: «С хорошим мотором и забор полетит». С некоторой доработкой эту шутку легко переложить и на одну из основных проблем танкостроения — выбор двигателя.

Решение устанавливать на новом основном боевом танке (ОБТ) газотурбинный двигатель (ГТД) являлось не данью моде или поиском престижной работы для одного из ведущих КБ отрасли, а прежде всего объективной необходимостью оснащения бронированных машин прогрессивной энергоустановкой с набором новых качественных свойств. Это направление формировалось в военных научных кругах и обсуждалось на самом высоком уровне в течение ряда лет. В 1968 г. правительство СССР приняло постановление, в котором было сказано: «… Считать важнейшей государственной задачей создание танка с газотурбинным двигателем».

Только две страны — Россия и США, обладающие высоким научно-техническим и производственным потенциалом, — смогли создать и освоить серийное производство основных танков Т-80 и М1 «Абрамс» с ГТД.

В статье «А дизель все-таки лучше» («НВО» # 23, 2001 г.) в виде отдельных фрагментов представлены этапы научно-технического поиска, сравнительных испытаний и выбора двигателя для Т-72. Но, к сожалению, здесь не выявляется, а негативно ретушируется значимое достижение отечественной военной техники — создание ГТД для Т-80. Между тем этот танк с принципиально новой энергоустановкой опередил зарубежные образцы ОБТ в среднем на пять лет. Публикация же в «НВО» подает дело таким образом, словно у транспортного ГТД нет преимуществ в сравнении с дизелем, а следовательно, и танк с ним не имеет будущего. В действительности все как раз обстоит наоборот.

ОСОЗНАННЫЙ И ПРАВИЛЬНЫЙ ШАГ

Преимущества и недостатки ГТД приводятся во многих источниках, изданных в 1960-1985 гг. и систематизирующих развитие теории и конструирования транспортных гусеничных машин. Причем недостатки этого двигателя, проецируемые на жесткие условия эксплуатации наземных боевых машин, казалось бы, полностью закрывали «прописку» ГТД на танке. И все-таки разработчики Т-80 под руководством генерального конструктора Николая Попова взялись за ГТД, отчетливо сознавая все предстоящие трудности адаптации этой энергоустановки к танку.

В результате была создана боевая машина с транспортным ГТД-1000Т мощностью 735 кВт (1000 л.с.), установленным в моторно-трансмиссионное отделение (МТО) объемом всего 2,8 куб. м. В то же время (1976 г.) Т-72 имел 780-сильный (573 кВт) дизельный двигатель В-46 и МТО в 3,1 куб. м. В настоящее время мощность ГТД танка Т-80У составляет 919 кВт (1250 л.с.) с тем же объемом МТО.

Одной из главных проблем стало обеспечение работы ГТД в условиях сильной запыленности. Технологи Омского завода транспортного машиностроения добились минимальных отклонений при изготовлении циклонного воздухоочистителя, каждый из которых испытывался на пылевом стенде на режимах, соответствующих условиям реальной эксплуатации. Было создано воздухозаборное устройство (ВЗУ), уменьшающее на порядок попадание пыли в воздухоочиститель двигателя.

Испытания танков полностью подтвердили правильность выбранного решения, при этом за счет ВЗУ танк Т-80 получил возможность преодолевать с ходу без предварительной подготовки броды глубиной до 1,8 м (Т-72 -1,2 м).

ОЧЕВИДНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Теперь об основных сравнительных показателях дизельного двигателя и ГТД.

К их числу следует прежде всего отнести габаритную мощность МТО, которая существенно влияет на общую массу танка, его удельную мощность и, следовательно, динамические качества. Достигнутая габаритная мощность, представляющая отношение мощности двигателя к объему МТО, для современных танков характеризуется следующими величинами: Т-80 с ГТД — 328 кВт/ куб. м, Т-72 с дизелем — 199 кВт/куб. м, М1 «Абрамс» с ГТД — 190 кВт/куб. м, «Леопард-2» с дизелем — 162 кВт/куб. м.

Габаритная мощность МТО дает наиболее полную оценку преимуществ и недостатков дизеля и транспортного ГТД, так как она кроме самого двигателя включает в себя оценки его вспомогательных систем, которые иногда разнятся по объему в десятки раз. Например, при одинаковой мощности объем радиаторов у танкового дизеля в 30 раз больше, чем у ГТД. Попытки создать в США дизель с ограниченным отводом тепла до настоящего времени успеха не имели, и нельзя ожидать решения этой проблемы в ближайшем будущем. Американская армия для танка следующего поколения выбрала ГТД LV-100. В настоящее время в США предусматривается выпуск 3600 таких двигателей, начиная с 2002 г. Они в четыре раза надежнее предыдущих ГТД AGT-1500, расходуют топлива на 35% меньше.

Кроме увеличения объема МТО громоздкие радиаторы дизеля создают еще одну проблему — они не могут быть в достаточной мере защищены от осколков из-за больших фронтальных размеров.

Говоря о защите, нельзя не упомянуть о возможности применения противником эффективных аэрозольных средств для нарушения смазочных свойств моторных масел. Для ГТД эти средства не представляют угрозы, поскольку контакт воздуха с маслом в нем ограничен.

Все специалисты по двигателям признают, что дизель никогда не будет иметь такой благоприятной характеристики изменения крутящего момента, как ГТД. Трансмиссия ОБТ с дизелем всегда будет сложнее трансмиссии танка с ГТД, потому что она должна обеспечивать большее количество передач, а также иметь гидротрансформатор. КПД подобной трансмиссии будет ниже из-за потерь в гидротрансформаторе.

Немаловажно и следующее. Осознание факта, что двигатель (ГТД) никогда не заглохнет на поле боя из-за несвоевременного перехода на пониженную передачу, оказывает большую моральную поддержку экипажу бронированной машины, а отсутствие необходимости часто переключать передачи в танке с ГТД снижает утомляемость механика-водителя.

Колонна танков с ГТД может совершать марш со средней скоростью до 50 км/ч, что подтверждено испытаниями в середине 1970-х гг.

Кстати, отечественный транспортный ГТД танка Т-80У многотопливный и работает на дизельном топливе, которое является основным.

С точки зрения запаса хода и путевого расхода топлива экономичность танка является параметром машины, а не двигателя.

На топливную экономичность оказывают влияние три важных фактора: уровень расхода топлива двигателем; затраты мощности на привод вспомогательных агрегатов; КПД трансмиссии.

Достижения последних лет по созданию жаростойких материалов лопаток турбин, совершенствование теплообменников, проточной части и системы управления, реализованные, например, в американском двигателе LV-100, а также отечественные достижения позволяют сделать другой вывод — новое поколение ГТД обеспечивает меньший путевой расход топлива в сравнении с дизелем.

Стоимость жизненного цикла двигателя в значительной мере определяется расходами на поддержание его в работоспособном состоянии. На современных танках текущее техобслуживание сведено к минимуму. Но у ГТД нет жидкостной системы охлаждения, а у дизеля есть, и ее надо обслуживать. Вдобавок на ГТД без теплообменника (танк Т-80У) требования степени очистки воздуха существенно ниже, поэтому применяется одноступенчатый необслуживаемый циклонный воздухоочиститель, а на дизеле необходимо через каждые 35-50 часов, а в особо пыльных условиях и чаще (через 8-12 часов) проводить трудоемкий комплекс работ по регенерации воздухоочистителя.

В ГТД отсутствует трение скольжения, поэтому при равной мощности двигателей система подачи и фильтрации масла ГТД намного компактнее и проще в техническом обслуживании.

Число топливных форсунок в дизеле всегда равно числу цилиндров, поэтому на танковом дизеле их обычно 10-12 штук, и каждая нуждается в обслуживании. Большинство же ГТД имеет всего одну топливную форсунку, обслуживание которой не вызывает затруднений.

Современные танковые ГТД состоят из трех-четырех модулей. Полевое обслуживание и ремонт, включая снятие и замену модулей, может быть выполнено с помощью небольшого количества ключей общего применения.

Дизельный двигатель в полевых условиях на части лучше не разбирать, потому что собрать его будет невозможно.

В ближайшее время следует ожидать еще одного скачкообразного улучшения топливной экономичности транспортных ГТД, потому что близки к завершению исследования ряда фирм США и Японии по применению керамических материалов для изготовления отдельных элементов проточной части ГТД. Это позволит ГТД получить еще более существенные преимущества перед дизелем.

СКРОМНЫЕ УСПЕХИ ДИЗЕЛЯ

Ведущие производители дизельных двигателей в Германии, Франции, США предпринимают попытки ликвидировать нарастающее отставание, но пока существенных изменений в лучшую сторону не происходит. Например, на французском танке «Леклерк» установлен новый дизельный двигатель системы «Гипербар», но он имеет в своем составе малоразмерную газовую турбину, благодаря которой и достигается рост его показателей.

Дизели, несомненно, и дальше будут совершенствоваться, но три особенности их конструкции, а именно: необходимость преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, наличие трения скольжения на значительных поверхностях и нестационарность процесса горения топлива в цилиндре — не позволяют существенно улучшить достигнутые характеристики.

В настоящее время испытывается отечественный транспортный ГТД мощностью 1103 кВт (1500 л.с.). ГУП «Завод имени В.Я. Климова» разработаны технические предложения по дальнейшему повышению мощности ГТД (в тех же габаритах) до уровня 1323 кВт (1800 л.с.), что необходимо для динамичного развития новых систем вооружения, защиты и подавления противотанковых средств, без которых перспективный танк просто не состоится. Повышение же мощности отечественных танковых дизелей приостановилось на уровне 735 кВт (1000 л.с.). И, вероятно, главная причина этих скромных успехов в том, что танковый дизель в существующем конструктивном исполнении исчерпал возможности существенного улучшения своих характеристик.

Транспортный ГТД для танка вбирал и вбирает в себя весь богатый опыт конструирования и отработки технологий авиационных газотурбинных двигателей. В сложившихся экономических условиях при отсутствии массового выпуска ОБТ соотношение стоимостей изготовления малыми сериями одинаковых по мощности ГТД и дизеля, по нашему мнению, будет не в пользу последнего.

В заключение хотелось бы сказать еще вот о чем. Исследователи, разработчики техники, и в частности бронетанковой, должны доказывать свою правоту и правильность технической политики не газетными публикациями, а реализацией новых проектных разработок и испытаниями на полигонах. Статья в «НВО» необъективна, некомпетентна и тенденциозна, она формирует неверное представление о возможностях танка Т-80У и его экспортном потенциале. Не по-государственному это. Например, США на мировом рынке вооружений ведут активную рекламную кампанию по расширению экспорта «Абрамса» — танка с ГТД. Он приобретен Египтом, Кувейтом, Саудовской Аравией, проводится тендер на его поставку в Турцию. Российские Т-80У также начали экспортироваться в другие страны, они несколько лет успешно эксплуатируются на Кипре и в Южной Корее. Несмотря на жаркий климат и запыленность воздуха, отказов ГТД нет.

Отрадно, что заключен танковый контракт между Индией и Россией, а вот что касается танкового перевооружения мира, то давайте не будем торопиться с выводами.

Логика развития танковых энергоустановок определяет, что будущее — за газотурбинным двигателем.

Комментарии для элемента не найдены.

Газотурбинные двигатели: ремонт и техническое обслуживание

Газотурбинные двигатели: ремонт и техническое обслуживание

Предприятие «Дизельзипсервис» осуществляет постановку на ремонт одновременно несколько типов газотурбинных установок: ДЕ59, ДЖ59, ДВ71Л, АИ-20, АИ-336, ДЦ59.

Газотурбинный двигатель АИ-336. Проходит капитальный ремонт на предприятии.

Отдельно осуществлена постановка на ремонт двигателей типа АИ-20 в составе газотурбинной электростанции ПАЭС-2500 производства компании АО МОТОР СИЧ, а также моделей: ДВ71, ДК59, ДО63, М62, М7К, ДР76, ДС71, ДР59Л. 

 

 

 

Участок по ремонту газотурбинных двигателей

Одновременно с этим ведется работа по созданию испытательного комплекса для газотурбинных двигателей/установок, в качестве нагрузочного устройства будет использован гидротормоз фирмы Zollner.  суммарной мощностью 14 000 л.с.. Для испытания газотурбинных двигателей большей мощности ведутся переговоры по приобретению гидротормоза AVL — общей мощностью до 34 000 л.с. 

 

  

Участок ремонта. Вертикальный стенд, процесс ремонта двигателя ДВ71Л.

Для испытания двигателей типа АИ-20 создан испытательный стенд конструктивно схожий с компоновкой электростанции ПАЭС-2500. Нагрузка передается от двигателя через планетарный редуктор на высоковольтный генератор. Для преобразования напряжения используется трансформатор 6.3/0.4 мощностью 3мВт (3000кВт). Нагрузка на двигатель осуществляться с применением комплекса из трех нагрузочных модулей реостатного типа, изготовленных на производстве предприятия «Дизельзипсервис». Мощность нагрузочных модулей два по 1мВт и один в 0.5 мВт.

  

Предприятие обладает возможностью вертикальной и горизонтальной разборки роторов, уникальной технологией ремонта элементов горячего тракта, жаровых труб, переходных патрубков, горелочных устройств, корпусных деталей, сопловых лопаток. Важным этапом ремонта является восстановление напыления уплотняющим материалом 20Б спрямляющих аппаратов компрессора низкого давления, а также зазоров в лабиринтных уплотнениях масляных полостей тем же напылением сплава 20Б и заменой уплотнительных вставок. Нанесение и термообработка защитных покрытий и хромирование деталей. Технологические возможности обеспечивают интенсификацию процессов горения для повышения эффективности и сокращения выбросов NOx, CO. Оборудование предприятия обеспечивает динамическую балансировка роторов: КНД. КВД. ТВД. ТНД. ТГ. Восстановление подшипника  упорного  включает в себя процесс отшлифовки  диска, колодки с нанесением покрытия  серебром.

 

Двигатель АИ-20 и АИ-336 на ремонтном участке предприятия

Дизельзипсервис уже имеет опыт в ремонту турбин ГП НПКГ«Зоря»-«Машпроект», в настоящий момент на производстве закончено изготовление раскатного стана для стыковки/расстыковки турбин.

 

О положительном опыте предприятия свидетельствует выполненные проект. Газотурбинный двигатель типа ГТД-15-02 (ДЖ59ЛЗ) прошел приемо-сдаточные испытания в течение 48 часов в составе ГТУ Шахгинской ГТЭС после проведения капитального ремонта ООО «Дизельзипсервис».

 

Испытательный стенд. Испытание двигателя Аи-20.

Предприятие по роду своей деятельности — динамично развивающееся предприятие, так при постановке на ремонт газотурбинных двигателей производства ГП НПКГ«Зоря»-«Машпроект», АО МОТОР СИЧ, предприятие «Дизельзипсервис» не ограничивается конкретными модификациями или поколениями газотурбинных двигателей. Такой подход позволяет нам глубоко осваивать технологию восстановления всех составных частей газотурбинных установок. 

 

 

Станочный парк и ремонтная база предприятия. Ремонт отдельных узлов и деталей. Балансировка ротора.

Во избежание установки контрафактных или фальсифицированных деталей при ремонте ГТУ, предприятие подписало договор на поставку оптико-эмиссионного спектрометра, который позволяет детально контролировать химический состав материалов используемых при изготовлении тех или иных деталей, в частности контроль сплавов используемых при отливке лопаток. Этот подход позволяет многократно снизить риски аварий при эксплуатации.  Следует отметить, что данная методика сейчас не используется ни на одном предприятии, осуществляющем полный цикл ремонта ГТУ.

 

Россия воссоздала производство газотурбинных двигателей для фрегатов

https://ria.ru/20190517/1553592349.html

Россия воссоздала производство газотурбинных двигателей для фрегатов

Россия воссоздала производство газотурбинных двигателей для фрегатов — РИА Новости, 03.03.2020

Россия воссоздала производство газотурбинных двигателей для фрегатов

Российской промышленности удалось создать судовые газотурбинные двигатели, которые ранее производились на Украине, и обеспечить все строящиеся фрегаты силовыми… РИА Новости, 03.03.2020

2019-05-17T19:41

2019-05-17T19:41

2020-03-03T14:17

объединенная судостроительная корпорация

алексей рахманов

россия

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/1553592349.jpg?1583234258

МОСКВА, 17 мая – РИА Новости. Российской промышленности удалось создать судовые газотурбинные двигатели, которые ранее производились на Украине, и обеспечить все строящиеся фрегаты силовыми установками, заявил президент Объединенной судостроительной корпорации (ОСК) Алексей Рахманов.»Я думаю, что на 99,5% эта работа завершена. По крайней мере, по газотурбинным агрегатам мы смогли на «Сатурне» воссоздать две принципиальных машины максимальной мощностью до 20 тысяч лошадиных сил. В этом смысле мы закрыли потребность для строящихся фрегатов и, возможно, корветов, сторожевых кораблей с точки зрения энергетики», — сказал он в эфире радио «Звезда».В сентябре 2018 года вице-премьер РФ Юрий Борисов заявил, что Россия полностью закрыла вопрос замены украинских комплектующих для военной техники. Он отметил, что «Сатурн», завод Климова и Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) «полностью решили эти проблемы».»Сатурн» (входит в ОДК) специализируется на газотурбинных двигателях для авиации, энергогенерирующих и газоперекачивающих установок, судов, морских и приморских промышленных объектов. Производственная площадка расположена в Рыбинске.

https://ria.ru/20190517/1553578329.html

россия

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

объединенная судостроительная корпорация, алексей рахманов, россия

МОСКВА, 17 мая – РИА Новости. Российской промышленности удалось создать судовые газотурбинные двигатели, которые ранее производились на Украине, и обеспечить все строящиеся фрегаты силовыми установками, заявил президент Объединенной судостроительной корпорации (ОСК) Алексей Рахманов.

«Я думаю, что на 99,5% эта работа завершена. По крайней мере, по газотурбинным агрегатам мы смогли на «Сатурне» воссоздать две принципиальных машины максимальной мощностью до 20 тысяч лошадиных сил. В этом смысле мы закрыли потребность для строящихся фрегатов и, возможно, корветов, сторожевых кораблей с точки зрения энергетики», — сказал он в эфире радио «Звезда».17 мая 2019, 15:05Новое оружие РоссииВ ОСК назвали главную ударную силу российского авианосца будущего

В сентябре 2018 года вице-премьер РФ Юрий Борисов заявил, что Россия полностью закрыла вопрос замены украинских комплектующих для военной техники. Он отметил, что «Сатурн», завод Климова и Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) «полностью решили эти проблемы».

«Сатурн» (входит в ОДК) специализируется на газотурбинных двигателях для авиации, энергогенерирующих и газоперекачивающих установок, судов, морских и приморских промышленных объектов. Производственная площадка расположена в Рыбинске.

Что такое газотурбинный двигатель?

The Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Газотурбинные двигатели, которые чаще всего оглушают вас в заднем ряду коммерческого рейса по пересеченной местности, также использовались в автомобилях и прототипах автомобилей более 60 лет. Если вам, дорогой читатель, кажется, что использование лопастей вентилятора с оглушительными 50 000 об/мин для питания вашего ежедневного водителя кажется плохой идеей, вы будете правы!

В автомобилестроении турбины обычно применялись одним из двух способов.Они могли бы использовать систему прямого привода, в которой двигатель напрямую приводит в движение колеса через трансмиссию, как в типичном двигателе внутреннего сгорания, или гибридную систему, в которой турбина приводит в действие систему электродвигателей в автомобиле.

Сложность всегда была проблемой, которая не останавливала многих производителей, больших и малых, от попыток внедрить новую технологию. Сегодня Команда компании Drive здесь, чтобы помочь вам понять, как эти бесспорно крутые неудачные эксперименты стремились изменить автомобильный ландшафт.

Toyota Sports 800 Gas Turbine Hybrid Concept, Toyota

Что такое газотурбинный двигатель и как он работает?

Газотурбинные двигатели бывают разных модификаций, но все модели имеют три основных компонента: вентилятор компрессора, который раскручивает поступающий воздух до высокого давления, камера сгорания, в которой сжигается топливо для питания системы, и турбина, вращающаяся за счет сжигания топлива. .

Как работает газотурбинный двигатель?

Турбина соединена с компрессором с помощью вала, поэтому при сгорании топлива и вращении турбины компрессор активно всасывает больше воздуха и нагнетает его в камеру сгорания, поддерживая подачу мощности.По своей концепции он похож на турбокомпрессор, за исключением того, что он приводится в движение не внешним воздушным потоком — выхлопными газами работающего двигателя, а полностью автономным.

Турбинные двигатели в турбовинтовых и турбовентиляторных двигателях с большой степенью двухконтурности чаще всего встречаются не в военных целях, поскольку они используются в гражданских самолетах. Они хорошо подходят для полетов, потому что побочным продуктом камеры сгорания с чрезвычайно высоким давлением является выхлопной газ с высокой скоростью, который можно использовать для создания тяги.ТРДД с малой двухконтурностью часто используются в современных военных реактивных истребителях. Эти турбины часто имеют вторую камеру впрыска топлива и сгорания после турбины. Эта система известна как форсажная камера и обеспечивает чрезвычайно высокую тягу за счет высокого расхода топлива и тепла — очереди вверх Кенни Логгинс .

Независимо от области применения, турбины чрезвычайно популярны для полетов, потому что их высокая степень сжатия превосходно работает даже в разреженном воздухе в милях над Землей, их относительно стабильная рабочая скорость хорошо подходит для крейсерского полета на высоте в течение нескольких часов подряд, а их высокая тяга позволяет более эффективно использовать топливо.

Так что же побудило инженеров использовать их для наземных приложений, где ни одно из этих преимуществ не применимо?

Зачем использовать газотурбинный двигатель?

Турбинные двигатели имеют несколько веских причин рассматривать их для наземного использования. Во-первых, у них относительно мало движущихся частей по сравнению с поршневым двигателем внутреннего сгорания, и в результате они теоретически более надежны.

Вторая причина — абсурдно высокий крутящий момент на низких оборотах от относительно небольшого пакета из-за диапазона мощности газовых турбин.По этой причине газовые турбины преобладают в дизель-электрических локомотивах, где для запуска длинных составов ценится высокий крутящий момент.

Последняя причина заключается в том, что они часто могут работать практически на любом виде топлива, будь то бензин, дизель, а в случае с президентом Мексики и его технологической демонстрацией Chrysler Turbine в 60-х годах, текила — вы знаете ты тоже только что услышал эту песню в своей голове.

Toyota Gas Turbine Hybrid System, Toyota

Кто начал использовать газотурбинные двигатели?

Газотурбинные двигатели для автомобильного применения появились как концепция, по крайней мере, с конца Второй мировой войны.Однако первый газотурбинный двигатель для дорожного движения был построен и приводился в действие британским производителем Rover в модели JET1, разработанной в 1950 году. модели с турбиной появятся позже, но его преследовал ужасный пробег (около 6 миль на галлон) и относительно медленное ускорение, которое не позволяло им выпускать серийные модели в последующие десятилетия после его постройки.

В течение 50-х годов компания Chrysler интенсивно исследовала газовую турбину, даже модернизировав Plymouth 1954 года с газотурбинным двигателем и проехав на нем по США в качестве рекламного трюка и тестового упражнения.В 1963 году они разработали самый известный и широко производимый автомобиль с турбинным двигателем, названный Chrysler Turbine.

50 дорожных моделей были построены и переданы представителям общественности в бесплатную двухлетнюю аренду, с общим пробегом 1,1 миллиона миль с 1964 по 1966 год. расход топлива, чрезвычайно медленное ускорение и высокий уровень шума от турбины с красной линией 60 000 об / мин. Когда Chrysler закрыл проект Turbine, все оригинальные автомобили с кузовом Ghia, кроме девяти, были уничтожены, чтобы предотвратить ущерб для компании в связи с общественностью.

В 70-х годах Toyota пыталась использовать гибридную систему с газовой турбиной в нескольких концептах, включая Century и Sports 800. Вместо прямого привода колес, как в JET1 и Chrysler Turbine, газовая турбина приводила в действие генератор, который создавал электричество, которое можно было отправить непосредственно на двигатели задних колес или сохранить в аккумуляторной батарее для последующего использования.

Эта система была разработана, чтобы избежать крайне низких скоростей разгона и возможных проблем с запуском/остановкой при прямом подключении турбины к трансмиссии, но система аккумуляторов и сложность почти удвоили вес Sports 800, при этом потеряв более половины лошадиных сил.Toyota отказалась от исследований гибридов газовых турбин в начале 1980-х годов и разделила исследования гибридов и разработку турбин на отдельные подразделения.

Совсем недавно в продажу поступил турбинный супербайк Marine Turbine Technologies, известный как Y2K за год своего дебюта. С газотурбинным двигателем Rolls Royce 250-C18 он выдает ошеломляющие 320 л. Заявленная максимальная скорость составляет 227 миль в час, но возможность испытать эту дикую езду обойдется вам в 270 000 долларов.Это также было показано в превосходно ужасном фильме Torque.

Messerschmitt Me 262, Bild Bundesarchiv

Когда появились газовые турбины?

Газотурбинные двигатели существуют с 1000 г. н.э., в древнем Китае, когда нагретый воздух использовался для вращения того, что мы сейчас назвали бы турбиной, приводившей в действие движущиеся произведения искусства, которые выставлялись на ночных фестивалях. Более современные патенты на газотурбинные двигатели датируются 1791 годом, когда Джон Барбер запатентовал элементарную конструкцию безлошадной повозки, но газотурбинный двигатель не имел промышленного успеха до 1939 года, когда в Швейцарии была запущена электростанция Невшатель.

В том же году Heinkel He 178 поднялся в воздух как первый в мире самолет с чисто турбореактивным двигателем, и, несмотря на проблемы со временем полета и надежностью, он проложил путь к послевоенной реактивной эре, поскольку многие другие производители двигателей усовершенствовали и усовершенствовали реактивный самолет. концепция более поздних самолетов к концу войны.

Немецкий Messerschmitt Me 262 стал первым действующим реактивным самолетом в 1944 году, следуя по стопам He 178, и, хотя его использование было ограничено после краха Третьего рейха, он доказал, что самолеты с газотурбинными двигателями никуда не денутся. максимальная скорость почти на сто миль в час выше, чем у самого быстрого поршневого самолета союзников того времени.

Какие модели в настоящее время оснащены газотурбинными двигателями?

Газотурбинные двигатели в настоящее время не используются для серийных автомобилей. Ближе всего к производству в недавнем прошлом был концепт Jaguar CX75, в котором использовались микротурбины на дизельном топливе для питания электрической гибридной системы, но автомобиль был списан из-за обострения финансового кризиса.

Вышеупомянутый супербайк Y2K является единственным наземным транспортным средством для использования на дорогах, которое можно приобрести, но они изготавливаются на заказ и имеют производственные номера, исчисляемые однозначными числами в год.

Какова гоночная история газотурбинных двигателей?

Газотурбинные двигатели неоднократно экспериментировались в гонках, так как основные проблемы, с которыми сталкивались потребители (а именно низкий расход топлива и шум), были гораздо меньшими проблемами для гоночных команд.

Самые успешные автомобили были выставлены гоночной командой STP на различных гонках Indy в 60-х, начиная с STP Paxton Turbocar, управляемого Парнелли Джонсом. Приводимый в действие газотурбинным вертолетным двигателем ST6, расположенным слева от водителя, он производил 550 лошадиных сил, имел полный привод и имел управляемый водителем воздушный тормоз для замедления.Автомобиль был быстрым — лидировал почти на всех 196 кругах Indianapolis 500 1967 года, — но отказ подшипника вынудил сойти с дистанции за восемь миль до конца гонки. В 1968 году машина разбилась во время тренировки и больше никогда не участвовала в гонках.

Lotus 56 последовал за ним по пятам, пытаясь выиграть Indianapolis 500 с культовым клиновидным профилем автомобилей Lotus с открытыми колесами на десятилетие вперед, но с тем же газотурбинным двигателем ST6, который приводил в движение STP Paxton Turbocar. Несмотря на правила USAC (руководящий орган гонок Indy в то время), предписывающие размеры воздухозаборников, которые почти полностью исключили автомобили с турбинами из гонок, 56 попытался компенсировать недостаток мощности с помощью усовершенствованной подвески и сложной аэродинамики.

Автомобиль, к сожалению, убил водителя Майка Спенса, когда он неправильно оценил поворот на тренировке и врезался в стену поворота. Кэрролл Шелби немедленно отозвал другие свои автомобили с турбинным двигателем из 500, заявив, что невозможно сделать гоночный автомобиль с турбинным двигателем безопасным и конкурентоспособным. USAC быстро перешел к полному запрету автомобилей с газотурбинными двигателями в Инди, и это означало смерть 56. Он просуществовал недолго в сезоне F1 1971 года, но так и не добился успеха.

Интересные факты о газотурбинном двигателе

Вы знаете, что хотите больше фактов о газотурбинном двигателе!

  • У Chrysler Turbine 1963 года были скудные 130 л.с., но потрясающие 425 фунт/фут крутящего момента в состоянии покоя.
  • Me 262 во время Второй мировой войны имел коэффициент поражения более 5: 1 за период, когда он использовался, при этом союзники уничтожили 542 самолета против 100 уничтоженных Me 262.
  • Lotus 56, пилотируемый Майком Спенсом, в 1968 году проехал второй самый быстрый круг в истории Indianapolis Motor Speedway — 169,6 миль в час — всего за несколько часов до гибели Спенса.
  • Volkswagen когда-то построил прототип автобуса с эркером с турбинным двигателем, который они намеревались произвести, как только эффективность и стоимость будут удовлетворительными… все еще ждут этого.
  • Турбинный автомобиль Howmet TX на сегодняшний день является единственным автомобилем с газотурбинным двигателем, выигравшим гонку — две региональные гонки SCCA в 1968 году.

    Мы здесь, чтобы быть опытными гидами во всем, что связано с практическими рекомендациями. Используйте нас, хвалите нас, кричите на нас. Комментарий ниже и давайте поговорим! Вы также можете кричать на нас в Twitter или Instagram, вот наши профили.

    Джонатон Кляйн: Twitter (@jonathon.klein), Instagram (@jonathon_klein)

    Тони Маркович: Twitter (@T_Marko), Instagram (@t_marko)

    Крис Тиг: Twitter (@TeagueDrives), Instagram (@TeagueDrives)

    Виктория Скотт: Твиттер (@mikurubaeaahina), Instagram (@reimuracing)

    Видео 

    Посмотрите видео полностью рабочего автомобиля Джея Лено 1963 года Chrysler Turbine ниже!

    Рекомендуемые товары

    Книги для механиков

    Датчики наддува

    Спидометры

    Есть вопрос? Есть профессиональный совет? Отправьте нам сообщение: [email protected]

    Двигатель внутреннего сгорания в сравнении с газовой турбиной — гибкость топлива

    Что такое гибкость топлива?

    Топливная гибкость — это возможность сжигать различные виды топлива и немедленно переключаться на другие виды топлива во время работы без снижения нагрузки или снижения эксплуатационной готовности силовой установки. Жидкие виды топлива и альтернативные виды газообразного топлива, которые можно использовать для производства электроэнергии, включают сжиженный нефтяной газ (СНГ), сырую нефть, мазут (RFO) и дистиллятное топливо, включая легкое жидкое топливо (LFO), нафту и дизельное топливо.Однако не все электростанции рассчитаны на длительную работу на жидком топливе. Когда из-за нехватки природного газа газовые турбины сжигают мазут в качестве резерва, требуются дополнительные проверки и техническое обслуживание, что приводит к более частым отключениям. Двигатели внутреннего сгорания Wärtsilä предназначены для сжигания различных видов газообразного и жидкого топлива, не требуя дополнительных затрат на техническое обслуживание или снижения эксплуатационной готовности, обеспечивая эффективное и надежное энергоснабжение 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в неделю.

    Несмотря на то, что газовые турбины часто рекламируются как универсальные по топливу, около 90 процентов газовых турбин во всем мире работают на природном газе или сжиженном природном газе (СПГ) из-за его чистоты и легкости сгорания.Только около 400 газовых турбин GE во всем мире работают на сырой нефти, нафте или мазуте. Парк электростанций Wärtsilä, работающих на жидком топливе, включает более 4000 электростанций с 8900 двигателями в 165 странах, как показано на рис. 1. Ряд электростанций Wärtsilä был спроектирован для работы на жидком топливе, в то время как инфраструктура природного газа была построена или расширена с использованием нескольких — топливная способность для удовлетворения как краткосрочных, так и долгосрочных потребностей в энергии.

    Рисунок 1: Обширный глобальный парк электростанций Wärtsilä, работающих на жидком топливе

    В дополнение к жидкому топливу Wärtsilä предлагает многотопливные решения, в которых в качестве топлива используется сжиженный нефтяной газ, а также жидкое топливо
    или природный газ в качестве альтернативного топлива.СНГ становится все более привлекательным топливом для производства электроэнергии
    , особенно на островах и в небольших энергосистемах, благодаря его широкой доступности и низким затратам на инфраструктуру.

     

    Вопросы технического обслуживания газовых турбин, работающих на жидком топливе

    Жидкое топливо создает много проблем для газовых турбин, поскольку оно может содержать водорастворимые соли, высокие концентрации тяжелых металлов и других примесей. Сырая и остаточная нефть более вязкая и содержит более высокие концентрации микроэлементов, чем дистилляты.Металлы и соли являются абразивными для лопаток турбины и могут создавать отложения золы, которые приводят к загрязнению и коррозии компонентов тракта горячего газа. Поскольку сгорание в газовых турбинах происходит постоянно, установка должна быть отключена для осмотра и технического обслуживания. Для газовых турбин, работающих на мазуте, требуется сочетание подготовки топлива (очистка, смешивание, нагрев и повышение давления) и более частые циклы технического обслуживания. Катализаторы могут быть добавлены для улучшения сгорания, а в некоторых случаях тяжелое жидкое топливо (HFO) или сырая нефть могут быть смешаны с жидким топливом более высокой чистоты для достижения допустимого содержания серы, золы и металлов.Топлива, содержащие ванадий или свинец, которые растворимы в масле и не могут быть удалены промывкой или центрифугированием, требуют ингибиторов коррозии для использования в газовых турбинах. Обычно дистиллятное топливо считается относительно свободным от загрязняющих веществ, но загрязнение во время транспортировки и доставки топлива привело к возникновению коррозии в газовых турбинах.

    Капитальный ремонт газовой турбины, предназначенной для сжигания жидкого топлива на природном газе, является дорогостоящим и требует регулировки контроля температуры горения, пересмотра процедур запуска и остановки, а также автономных циклов очистки для удаления зольных отложений.В результате эксплуатационная готовность газотурбинной электростанции снижается. Поскольку некоторые нефтяные топлива содержат летучие компоненты с низкой температурой воспламенения (например, лигроин), для газовых турбин также часто требуется взрывозащита. Таким образом, способность большинства газовых турбин работать на жидком топливе очень ограничена с точки зрения характеристик топливных масел, которые можно использовать, и количества времени, в течение которого турбина может работать на таком топливе.

    Варианты жидкого топлива для газовых турбин различаются в зависимости от производителя и модели, при этом некоторые газовые турбины могут использовать только No.2 дистиллят. Несколько систем подачи топлива и камеры сгорания используются для работы с различными видами топлива. GE предлагает пакет HFO для своих газовых турбин 7E и 9E; газовая турбина Siemens SGT-500 может сжигать сырую нефть, тяжелое дизельное топливо и биотопливо; и Alstom предлагает возможность использования жидкого топлива на своих моделях GT24 и GT26.

    Техническое обслуживание двигателя Wärtsilä не зависит от типа топлива, поскольку двигатели не чувствительны к металлам или солям в жидком топливе. Ингибиторы коррозии не требуются, и требуется лишь минимальная подготовка топлива (центробежные сепараторы и фильтры) для сжигания топлива более низкого качества, включая HFO/RFO и сырую нефть.Поскольку сгорание в двигателях внутреннего сгорания происходит прерывисто с выбросом продуктов сгорания во время такта выпуска, предотвращается накопление отложений золы.

    В то время как использование золообразующих видов топлива (например, тяжелого дизельного топлива) снижает мощность газовой турбины на 4–5 процентов по сравнению с работой на природном газе, многотопливные двигатели Wärtsilä сохраняют одинаковую мощность и высокий КПД независимо от того, работают ли они на природном газе, жидком топливе или тяжелом топливе. . Если подача природного газа прерывается, многотопливная электростанция Wärtsilä мгновенно переключается на резервный мазут и поддерживает нагрузку без каких-либо штрафов за техническое обслуживание.Когда требуется плановое техническое обслуживание, модульная архитектура электростанций Wärtsilä позволяет отключать двигатель, сохраняя при этом основную часть мощности установки.

    В двухтопливных (DF) двигателях Wärtsilä используется технология сжигания обедненной смеси при работе на газе и обычный дизельный процесс при работе на жидком топливе. Двигатели Wärtsilä DF имеют три системы подачи топлива, которые работают параллельно: система впрыска пилотного топлива, система подачи жидкого топлива и система впуска газа. Жидкостная резервная топливная система позволяет двигателю автоматически и мгновенно переключаться с работы на газе на работу на жидком топливе при любой нагрузке.Подача трех видов топлива также позволяет мгновенно переключаться с LFO на HFO. Гибкость в выборе топлива была основным фактором при выборе технологии многотопливных двигателей Wärtsilä для решения проблем энергоснабжения в Иордании. Электростанция IPP3 мощностью 573 МВт, состоящая из 38 двигателей Wärtsilä 50DF, которые могут работать на природном газе, LFO и HFO, является крупнейшей трехтопливной электростанцией в мире, обеспечивающей Иорданию надежной электроэнергией.

    В то время как газовым турбинам требуется около 10 минут для переключения с газа базовой нагрузки на мазут, многотопливные двигатели Wärtsilä могут мгновенно переключаться с природного газа на мазут.Переход обратно на газ с жидкого топлива занимает примерно 90 секунд без снижения нагрузки. Как показано в таблице 1 ниже, многотопливные двигатели Wärtsilä предлагают многочисленные преимущества по сравнению с газовыми турбинами для гибких топливных решений, включая способность работать на широком диапазоне видов топлива без ущерба для эксплуатационной готовности силовой установки или дополнительных затрат на техническое обслуживание. Такая гибкость в отношении топлива обеспечивает экономию средств, поскольку электростанция Wärtsilä может обеспечить надежное энергоснабжение, поскольку запасы топлива со временем меняются.

     

    Таблица 1. Топливная гибкость двигателей Wärtsilä по сравнению с газовыми турбинами 

     

    Характеристики гибкости топлива Двигатели Wärtsilä DF Газовые турбины
    Возможность работы на природном газе, сырой нефти, HFO и LFO
    Мгновенное переключение с газа на мазут
    Замена топлива при сохранении полной нагрузки
    Нечувствителен к металлам и солям в жидком топливе
    Нет повышенных требований к техническому обслуживанию при работе на жидком топливе

     

    Газовая турбина или газовый двигатель? Сравнение | Производство электроэнергии

     

    Будущие виды топлива также можно разделить на углеродно-нейтральные, например,

    .

    е-метан и е-метанол, а также не содержащие углерода, такие как зеленый водород или

    зеленый аммиак, в зависимости от производственного процесса.Гибкость выбора топлива

    Значение

    будет возрастать при переходе на безуглеродную энергетику

    Система

    . Использование менее углеродоемких или безуглеродных видов топлива для электромобилей очень

    обещает добиться углеродной нейтральности при производстве электроэнергии. Из-за 

    быстрый всплеск роста прерывистой возобновляемой энергии

    поколение

    , аспекты безопасности и доступности энергии

    Трилемма

    становится все более сложной. Надежное (резервное) питание

    Поколение

    с низким углеродным следом имеет решающее значение для поддержки

    потребности потребителей.

     

    Газовые турбины являются самым чистым традиционным источником энергии, а их топливная гибкость идеально подходит для поддержки перехода как к централизованным, так и к децентрализованным сетям. По сравнению с газовыми двигателями газовые турбины имеют значительно более низкую концентрацию загрязнителей воздуха (CO₂, NOx, SOx, твердые частицы) в своих выбросах. Двигатели потребляют меньше топлива и выбрасывают меньший объем газа, но производят более высокую концентрацию загрязняющих веществ.

     

    Газовые турбины могут работать на различных видах топлива, с переключением топлива в режиме реального времени для обеспечения надежности энергоснабжения.Эти виды топлива представляют собой не только традиционные ископаемые виды топлива, такие как природный газ, сжиженный нефтяной газ и дизельное топливо, но также и технологические отходящие газы, такие как коксовый газ (COG) и нефтеперерабатывающий газ (RFG), а также виды топлива с низким и нулевым содержанием углерода, такие как водород, биогаз и возобновляемые источники энергии. природный газ (ГСЧ). Многие из них можно сжечь без значительного снижения производительности, сохраняя при этом минимально возможное воздействие на окружающую среду.

     

    Газовые двигатели могут работать на топливе с очень низкой теплотворной способностью (LHV), таком как синтетический газ (4,5 МДж/Нм³). Они также могут сжигать биогаз, свалочный газ и газы с более высокой теплотворной способностью (факельный газ), пропан и сжиженный нефтяной газ с теплотворной способностью около 110 МДж/Нм³, хотя производительность может отличаться от достижимой на природном газе.

     

    Каждая инвестиция в производство электроэнергии, каждый приобретенный сегодня газовый двигатель или газовая турбина будут использовать водород в качестве топлива в течение всего срока его службы. Клиенты должны быть уверены, что приобретают продукты, готовые к будущему, чтобы избежать возможности остаться с бесхозными активами.

    Новаторы Purdue разрабатывают новую технологию предупреждения о срыве двигателя для газотурбинных двигателей

    WEST LAFAYETTE, Ind. – Газотурбинные двигатели часто считаются «сердцем» самолетов и кораблей.Теперь новаторы Университета Пердью, ищущие новые решения для снижения выбросов и улучшения работы этих двигателей, придумали технологию, аналогичную тестам, используемым на человеческом сердце.

    Исследователи Purdue разработали электрокардиографическую технологию для газотурбинных двигателей, чтобы отслеживать ритмы и предупреждать о возможной остановке компрессора.

    «Эффективный метод предупреждения и предотвращения сваливания двигателя имеет большое значение для газотурбинных двигателей, используемых в авиации и наземных установках», — сказала Николь Ки, профессор машиностроения в Purdue.«Остановка — это тип нестабильности потока в компрессорах, который устанавливает предел низкого расхода для работы газотурбинного двигателя. Когда компрессор глохнет, это может привести к серьезному повреждению газотурбинных двигателей. Подобно сердечному приступу у людей, остановка компрессора может произойти без явных предвестников».

    Технология предупреждения о остановке компрессора Purdue использует датчики для записи данных во время работы, а затем использует новую процедуру обработки сигналов для определения состояния двигателя.

    «Трудно отличить небольшие возмущения, связанные с остановкой компрессора, от тех, которые связаны с турбулентным потоком», — сказал Фанъюань Лу, исследователь из лаборатории Ки.«При появлении очевидных предвестников газотурбинный двигатель глохнет в течение нескольких миллисекунд. Этого времени недостаточно для предупреждения, чтобы действовать».

    Инженеры Purdue использовали нелинейный алгоритм извлечения признаков, чтобы выделить ранние и малые предвестники остановки, предоставив достаточно времени для предупреждения, чтобы принять меры по исправлению ситуации.

    Новаторы сотрудничали с отделом коммерциализации технологий Purdue Research Foundation, чтобы запатентовать свою технологию.

     

    Исследователи Университета Пердью разработали технологию типа электрокардиограммы для газотурбинных двигателей, чтобы отслеживать ритмы и предупреждать о потенциальной остановке компрессора.(Изображение предоставлено) Скачать изображение

    Новаторы и OTC ищут партнеров для продолжения разработки своей технологии. Для получения дополнительной информации о лицензировании и других возможностях свяжитесь с Мэтью Халладеем из OTC по адресу [email protected] и укажите код отслеживания 2019-LOU-68639.

    Об исследовательском фонде Purdue Отдел коммерциализации технологий

    Отдел коммерциализации технологий Purdue Research Foundation реализует одну из наиболее комплексных программ передачи технологий среди ведущих исследовательских университетов США.S. Услуги, предоставляемые этим офисом, поддерживают инициативы Университета Пердью в области экономического развития и приносят пользу академической деятельности университета за счет коммерциализации, лицензирования и защиты интеллектуальной собственности Пердью. Офис расположен в Центре конвергенции инноваций и сотрудничества в районе Дискавери-Парк, рядом с кампусом Пердью. В 2020 финансовом году офис сообщил о заключении 148 сделок, подписании 225 технологий, получении 408 раскрытий и 180 выпущенных U.С. патенты. Офис находится в ведении Исследовательского фонда Purdue, получившего в 2019 году Премию университетов за инновации и экономическое процветание за место от Ассоциации государственных и земельных университетов. В 2020 году Институт IPWatchdog поставил Purdue на третье место в стране по созданию стартапов и в топ-20 по патентам. Purdue Research Foundation — это частный некоммерческий фонд, созданный для продвижения миссии Purdue University. Свяжитесь с [email protected] для получения дополнительной информации.

    Об университете Пердью

    Purdue University — ведущее государственное исследовательское учреждение, разрабатывающее практические решения самых сложных задач современности.Purdue занимает 5-е место в рейтинге самых инновационных университетов США по версии US News & World Report и проводит исследования, которые меняют мир, и невероятные открытия. Стремясь к практическому и онлайн-обучению в реальном мире, Purdue предлагает преобразующее образование для всех. Стремясь обеспечить доступность и доступность, Purdue заморозила обучение и большинство сборов на уровне 2012–2013 годов, что позволило большему количеству студентов, чем когда-либо, получить высшее образование без долгов. Посмотрите, как Purdue никогда не останавливается в настойчивом стремлении к следующему гигантскому скачку в Purdue.образование

    Автор: Крис Адам , [email protected]

    Источники:
    Николь Ки, [email protected]

    Фанъюань Лу, [email protected]

    62B-104 БАЗОВАЯ ГАЗОВАЯ ТУРБИНА

    62B-104 БАЗОВАЯ ГАЗОВАЯ ТУРБИНА
    Инженерное обучение

    ЛИСТ НАЗНАЧЕНИЯ

    ОСНОВНЫЕ ГАЗОТУРБИННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

    Лист назначения 60B-104

     

    ВВЕДЕНИЕ

    С увеличением количества судов с газотурбинными двигателями становится важным понимание базовой конструкции и работы газотурбинной установки.Офицер надводных боевых действий также должен понимать последствия эксплуатации этих двигателей в морской среде.

    ТЕМА УРОКА ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

    Терминальная цель:

    7.0 ОПИШИТЕ принципы, конструкцию, функции, компоненты, системы управления и контроля, а также работу газотурбинной силовой установки и связанных с ней вспомогательных вспомогательных систем. (ДЖТИ:А)

    Дополнительные цели:

    7.1 ОПИШИТЕ следующие области применения газовых турбин и укажите тип газовой турбины, связанной с каждой из них:

    а.Двигатель

    б. Электрогенерация

    7.2 Имея график, представляющий зависимость давления от объема в идеальном цикле Брайтона, ОТМЕТЬТЕ пять фаз и объясните процесс преобразования энергии, происходящий в каждой из них.

    а. Впуск

    б. Компрессия

    в. Сжигание

    д. Расширение

    эл. Выхлоп

    7.3 ОПРЕДЕЛИТЕ следующее, применимое к газотурбинным двигателям, включая преимущества и недостатки, если это применимо.

    а. Двигатель с разъемным валом

    б. Одновальный двигатель

    в. Кольцевая камера сгорания

    д. Канально-кольцевая камера сгорания

    эл. Осевой поток

    ф. Коробка отбора мощности в сборе

    7.4 ОПИШИТЕ следующие устройства и укажите их функции:

    а. Компрессор

    б. Камера сгорания

    в. Турбина ВД/турбина газогенератора

    д. Турбина низкого давления/силовая турбина

    эл.Подшипник/рама газовой турбины в сборе

    ф. Привод аксессуаров в сборе

    г. Впускной направляющий аппарат

    ч. Переменные лопатки статора компрессора

    я. Коллекторы продувки двигателя

    Дж. Коллектор стравливающего воздуха заказчика

    тыс. Высокоскоростная гибкая муфта

    л. Впуск/выпуск

    7.5 ОБСУДИТЕ источник и использование отбираемого клиентом воздуха.

    7.6 УКАЖИТЕ работу системы впуска и выпуска воздуха газовой турбины.

    7.7 ОПИШИТЕ путь воздуха от влагоотделителей к вытяжным эжекторам.

    7.8 ОПИШИТЕ влияние следующих веществ на газотурбинные двигатели и меры предосторожности, предпринятые в отношении окружающей среды, включая:

    а. Солевой спрей

    б. Ледообразование/температура наружного воздуха

    в. Повреждение посторонним предметом

    д. Чистота компрессора

    эл. Срывы/скачки

    ф.Запуск/остановка

    7.9 ОПИШИТЕ следующие системы двигателя:

    а. Система обнаружения льда

    б. Система обнаружения и тушения пожара

    в. Система зажигания

    д. Система промывки водой

    7.10 НЕ НАЗНАЧЕН; зарезервировано для использования в будущем

    7.11 НЕ НАЗНАЧЕН; зарезервировано для использования в будущем

    7.12 НЕ НАЗНАЧЕН; зарезервировано для использования в будущем

    УЧЕБНОЕ ЗАДАНИЕ

    1. Прочтите информационный лист 60B-104.
    2. Информационный лист плана 60B-104, используя вспомогательные цели урока 60B-104 в качестве руководства.
    3. Ответы на учебные сценарии.

    СЦЕНАРИИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

    Изучая будущую доску SWO, вы изучаете другие типы морских двигателей. Вы задаете себе несколько вопросов о газотурбинных двигателях.

    1. Зная, что газотурбинный двигатель представляет собой открытый термодинамический цикл, каким образом двигатель преобразует энергию, запасенную в топливе и воздухе, в полезную работу в виде вращающегося воздушного винта?

    После изучения вы явитесь на мостик к мидвахте как ДЖУД.Здесь тихо, поэтому вы смотрите на доску чтения сообщений OOD. Вы видите, что в этом районе есть несколько небольших песчаных бурь (вы в настоящее время находитесь в Персидском заливе), и что сообщение рекомендует всем кораблям с газовыми турбинами внимательно следить за состоянием своих воздушных фильтров / туманоуловителей.

    2. Каково значение этого компонента? Если это не удается, двигатель OOC?

    Просматривая поток сообщений, вы замечаете, что одного из FFG в вашей боевой группе нет поблизости.Любопытно, вы спрашиваете OOD, знает ли она, куда они ушли, и она говорит вам, что им пришлось заехать в Бахрейн, чтобы заменить и двигатель из-за неисправной камеры сгорания.

    3. Почему замена камеры сгорания LM2500 настолько сложна, что судно должно заходить в порт?

     

     

    ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЛИСТ

    ОСНОВНЫЕ ГАЗОТУРБИННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

    Информационный лист 64B-104I

    ВВЕДЕНИЕ

    С увеличением количества судов с газотурбинными двигателями становится важным понимание базовой конструкции и работы газотурбинной установки.Офицер надводных боевых действий также должен понимать последствия эксплуатации этих двигателей в морской среде.

    ССЫЛКИ

    (a) Руководство по силовой установке DD-963

    (b) Эксплуатация морских газовых турбин (NAVEDTRA-10097)

     

    ИНФОРМАЦИЯ

    1. Обзор урока:
    2. Газотурбинная установка представляет собой инновационную концепцию судовых электростанций.Суда ВМС США используют газотурбинные двигатели, производные от самолетов, как в качестве основного двигателя, так и в качестве корабельной электроэнергии. Высокая степень автоматизации установки достигается за счет интегрированной системы пультов управления и контроля.
    3. Преимущества:
    4. К преимуществам газотурбинной установки по сравнению с паровой установкой сопоставимой мощности относятся:
      1. Снижение веса на 70 %
      2. Простота (меньше вспомогательных силовых установок)
      3. Сокращение численности персонала за счет автоматизированного управления силовой установкой
      4. Более быстрое время отклика
      5. Более быстрое ускорение/торможение
    5. Принципы газовой турбины:
      1. Компоненты базового газотурбинного двигателя включают:
        1. Компрессор
        2. Камера сгорания
        3. Турбина
      2. Рабочий цикл:
      3. В газотурбинном двигателе сжатие, сгорание и расширение происходят непрерывно в разных камерах.Газотурбинные двигатели работают по циклу Брайтона (открытый цикл двигателя).

        Рис. 1: Цикл Брайтона

        1. Фаза впуска:
        2. Наружный воздух всасывается в двигатель под действием компрессора. Давление, температура и объем остаются неизменными на протяжении всей фазы всасывания.
        3. Фаза сжатия:
        4. Всасываемый воздух механически сжимается. Давление и температура увеличиваются при соответствующем уменьшении объема.Механическая энергия, приводящая в действие компрессор, преобразуется в кинетическую энергию в виде сжатого воздуха.
        5. Фаза горения:
        6. Топливо впрыскивается в камеру сгорания и сжигается, превращая химическую энергию в тепловую в виде горячего расширяющегося газа. Объем и температура значительно увеличиваются, в то время как давление в камере сгорания остается постоянным.
        7. Фаза расширения:
        8. Тепловая энергия преобразуется в механическую по мере того, как горячие расширяющиеся газы из камеры сгорания вращают ротор турбины.Давление и температура уменьшаются, а объем увеличивается в фазе расширения.
        9. Фаза выхлопа:
        10. Горячие выхлопные газы отводятся через судовые воздухозаборники в атмосферу. Давление, температура и объем остаются неизменными на протяжении всей фазы выхлопа.
    6. Компоненты газовой турбины:
      1. Компрессоры: Существует два основных типа компрессоров газовых турбин.
        1. Центробежный компрессор:
        2. В этом компрессоре используется вращающаяся крыльчатка для всасывания всасываемого воздуха и его ускорения наружу посредством центробежной силы в диффузор.Он используется в небольших газовых турбинах и лучше всего подходит для низкого отношения давлений, когда общий диаметр двигателя не важен.

          Рис. 2: Центробежный компрессор

        3. Осевой компрессор:
        4. Состоит из вращающихся и неподвижных лопаток. Воздух сжимается, когда он проходит в осевом направлении вдоль вала. Это обеспечивает большую эффективность и более высокие коэффициенты давления за счет многоступенчатой ​​конструкции. Ступень сжатия состоит из одного ряда вращающихся лопастей, за которым следует ряд неподвижных лопастей.Это наиболее распространенный тип компрессора, используемый в судовых газотурбинных двигателях.

          Рис. 3: Осевой компрессор

        5. Остановка компрессора:
        6. Остановка или помпаж определяется как прерывание потока воздуха через компрессор. Остановка на работающем двигателе может привести к серьезному повреждению двигателя из-за чрезмерных вибраций и перегрева секции камеры сгорания. Для предотвращения остановки компрессора двигатели оснащены перепускными клапанами компрессора или лопатками компрессора с изменяемой геометрией.Спускные клапаны выпускают воздух из компрессора во время пуска, а регулируемые лопасти компрессора регулируют поток воздуха, чтобы избежать турбулентности, тем самым предотвращая остановку компрессора.
      2. Камеры сгорания:
      3. Камера сгорания смешивает сжатый воздух с топливом и сжигает смесь для получения горячего расширяющегося газа. Существует три основных типа топочных устройств.
        1. Банка:
        2. Отдельные банки горелок установлены по периметру двигателя. Каждая банка представляет собой отдельную камеру сгорания и вкладыш, получающий собственную подачу топлива.
          1. Преимущество: простая замена
          2. Недостатки — Неэффективность, более слабая конструкция

          Рис. 4: Камера сгорания баночного типа

        3. Кольцевая:
        4. Одна большая камера сгорания в корпусе двигателя. Несколько топливных форсунок образуют сплошное «огненное кольцо». Этот тип используется на LM2500.
          1. Преимущества: Самый эффективный, самый прочный элемент рамы двигателя.
          2. Недостаток: Для ремонта или замены требуется полная разборка двигателя.

          Рис. 5: Кольцевая камера сгорания

        5. Кольцевой баллончик:
        6. Этот гибридный тип использует несколько отдельных баллонов с отдельными топливными форсунками, которые получают воздух из общего кольцевого корпуса (Allison 501-K17).
          1. Преимущества: Прочный, легко заменяемый.
          2. Недостаток: менее эффективен, чем кольцевая камера сгорания.

        Рис. 6: Кольцевая камера сгорания

      4. Турбина:

        1. Энергия:
        2. Тепловая энергия горячих расширяющихся газов камеры сгорания преобразуется в механическую энергию при вращении колеса турбины.
        3. Конструкция:
        4. Состоит из стационарных лопаток (сопел) и вращающихся лопаток. Ступень турбины представляет собой один ряд сопел и один ряд лопаток.
      5. Узел привода вспомогательных агрегатов:
      6. Узел привода вспомогательных агрегатов приводится в действие компрессором через конические шестерни. Привод вспомогательных агрегатов используется для привода компонентов, чтобы сделать двигатель самодостаточным. Общие аксессуары включают такие компоненты, как насосы для смазочного масла и топливного масла.
      7. Двигатели:
        1. Два основных типа, используемые в ВМС США:
          1. Одновальный двигатель:
          2. Одновальные двигатели имеют один вал, который проходит через весь двигатель.На этом валу крепятся все вращающиеся части двигателя. Удлинение того же вала, узел отбора мощности, приводит в движение нагрузку. В основном этот тип двигателя используется там, где требуется постоянная скорость, например, для производства электроэнергии. Для этого используется двигатель Allison 501-K17.

            Рис. 7: Ротор турбины

          3. Двигатель с разъемным валом:
          4. Двигатель разделен на две основные секции: газогенератор и секцию силовой турбины. Секция газогенератора состоит из компрессора, камеры сгорания и турбины высокого давления (ВД).Целью газогенератора является производство горячего расширяющегося газа для использования в силовой турбине. Силовая турбина аэродинамически связана с газогенератором, но два вала не связаны механически. Силовая турбина преобразует тепловую энергию газогенератора в механическую энергию для привода нагрузки.
            1. Выходная скорость изменяется за счет управления скоростью газогенератора, которая определяет количество выхлопных газов, направляемых на силовую турбину.
            2. Газотурбинные двигатели с разъемным валом
            3. , такие как LM2500, подходят для главных силовых установок.Преимущества в этом приложении:
              1. Газогенератор более чувствителен к требованиям нагрузки, поскольку работа компрессора не ограничивается нагрузкой на силовую турбину.
              2. Секция газогенератора и секция силовой турбины работают на скоростях, близких к их наиболее эффективным, при различных нагрузках.
          . .
        2. Влагоотделители (жалюзи и сетчатые экраны):
        3. Влагоотделители удаляют капли воды и грязь из всасываемого воздуха для предотвращения эрозии компонентов компрессора. Электрические ленточные нагреватели предотвращают образование льда на жалюзи.
        4. Вдувные дверцы:
        5. Вдувательные дверцы устанавливаются для предотвращения останова двигателя при загрязнении влагоотделителей.
          1. Эти двери срабатывают автоматически при повышении перепада давления воздуха на влагоотделителях.
          2. В открытом состоянии впускной воздух обходит забитые влагоотделители и подает нефильтрованный воздух в двигатель, чтобы предотвратить нехватку воздуха в двигателе.

        Рис. 8: Высокая шляпа в сборе

      8. Впускной канал:

        1. Назначение:
        2. Впускной канал обеспечивает подачу воздуха для горения двигателя и охлаждающего воздуха для модуля.
        3. Система охлаждения модуля:
        4. Система охлаждения модуля направляет часть всасываемого воздуха в корпус двигателя для вентиляции модуля и внешнего охлаждения двигателя.Охлаждающий воздух модуля закручивается вокруг двигателя, отводя тепло и вентилируя модуль, прежде чем выйти через небольшой воздушный зазор вокруг заднего конца силовой турбины. Выхлоп работающих двигателей вызывает эффект эжектора, втягивая охлаждающий модуль воздух в выхлопной канал.

        Рис. 9: Впускной воздуховод GTM

      9. Противообледенительный коллектор:

        1. Назначение:
        2. Противообледенительный коллектор предназначен для подачи горячего отбираемого воздуха во впускной патрубок под каналом охлаждающего воздуха модуля для предотвращения образования льда.
        3. Обледенение:
        4. Обледенение может произойти во впускном канале, когда температура наружного воздуха упадет до 38 o F. Сигнал обледенения загорится при температуре 41 o F при влажности 70%, чтобы предупредить оператора до образования льда во впуске.
        5. Эффекты:
        6. Обледенение на входе компрессора может ограничить поток воздуха, вызывая остановку двигателя, а также представляет серьезную опасность повреждения двигателя посторонними предметами (FOD).
        7. Датчики:
        8. Датчик обнаружения льда, расположенный во впускной камере, выдает аварийный сигнал, предупреждающий оператора о возможности образования льда на воздухозаборнике.
        9. Управление:
        10. Противообледенительная воздушная система активируется вручную вахтенными и контролируется для предотвращения образования льда.
      10. Глушители:

        1. Расположение:
        2. Впускные глушители расположены посередине впускного канала для снижения воздушного шума.
        3. Конструкция:
        4. Глушители состоят из вертикальных пластин из звукопоглощающего материала, заключенных в перфорированные листы из нержавеющей стали.
        5. Канал охлаждающего воздуха модуля:
        6. Канал охлаждающего воздуха модуля содержит одиночный пулевидный глушитель для подавления шума, создаваемого охлаждающим воздухом.
      11. Компенсатор
      12. : Компенсатор представляет собой резиновый чехол, соединяющий впускной канал с впускной камерой модуля. Это предотвращает передачу шума модуля на корпус корабля.
    7. Базовый корпус газовой турбины LM2500 в сборе (модуль):

      1. Описание:
      2. Базовый корпус в сборе состоит из модуля корпуса (26 футов x 8 футов x 9 футов) на амортизируемом основании.
        1. Основание модуля:
        2. Основание представляет собой изготовленную из двутавровой балки стальную раму с креплениями для крепления двигателя.
        3. Проходки:
        4. Сервисные патрубки проходят через основание для всех сервисов двигателя, таких как электричество, воздух, масло, топливо, CO 2 или Галон .
        5. Защита:
        6. Корпус имеет тепловую и акустическую изоляцию, что обеспечивает двигателю контролируемую среду.
          1. Впускная камера: передняя часть модуля отделена от кожуха двигателя перегородкой.Впускная камера считается чистой частью модуля. В этой области на передней части двигателя установлен экран FOD на входе газовой турбины, чтобы предотвратить попадание крупных посторонних предметов в компрессор.
          2. Рис. 10: Сборка модуля GTM

          3. Кожух двигателя: Кожух содержит сам двигатель и выпускной патрубок, а также получает воздух из канала охлаждения модуля. Доступ к двигателю обеспечивается через боковую дверь и верхний люк.
      3. Система обнаружения и тушения пожара:
      4. Система обнаружения и тушения пожара обеспечивает автоматическую противопожарную защиту газотурбинного двигателя и модуля.

        Рис. 11: Сборка основания модуля

        1. Компоненты системы обнаружения пожара включают:

          1. Ультрафиолетовые детекторы пламени, которые обнаруживают пламя в зоне камеры сгорания.
          2. Температурные датчики, установленные на 400 o F для обнаружения возгораний за пределами диапазона обзора УФ-детекторов.
          3. Ручная кнопка «ПОЖАР» — может использоваться вахтенным для включения пожарной системы.
        2. Компоненты системы пожаротушения включают:

          1. Блок первичного CO 2 баллона для быстрого затопления модуля.
          2. Блок вторичного СО 2 для поддержания инертной атмосферы в модуле при необходимости.
          3. A CO 2 Выключатель запрета разблокировки, расположенный на пультах управления.Этот переключатель позволяет оператору остановить автоматический выпуск основного CO 2 в модуль в случае ложного срабатывания тревоги или наличия персонала в модуле.
          4. Электронный сигнал пожарной остановки, используемый для остановки двигателя при обнаружении возгорания ультрафиолетовыми датчиками пламени, термовыключателями или кнопкой пожарной сигнализации с ручным управлением. Этот сигнал активирует последовательность пожарной остановки. Противопожарная остановка инициирует следующие действия:
            1. Сигнализация «ПОЖАР» на пультах управления.
            2. Прикрепляет топливо к двигателю.
            3. Останавливает вентилятор охлаждения модуля и закрывает вентиляционную заслонку.
            4. Отпускает CO 2 после 20-секундной задержки.

      Указание по технике безопасности: При входе в модуль убедитесь, что система пожаротушения отключена, а на модуле и пультах управления размещены таблички, предупреждающие о нахождении персонала в модуле.

      Примечание: FFG оснащены системами галона.

    8. Система выхлопных каналов:

      1. Функция:
      2. Направляет выхлопные газы двигателя в атмосферу, снижая тепловыделение и шум выхлопа.
      3. Выпускной коллектор:
      4. Выпускной патрубок направляет выхлопные газы в выпускной канал. Зазор между выхлопным коленом и корабельным всасывающим патрубком вызывает эффект эжектора, втягивающий охлаждающий модуль воздух в выхлопной патрубок.
      5. Впускной воздуховод:
      6. Выпускной воздуховод изолирован для контроля тепла и шума при выходе выхлопных газов в атмосферу.
      7. Шумоглушение:
      8. Пластинчатый глушитель расположен в центре воздуховода. Эти глушители такие же, как и во впускном канале, но установлены стационарно.
      9. Выхлопные эдукторы:
      10. Выхлопные эдукторы расположены на самом верхнем конце вытяжного канала. Выхлопные эдукторы охлаждают выхлопные газы, смешивая их с холодным окружающим воздухом, чтобы уменьшить инфракрасную сигнатуру корабля.
      11. Система подавления инфракрасного излучения пограничным слоем (BLISS):
      12. Крышки Bliss устанавливаются в верхней части каждой смесительной трубы для дополнительного охлаждения отработанного воздуха путем смешивания его со слоями окружающего воздуха.Это достигается за счет использования нескольких жалюзи, расположенных под углом для создания эффекта эдуктора. Это позволяет холодному окружающему воздуху смешиваться с горячими выхлопными газами.

      Рис. 12: Выхлопная система GTM

    9. Система промывки водой:

      1. Назначение:
      2. Используется для удаления грязи и солевых отложений с лопаток компрессора.
      3. Компоненты:
      4. Состоит из бака на 40 галлонов и стационарно установленного трубопровода для подачи промывочного раствора на вход компрессора.
      5. Процедура:
      6. В соответствии с PMS компрессор необходимо промывать для поддержания эффективности и предотвращения остановки компрессора.

      Рис. 13: Система промывки водой

    10. Отбираемый воздух:

      1. Источники:
      2. Отбираемый заказчиком воздух отбирается из последней ступени компрессора на газотурбинных генераторах (ГТГ) и газотурбинных магистралях (ГТМ)
      3. Пользователи отбираемого воздуха: (СПАМ):
        1. Пуск или приведение в действие прочих газовых турбин.
        2. Воздух прерий для маскировки шума пропеллеров.
        3. Противообледенительный воздух для предотвращения обледенения воздухозаборника.
        4. Маскерный воздух для маскировки корпусных шумов главного двигателя.

      Рис. 14: Основные вращающиеся детали LM2500

    11. LM2500 Газо -турбинный двигатель Сборка:

      1. Генератор газового генератора:

        1. . Ротор компрессора: 16 ступеней подвижных лопаток, приводимых в движение турбиной высокого давления.
        2. Статор компрессора: корпус компрессора, содержащий одну ступень входных направляющих лопаток (IGV), шесть ступеней регулируемых лопаток статора (VSV) и 10 ступеней неподвижных лопаток статора.
          1. IGV и лопатки статора 1-6 имеют переменную геометрию. Угол атаки лопастей можно изменить, чтобы компрессор не заглох.
          2. Отбираемый воздух извлекается из компрессора для использования в корабельной системе отбора воздуха и для внутреннего использования в двигателе.
      2. Камера сгорания:

        1. Камера сгорания кольцевого типа с 30 топливными форсунками и 2 искровыми запальниками.
        2. Около 30% воздуха из компрессора смешивается с топливом для поддержки горения. Остальные 70% используются для охлаждения и центрирования пламени внутри футеровки сгорания.
        3. Система зажигания производит искру высокой интенсивности для воспламенения топливно-воздушной смеси во время последовательности запуска. После запуска двигателя воспламенители больше не нужны и будут обесточены.
      3. Секция турбины высокого давления:

        1. Турбина высокого давления извлекает достаточно энергии из горячих расширяющихся газов для привода компрессора и вспомогательного привода.
        2. Турбина высокого давления представляет собой двухступенчатую осевую турбину, которая механически соединена с ротором компрессора.
        3. Турбина высокого давления использует около 65% тепловой энергии камеры сгорания для привода компрессора и агрегатов, установленных на двигателе.
      4. Узел привода вспомогательного оборудования:

        1. Приводится через вал ротора компрессора через впускной редуктор, радиальный приводной вал и раздаточный редуктор.
        2. Вспомогательный редуктор обеспечивает монтаж топливного насоса, насоса смазочного масла, воздушно-масляного сепаратора и пневматического стартера.
    12. Силовая турбина:

      1. Конструкция:
      2. Силовая турбина представляет собой шестиступенчатую осевую турбину. Силовая турбина извлекает оставшиеся 35% полезной энергии и использует ее для привода главного редуктора. Силовая турбина приводит в движение редуктор через высокоскоростной гибкий соединительный вал и узел сцепления.Высокоскоростная гибкая муфта компенсирует радиальное и осевое смещение между GTM и главным редуктором.

    Рис. 15: Вид компонента LM2500

    ГАЗОТУРБИННЫЕ КОМПРЕССОРЫ: Понимание останова, помпажа

    Автор Lee S Langston , почетный профессор, UConn

    Осевые компрессоры используются в большинстве крупных газовых турбин, как в силовых установках, так и в авиационных реактивных двигателях. За последние 75 лет эти компрессоры постоянно совершенствовались, и сегодня КПД компонентов достигает более 90%.Тем не менее, независимо от того, насколько они продвинуты, их работу необходимо тщательно контролировать, чтобы избежать эффектов отъема энергии от срыва и конвульсивных эффектов полного реверсирования потока, вызванных выбросом .

    Несмотря на то, что современная конструкция и системы управления подачей топлива способны удерживать газовую турбину, работающую в режиме выработки электроэнергии, в рабочих условиях, способствующих остановке и помпажу, важно знать кое-что о каждом состоянии. Имея это в виду, давайте посмотрим, как работает осевой компрессор.

    Основы осевого компрессора

    Эффективное сжатие газа в различных рабочих условиях — непростая задача. Около 50-70% мощности турбинного компонента газовой турбины используется для привода ее компрессора. Сравните это с паровой установкой, где только около 1% мощности турбины используется для питания насосов питательной воды для повторной подачи несжимаемой воды в котел.

    Осевые компрессоры получили свое название потому, что воздух в газовом тракте течет более или менее прямолинейно в осевом направлении, параллельно оси вращения газовой турбины.Компрессор собирается поэтапно, каждая ступень состоит из кольца подвижных лопаток ротора (или лопаток), установленных на вращающемся диске или барабане, и расположенного ниже по потоку кольца неподвижных лопаток статора (или статоров), установленных на корпусе.

    Лопасти

    воздействуют на газовый тракт воздушным потоком, увеличивая его статическое и полное давление, а также кинетическую энергию. Статоры устраняют скорость завихрения, вызванную лопастями, тем самым уменьшая кинетическую энергию, что также способствует увеличению статического давления и выравниванию потока для лопастей на следующей ступени.

    Затем

    лопатки и статоры компрессора работают с потоком газа, создавая то, что аэродинамики называют неблагоприятным градиентом давления в направлении потока, то есть от низкого до высокого статического давления. Это аналогично проталкиванию воды вверх по наклонному каналу с помощью множества мелких и быстрых мазков кистью. Если уклон (аналогично степени сжатия компрессора) слишком крутой, вода течет назад, вниз по склону.

    Напротив, поток газового тракта в турбине работает в поле статического давления с уменьшением в осевом направлении.Это называется благоприятным градиентом давления : представьте, что вода течет кистью по наклонному каналу.

    Многоступенчатые осевые компрессоры: основные сведения

    Газовый тракт в типичном одноконтурном шестиступенчатом осевом компрессоре показан на рис. 1. Воздух поступает в ВРК (впускной направляющий аппарат, который есть не на всех газовых турбинах) и проходит через каждую из ступеней на пути к часть камеры сгорания. Каждая ступень увеличивает как статическое, так и общее давление газового тракта.

    Как правило, каждая ступень компрессора в промышленной газовой турбине (IGT) работает в диапазоне отношения давлений от более чем 1,0:1 до приблизительно 1,4:1. Чтобы рассчитать степень сжатия машины, просто умножьте степени давления для каждой ступени. Пример: Ссылаясь на рис. 1 и предполагая, что каждая ступень имеет степень сжатия 1,2:1, степень сжатия будет равна 1,2 в n-й степени, где «n» — количество ступеней, в данном случае шесть. Результат: 2,99:1.

    Преимуществом высокой степени сжатия является максимальная производительность.Имейте в виду, что тепловой КПД газовой турбины увеличивается с увеличением степени сжатия. Для иллюстрации: в начале 1950-х осевой компрессор с 15 ступенями мог иметь общую степень повышения давления 4:1. Сегодня самая передовая газовая турбина GE класса F, газовая турбина 7FA.05 (231 МВт), оснащена 14-ступенчатым компрессором с общей степенью повышения давления 18,4:1.

    Это представляет собой сокращение на одну ступень и почти пятикратное увеличение степени сжатия за семь десятилетий развития конструкции компрессоров.Соотношение давлений новейших рамных двигателей достигает 30:1; для авиационных машин примерно до 40:1. Такие степени сжатия соответствуют тепловому КПД газовой турбины в диапазоне от 35% до 45%. Самый ранний IGT (1939 г.) имел КПД 18%.

    Как видно из рис. 1, газовый тракт компрессора сужается при переходе от первой к шестой ступени. Учитывая, что средняя скорость газового тракта в осевом направлении относительно постоянна для газотурбинного компрессора, по мере увеличения давления и плотности воздуха в направлении потока лопатки и статоры становятся короче.Проблемы с концевым зазором могут возникать на ступенях высокого давления, потому что допустимые зазоры более значительны для более коротких аэродинамических профилей.

    Блок компрессора

    Инженер может начать проектирование осевого компрессора, используя диаграммы векторов скоростей только для IGV и первой ступени компрессора (рис. 2). Они определят необходимые углы потока воздуха на входе для лопаток и статоров, чтобы соответствовать желаемым условиям эксплуатации.

    Результирующие линии обтекания лопатки компрессора показаны на рис. 3 (слева) для расчетного угла потока.(Эскиз статора был бы таким же, но без вращения.) Переходя от низкого давления на передней кромке лопасти к более высокому давлению на ее задней кромке, линии тока точно повторяют поверхности всасывания и нагнетания лопасти.

    Обтекание лопасти контролируется ее пограничным слоем. Это очень тонкий, почти неизмеримый слой воздуха на поверхности лопатки, в котором сосредоточены эффекты вязкого трения. Скорость изменяется в пограничном слое от скорости линий тока сразу за его пределами до нуля (относительно поверхности лопасти) на поверхности лопасти.

    Существование пограничного слоя было введено немецким инженером Людвигом Прандтлем в 1904 году — подходящее время, чтобы оказать глубокое влияние на конструкцию самолетов, а также турбомашин в прошлом веке и сегодня.

    Пограничные слои очень чувствительны к условиям, вызванным неблагоприятными градиентами давления, которые создает компрессор. Таким образом, проектировщик заботится о том, чтобы не происходило отрыва пограничного слоя при расчетных углах входа воздуха.

    Когда углы входа воздуха (измеренные в осевом направлении) увеличиваются, может произойти разделение граничных слоев лопасти, как показано линиями тока вокруг лопасти справа на рис. 3. Здесь линии тока на стороне всасывания не следуют поверхность лопасти позади точки отрыва пограничного слоя. Эта лопатка компрессора застопорилась.

    Сваливание немедленно увеличивает аэродинамические потери ступени: подъемная сила лопасти снижается, а желаемое увеличение давления не достигается.Больший угол входа воздуха, вызывающий срыв, мог быть вызван падением скорости воздуха, которое могло произойти из-за внезапного противодавления ниже по потоку, например, в результате блокировки камеры сгорания или турбины, или возмущения потока вверх по потоку. Другими причинами разделения могут быть шероховатость поверхности лезвия или чрезмерная утечка на кончике.

    Когда одна лопасть застревает, это может привести к засорению верхнего потока, что отклонит поток приближающейся ступени (рис. 4). Это способствует увеличению углов потока воздуха для соседних проходов лопаток — в направлении, противоположном вращению.Если углы потока достаточно велики, эти лопасти также будут глохнуть, образуя так называемую ячейку . Если перемещается сама ячейка срыва, она становится вращающимся срывом , который вращается против вращения компрессора примерно на половине скорости вала. Излишне говорить, что вращающиеся заклинивания могут значительно сократить срок службы лезвия из-за повышенного напряжения и вибрации, которые они вызывают.

    Помпаж компрессора

    Вращающийся срыв может превратиться в экстремальный случай отказа производительности компрессора, который называется помпаж.

    По словам эксперта по компрессорам Айвора Дэя, срыв потока — это возмущение потока компрессора в тангенциальном направлении, а помпаж — возмущение в осевом направлении. Во время остановленной работы средний поток воздуха через компрессор стабилен, но во время помпажа скорость потока будет быстро (миллисекунды, мс) пульсировать — иногда так сильно, что индуцируется обратный поток, часто сопровождаемый громким «хлопком».

    В экстремальных случаях внезапное пламя, вызванное камерой сгорания, может вырваться из задней части машины (рис. 5) и, возможно, из впускного отверстия компрессора.Поэтому важно избегать перенапряжения.

    Предотвращение остановки, помпажа

    Как объяснялось ранее, начало срыва (и помпажа) можно проследить до поведения пограничного слоя на лопатках и статоре компрессора. Поскольку это результат базовой физики пограничных слоев, не было найдено «лекарства» для устранения остановки.

    Когда OEM-производитель проектирует новый компрессор, он обычно тестируется, чтобы увидеть, когда он заглохнет, используя задним числом, чтобы определить, каких условий следует избегать.Затем системы управления двигателем, такие как Fadec (Full-Authority Digital Electric Control), программируются таким образом, чтобы рабочая точка компрессора находилась вдали от так называемых линий остановки или помпажа. Статоры с переменным шагом (для управления углами потока), продувки компрессора, обработка корпуса и контроль зазора наконечника используются для предотвращения заклинивания.

    Изучение срыва и помпажа является очень активной областью исследований и разработок в мировом сообществе газовых турбин. По словам Роберта Маццауи из Trebor Systems LLC, который в 1980 году одним из первых сообщил о структурных нагрузках, вызванных помпажем, исследователи обнаружили, что тонкие модальные волны являются предшественниками вращающегося срыва, вызывающего помпаж.Есть надежда, что обнаружение таких волн позволит Fadec предотвратить сваливание и выброс.

    Основной проблемой является номинальный период времени, необходимый для срабатывания переменного статора или сброса, составляет около 200 мс. Это контрастирует с периодом времени развития вращающегося срыва и помпажа, который составляет порядка нескольких оборотов ротора. Один оборот ротора авиационной газовой турбины обычно составляет около 5 мс, в то время как для большого IGT он может достигать 20 мс. Сложность с тем, чтобы Fadec почувствовала предшественника и предприняла необходимую активацию, чтобы предотвратить срыв и выброс, становится очевидной, если учесть несоответствие этих временных интервалов.

    Несмотря на трудности обнаружения предвестников модальных волн, были достигнуты некоторые успехи в использовании Fadec для обнаружения надвигающегося срыва/скачка за достаточное время, чтобы либо предотвратить его возникновение, либо ограничить повторяющиеся всплески. Одним из примеров может служить двухконтурная авиационная газовая турбина, где первоначальный срыв возникает в потоке вентилятора из-за повреждения FOD или чрезмерного зазора или искажения потока из-за разделения входного отверстия гондолы.

    Вот что может произойти: Остановка вентилятора приводит к потере пропускной способности, что приводит к увеличению частоты вращения нижнего ротора выше нормального уровня для настройки мощности двигателя.Более высокие, чем обычно, обороты ротора с низким золотником в сочетании с нормальной скоростью вращения ротора с высоким золотником поднимают рабочую линию компрессора низкого давления (бустера) до линии заклинивания, что приводит к вращению заклинивания и возможному помпажу. Время, необходимое низкому золотнику для увеличения числа оборотов, теперь достаточно велико, чтобы Fadec почувствовал необычное соотношение между низкими и высокими скоростями золотника и смог активировать спуск, чтобы предотвратить возникновение помпажа.

    Другой пример: авиационные газовые турбины, работающие в условиях сильного дождя или града, где требуется дополнительное топливо для обработки и испарения воды, проглатываемой двигателем.Опять же, Fadec может определить ненормальное количество топлива для настройки мощности и принять превентивные меры, чтобы предотвратить любую нестабильность двигателя.

    Ни один из этих примеров не применим к IGT, но они служат для иллюстрации того, что при наличии достаточного времени для обнаружения Fadec необычного режима работы можно предотвратить остановку/бросок напряжения. КДЖ

    армейских исследователей обращаются к суперкомпьютерам Министерства обороны США для создания в цифровом виде двойного газотурбинного двигателя

    Список файлов cookie

    Файл cookie — это небольшой фрагмент данных (текстовый файл), который веб-сайт — при посещении пользователем. пользователь — просит ваш браузер сохранить на вашем устройстве, чтобы запомнить информацию о вас, такую ​​как ваш языковые предпочтения или данные для входа.Эти файлы cookie устанавливаются нами и называются основными файлами cookie. Мы также использовать сторонние файлы cookie — файлы cookie из домена, отличного от домена веб-сайта, на котором вы находитесь посещение – для наших рекламных и маркетинговых усилий. В частности, мы используем файлы cookie и другие средства отслеживания. технологии для следующих целей:

    Строго необходимые файлы cookie

    Мы не разрешаем вам отказываться от определенных файлов cookie, поскольку они необходимы для обеспечить надлежащее функционирование нашего веб-сайта (например, запросить наш баннер cookie и помнить о вашей конфиденциальности вариантов) и/или для мониторинга производительности сайта.Эти файлы cookie не используются для «продажи» ваши данные в соответствии с CCPA. Вы можете настроить свой браузер так, чтобы он блокировал эти файлы cookie или уведомлял вас о них, но некоторые части сайта не будет работать должным образом, если вы это сделаете. Обычно эти настройки можно найти в параметрах или Меню настроек вашего браузера. Посетите www.allaboutcookies.org Узнать больше.

    Функциональные файлы cookie

    Мы не разрешаем вам отказываться от определенных файлов cookie, поскольку они необходимы для обеспечить нормальное функционирование нашего веб-сайте (например, запрашивать наш баннер cookie и запоминать выбранные вами параметры конфиденциальности) и/или отслеживать сайт спектакль.Эти файлы cookie не используются для «продажи» ваших данных в соответствии с CCPA. Ты может настроить ваш браузер так, чтобы он блокировал эти файлы cookie или уведомлял вас о них, но некоторые части сайта не будут работать, поскольку предназначено, если вы это сделаете. Обычно эти настройки можно найти в меню «Параметры» или «Настройки» вашего браузер. Посетите www.allaboutcookies.org Узнать больше.

    Производительные файлы cookie

    Мы не разрешаем вам отказываться от определенных файлов cookie, поскольку они необходимы для обеспечить нормальное функционирование нашего веб-сайте (например, запрашивать наш баннер cookie и запоминать выбранные вами параметры конфиденциальности) и/или отслеживать сайт спектакль.Эти файлы cookie не используются для «продажи» ваших данных в соответствии с CCPA. Ты может настроить ваш браузер так, чтобы он блокировал эти файлы cookie или уведомлял вас о них, но некоторые части сайта не будут работать, поскольку предназначено, если вы это сделаете. Обычно эти настройки можно найти в меню «Параметры» или «Настройки» вашего браузер. Посетите www.allaboutcookies.org Узнать больше.

    Продажа персональных данных

    Мы также используем файлы cookie, чтобы персонализировать ваш опыт на наших веб-сайтах, в том числе с помощью определение наиболее релевантного контента и рекламы для показа вам, а также для мониторинга посещаемости сайта и производительность, чтобы мы могли улучшить наши веб-сайты и ваш опыт.Вы можете отказаться от использования нами таких файлы cookie (и связанная с этим «продажа» вашей личной информации) с помощью этого переключателя. Вы все еще будете увидеть некоторую рекламу, независимо от вашего выбора. Поскольку мы не отслеживаем вас на разных устройствах, браузеров и свойств GEMG, ваш выбор вступит в силу только в этом браузере, на этом устройстве и на этом интернет сайт.

    Файлы cookie социальных сетей

    Мы также используем файлы cookie, чтобы персонализировать ваш опыт на наших веб-сайтах, в том числе с помощью определение наиболее релевантного контента и рекламы для показа вам, а также для мониторинга посещаемости сайта и производительность, чтобы мы могли улучшить наши веб-сайты и ваш опыт.Вы можете отказаться от использования нами таких файлы cookie (и связанная с этим «продажа» вашей личной информации) с помощью этого переключателя. Вы все еще будете увидеть некоторую рекламу, независимо от вашего выбора. Поскольку мы не отслеживаем вас на разных устройствах, браузеров и свойств GEMG, ваш выбор вступит в силу только в этом браузере, на этом устройстве и на этом интернет сайт.

    Целевые файлы cookie

    Мы также используем файлы cookie, чтобы персонализировать ваш опыт на наших веб-сайтах, в том числе с помощью определение наиболее релевантного контента и рекламы для показа вам, а также для мониторинга посещаемости сайта и производительность, чтобы мы могли улучшить наши веб-сайты и ваш опыт.Вы можете отказаться от использования нами таких файлы cookie (и связанная с этим «продажа» вашей личной информации) с помощью этого переключателя. Вы все еще будете увидеть некоторую рекламу, независимо от вашего выбора. Поскольку мы не отслеживаем вас на разных устройствах, браузеров и свойств GEMG, ваш выбор вступит в силу только в этом браузере, на этом устройстве и на этом интернет сайт.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены. Карта сайта