СЭУ-последний Кирис Учебное пособие. Н. А. Козьминых Судовые энергетические установки и электрооборудование судов учебник
 Скачать 11.94 Mb.
|
1.6. Схема работы и цикл простейшей газотурбинной установки (ГТУ)Принципиально работа ГТУ может быть организована двумя способами: с подводом тепла при v = const и подводом тепла при р = const. При работе ГТУ по циклу с подводом теплоты пара при v = const, камера сгорания отключается от компрессора и газовая турбина специальными запорными устройствами. За счет этого процесс в КС осуществляется изохорно и давление увеличивается значительно выше давления, создаваемого компрессором. В современных ГТУ, как правило, q подводится при р = const. На рис. 7 изображен цикл и принципиальная схема работы простейшей судовой ГТУ.  Характеристиками цикла являются степень повышения давления в компрессоре β = р2/р1 и степень изобарного расширения = v3/v2. Внешний воздух, засасываемый турбокомпрессором, сжимается до давления р2 и нагнетается в камеру сгорания, куда впрыскивается жидкое топливо, которое сгорая, образует газообразные продукты сгорания высокой температуры. Затем продукты сгорания поступают в ГТ, где расширяются до атмосферного давления. Выпуск отработавших газов из турбины производится во внешнюю среду. В ГТУ с точки зрения термодинамики процесс преобразования тепловой энергии в механическую осуществляется по тому же принципу, что и в ДВС. В обоих случаях сжатая горючая смесь после сгорания расширяется и производит работу, часть которой тратится на осуществление сжатия. Иное конструктивное оформление ГТУ сравнительно с ДВС позволяет осуществить полное расширение газов в турбине, т. е. довести давление в конце расширения до внешнего давления, что увеличивает КПД. 1.7. Схема работы и цикл трехступенчатого компрессораК компрессорам относятся:
2. Воздуходувки, создающие избыточное давление газа до 2 атм. 3. Собственно компрессоры – от 2 атм. до неограниченного давления. При работе компрессора, в процессе сжатия газов, резко возрастает его температура. Последнее обстоятельство неприятно не только тем, что повышение температуры влечет значительные дополнительные затраты работы на сжатие. При этом также возрастают термические нагрузки на подвижные детали компрессора, что затрудняет смазку трущихся деталей. Степень повышения давления (  ) должна быть менее восьми, так как при больших происходит возгорание смазывающего масла.Для повышения давления сжимаемого газа и экономичности компрессоров обычно применяют не одноступенчатое, а многоступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением сжимаемого газа между ступенями. Схематично 3-х ступенчатый поршневой компрессор представляет собой систему из 3-х поршней различного диаметра, жестко сидящих на одном валу и движущихся каждый в своем цилиндре (рис. 8).  Рис. 8. Схема работы и цикл трехступенчатого компрессора В данном компрессоре между цилиндрами устанавливаются поверхностные водяные холодильники, проходя через которые газ, не снижая своего давления, уменьшает свою температуру до значения, близкого к t°С охлаждающей среды. Сжатие воздуха в трехступенчатом компрессоре состоит из следующих процессов: 0–1 – всасывание воздуха из атмосферы; 1–2 – сжатие воздуха в ступени низкого давления I; 2–3 – охлаждение (изобарное) в охладителе воздуха I ступени; 3–4 – сжатие воздуха в ступени среднего давления II; 4–5 – охлаждение в охладителе воздуха II ступени; 5–6 – сжатие воздуха в ступени высокого давления III; 6–7 – выталкивание воздуха потребителю. Процесс 1–8 показывает адиабатное сжатие воздуха без промежуточного охлаждения. Так как площади в р-v координатах определяют работу, штриховкой показана работа, сэкономленная при работе трехступенчатого компрессора при охлаждении сжатого воздуха после 2 и 3 ступенями (т.е. площадь 0187 показывает работу сжатия трехступенчатого компрессора без промежуточного охлаждения воздуха, а площадь 01234567 показывает работу сжатия компрессора с промежуточным охлаждением. |