Описание: | Совмещенные характеристики турбины и компрессора. Условия совместной работы. Зона устойчивой работы ГТУ. Как указывалось выше, важным моментом при работе ГТУ на переменных режимах является совместная работа компрессоров и турбин. Характер их работы взаимосвязан между собой. Поэтому любые изменения условий работы одного из них (турбины или компрессора) отражаются на работе другого и в целом на всей ГТУ. В силу неизменяемости проточных частей компрессоров и турбин наивыгоднейшие условия их работы соответствуют только определенным расчетным условиям. При изменении режима работы ГТУ (увеличении или уменьшении ее мощности) происходят отклонения условий работы турбин и компрессоров от оптимальных, что ведет к снижению экономичности ГТУ, особенно в области пониженных нагрузок. Для оценки конкретных условий работы ГТУ используются совмещенные характеристики компрессоров и турбин в параметрах, предложенных академиком Б.С.Стечкиным. В зависимости от изменения частоты вращения n и температуры газов перед турбиной T3* можно получить различные равновесные режимы работы ГТУ. Они должны располагаться в области устойчивой работы. Область устойчивой работы ГТУ соответствует площади abcdef. Она ограничивается: слева - минимально допустимой частотой вращения ТК блока (частотой вращения холостого хода) и минимальной температурой газа, при которой обеспечивается устойчивая работа камеры сгорания и получение требуемой работы турбины; справа - максимально допустимой частотой вращения исходя из условий прочности; сверху - линией помпажа (границей устойчивой работы компрессора), а в крайних верхней и нижней зонах также предельно допустимой температурой газов перед турбиной; снизу - минимальными значениями температуры газов, определяемыми из условий обеспечения устойчивой работы камеры сгорания и получения требуемой работы турбины. Расположение линий рабочих режимов в этой области будет определять работу ГТУ на переменных режимах без нарушения ее устойчивости. Особенности совместной работы турбины и компрессора в составе ТК блока в общем виде аналогичны для любых типов ГТУ. Характер работы ГТУ и ее устойчивость определяют входящие в ее состав ТК блоки. Свободная силовая турбина на работу ТК блока непосредственного воздействия не оказывает, а влияет лишь на изменение экономических показателей работы всей ГТУ в зависимости от развиваемой мощности. Изменение мощности ГТУ может происходить с изменением температуры газов перед турбиной при постоянной частоте вращения (n=const) и переменной (n=varia). В первом случае ГТУ работает на электрогенератор. Уменьшение температуры газа перед турбиной приводит к увеличению расхода воздуха и снижению степени повышения давления в компрессоре. Режим работы компрессора при этом удаляется от границы неустойчивой работы. В случае возрастания нагрузки электрогенератора для поддержания его постоянной частоты вращения должна повышаться температура газа перед турбиной, что вызовет увеличение степени повышения давления и некоторое снижение производительности компрессора. При этом его линия рабочего режима будет приближаться к границе неустойчивой работы. Во втором случае ГТУ работает в качестве привода винта. Здесь изменение мощности происходит при одновременной изменении частоты вращения ТК блока и температуры газа перед турбиной. При этом снижение мощности идет при уменьшении температуры газов перед турбиной и частоты вращения. Линия рабочих режимов компрессора полого идет вниз, уклоняясь от линии помпажа, степень повышения давления и расход воздуха снижаются. При увеличении мощности идет обратный процесс: она растет. |