X

Турбина

Назначение турбины – преобразование кинетической энергии потока горячих газов, образованных путем сжигания топлива в камере сгорания, в механическую энергию вращения.

Основная часть энергии вращения турбины (порядка 55-60%) затрачивается на привод компрессора, для того, чтобы сжать и подать воздух в камеру сгорания.

Турбина ГТУ

Турбина состоит из нескольких ступеней рабочих (вращающихся) и сопловых (неподвижно закрепленных в корпусе) лопаток.

Поток горячих газов, выходящий из камеры сгорания, имеет большую кинетическую энергию. Проходя через ступени сопловых лопаток, поток приобретает потенциальную энергию и передает ее рабочим ступеням. Рабочие лопатки закреплены в дисках, которые в свою очередь установлены на роторе.

Сопловой аппарат первых ступеней, установленный в корпусе, довольно часто имеет разборную конструкцию и состоит из отдельных секций лопаток. Это необходимо для возможности теплового расширения.

Турбина ГТУ

Для предотвращения утечек газа и потери коэффициента полезного действия, в конструкции применяются бандажные уплотнения.

В большинстве современных конструкций, одна или несколько ступеней турбины выполняются охлаждаемыми для повышения надежности и эффективности работы. Воздух для охлаждения с определенными параметрами отбирается между ступенями компрессора.

В многовальных компоновках ГТУ конструкцией предусмотрена и свободная турбина. При такой компоновке силовая турбина используется для привода компрессора, а свободная для привода электрогенератора. Тем не менее, при любой компоновке, привод электрогенератора осуществляется через редуктор, для того, чтобы придать необходимую частоту вращения.

Турбина ГТУ

При эксплуатации ГТУ рабочие лопатки подвержены наибольшим нагрузкам (статическим, динамическим, циклическим) и агрессивному воздействию среды. Ввиду таких тяжелых условий эксплуатации именно надежность рабочих лопаток во многом определяет общий ресурс ГТУ.

Для изготовления рабочих лопаток применяются сплавы с высокой жаропрочностью, пластичностью и пределом усталости.

Сопловые лопатки формируют сопловой аппарат турбины, который представляет собой закрепленный в корпусе турбины лопаточный венец. В сопловом аппарате происходит расширение газа, сопровождаемое преобразованием потенциальной энергии сжатого горячего газа в кинетическую энергию потока.

Для противостояние серьезным термическим напряжениям, сопловые лопатки производятся из сплавов с высокой жаро- и термостойкостью.

Бандажные уплотнения используются для минимизации утечек горячих газов через зазор между статором турбины и кромками рабочих лопаток. Этот зазор оказывает значительное влияние на эффективность, так как потери на утечки могут доходить до 1,1 % КПД.

Передача крутящего момента в газотурбинной установке выполняется через редуктор: от силовой турбины на ротор электрогенератора.

Редуктор монтируется на общее с турбиной и генератором основание и всегда входит в объем поставки.