Описание: | Предъявляемые требования. Основные этапы пуска и их анализ. Характер изменения параметров работы ГТУ-20 и компрессора при запуске. Уравнение момента страгивания. Пуск ГТУ представляет собой неустановившийся процесс вывода на режим холостого хода, т.е. минимальный режим устойчивой работы. Он состоит из сочетания сложных явлений, происходящих в основных элементах ГТУ (компрессорах, камере сгорания, турбинах). Устойчивость и безотказность пуска при любых эксплуатационных условиях - одно из основных требований, предъявляемых к ГТУ. Однако, несмотря на надежность и апробированность систем, гарантирующих выполнение этого требования, в период пуска ГТУ, под воздействием различных эксплуатационных факторов возможно нарушение его нормального протекания и даже срыв. В период пуска ГТУ происходит изменение моментов, развиваемых стартером и турбиной, а также общего момента сопротивления системы ТК блока. Этапы запуска ГТУ. На первом этапе происходит раскрутка ТК блока с помощью стартера до частоты вращения n1, соответствующей началу поступления в камеру сгорания воздуха и осуществлению процесса воспламенения в ней. На втором этапе (от n1 до n2) продолжается раскрутка ТК блока, но уже при совместной работе стартера и турбины. После достижения ТК частоты вращения n2, когда мощность турбины становится достаточной для его дальнейшей раскрутки, стартер отключается. На последнем этапе (от n2 до nxx) продолжается увеличение мощности турбины и выход ГТУ на режим холостого хода. Рассмотрим процессы, происходящие в элементах ГТУ, в период ее пуска от n= 0, до n=nxx. Потребная для работы компрессора мощность определяется его параметрами: КПД, производительностью (Gк) и величиной перепада тепла, характеризующего достигнутую степень повышения давления при определенной температуре наружного воздуха.Процесс запуска ГТУ можно разбить на следующие этапы: страгивание, холодный разгон и подача топлива. Для страгивания ТК блока к нему с помощью стартера подводится энергия, обеспечивающая преодоление сопротивления всей системы и ускорение ротора. При этом крутящий момент стартера должен быть не менее, чем в 1,5-2,0 раза больше момента страгивания, определяемого по формуле: Мстр=е*Р*r, где Р - вес ротора ТК; r - радиус подшипника, е = 0,3 - коэффициент трения покоя. Величина указанного запаса обуславливается изменением момента страгивания в зависимости от времени стоянок, количества вскрытий, ремонтов и др. На этапе холодного разгона необходимо принимать во внимание следующее обстоятельство: момент сопротивления ТК до подачи топлива в камеру сгорания для ГТД различного класса может быть принят, равным моменту сопротивления компрессора, т.к. момент сопротивления турбины в это период пренебрежимо мал. Для определения момента сопротивления ТК при В = 0, т.е. в области небольшого сжатия воздуха, может быть использована формула: М/М0 = (n/n0)2, где М0, n0 - момент и частота вращения ТК на основном расчетном режиме. При подаче топлива необходимо руководствоваться следующим. Продолжительность запуска ГТУ определяется временем подачи топлива и чем раньше оно будет подано, тем меньше время запуска. При экстренном запуске вводится ряд ограничений. Для обеспечения устойчивого горения в камере сгорания минимальное число оборотов компрессора должно составлять 10-20 % от значения полного хода. Удовлетворительный распыл топлива должен быть обеспечен при его минимальном расходе через форсунки. Применительно к форсункам с механическим распылом эта величина обычно составляет 10-20 % от расхода на полном ходу, а с воздушным распылом она может быть снижена до 5-10 %. При выборе числа оборотов и количества топлива в момент подачи необходимо учитывать, что из-за неудовлетворительного распыла, низкой скорости и температуры воздуха его значительная часть может не сгореть вообще или будет догорать в проточной части турбин. Поэтому КПД камеры сгорания в этот период падает до 60-70 % (вместо 97-98 % на полном ходу). |