| Описание: | Их особенности. Фактор, определяющий время запуска ГТД. Способы улучшения пусковой характеристики ГТД. Основная причина повышения момента сопротивления при iaii\CKo ГТД. Для осуществления пуска судовых ГТУ находят применение три вида стартера (электродвигатели постоянного и переменного тока, паровая турбина), каждому из которых присущи свои особенности. Так, электродвигатель постоянного тока обладает хорошей моментной характеристикой, допускает регулирование режима простейшими способами (например, изменением напряжения в обмотке возбуждения), однако имеет большие габариты и для своей работы требует наличие выпрямителя. Электродвигатель переменного тока обладает теоретически наилучшей моментной характеристикой (ст = f(n)). В то же время обычные малогабаритные двигатели (с короткозамкнутым ротором) допускают работу при пониженной скорости вращения только в течение нескольких секунд из-за многократной перегрузки по току, что для запуска ГТД неприемлемо, т.к. раскрутка ТК из-за его инерции обычно занимает несколько минут. Применение регулируемых двигателей (например, с фазным ротором) нерационально из-за увеличенных габаритов и сложности системы регулирования. Поэтому для запуска ГТУ наиболее целесообразным является электродвигатель переменного тока в сочетании с гидротрансформатором. Такой комплекс представляет собой электрогидрав-лическое пусковое устройство. Наилучшей пусковой характеристикой обладает паровая турбина, т.к. она развивает большую мощность при предельно малых габаритах. Ее применение ограничивается необходимостью наличия пара, а это ставит запуск ГТД в зависимость от работы паровых котлов. Мощность стартера составляет 2-4 % от мощности ГТД. При выборе времени запуска определяющим является вес ГТД. Например, в легких ГТД, благодаря малой массе деталей, не возникает опасность недопустимых температурных напряжений, кораблений и т.п., связанных с его быстрым нагревом при запуске. В этом случае запуск определяется временем разгона ротора. В тяжелых ГТД, наоборот, вследствие массивности их деталей необходим постепенный и длительный прогрев. Время выхода из холодного неподвижного состояния на режим холостого хода в большинстве случаев составляет 10 мин, а на режим полного хода - (20-30) мин; из горячего состояния - соответственно (4-6) мин и (6-8) мин. Экстренный запуск в 3-4 раза быстрее нормального запуска ГТД. Учитывая, что надежность запуска ГТД в действие определяется моментом сопротивления раскручиваемого ТК, поэтому при его работе в таком режиме необходимо создать условия для уменьшения величины сопротивления и увеличения вращающего момента. В зависимости от типа ГТД для этих целей используют различные способы. В ГТД простейшей схемы для улучшения пусковой характеристики уменьшают нагрузку на выходном валу, например, путем постановки на нулевой шаг лопасти ВРШ, отсоединения ГТД от гребного винта и т.п. В ГТД со свободной пропульсивной турбиной уменьшают сопротивление за турбиной компрессора, например, путем вытравливания газа на ее входе или раскрытием сечения поворотом сопловых аппаратов. Для ГТД с двумя компрессорами имеются свои особенности. В начальный период запуска ТКНД неподвижен, т.к. момента, развиваемого его турбиной, не хватает для страгивания. В этот период помимо потери на выхлопе турбины раскручиваемого ТК (как и в схеме со свободной турбиной), добавляется потеря от прососа воздуха через неподвижный КНД, которая по опытным данным равна: Рпр = кz(G/G0)2, (3.3) где z - число ступеней компрессора; G - количество просасываемого воздуха; G0 - номинальная производительность компрессора; к=1. Из формулы (3.3) видно, что даже при малых расходах воздуха компрессор представляет собой существенное сопротивление, следовательно, для улучшения пусковой характеристики ГТД следует либо с помощью специального пускового устройства заранее страгивать ТКНД, либо уменьшать потери путем введения дополнительного воздушного тракта в обвод КНД. Наиболее распространенной причиной повышения момента сопротивления при запуске является помпаж компрессора, приводящий к резкому снижению его КПД. В этом случае рациональным способом улучшения пусковой характеристики является вытравливание в атмосферу небольшого количества воздуха из компрессора. Возникающие при этом потери будут значительно меньше по сравнению с выигрышем от увеличения КПД компрессора в процессе его выхода из помпажа. Например, в ГТУ-20 компрессор при работе во время запуска в зоне помпажа имеет КПД около 65 %, а при выходе из помпажа - около 85 %, т.е. КПД. |
