Раздел седьмой
ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ1
Глава I
РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
§ 7-1. Принцип работы и схемы газотурбинных установок
Газотурбинной установкой (газотурбинным двигателем) называется тепловой двигатель, в котором процессы сжатия и расширения осуществляются лопаточными машинами (компрессорами и турбинами), а подвод тепла к рабочему телу производится в проточной камере сгорания. В газотурбинной установке (ГТУ), как в любом тепловом двигателе, превращение тепла в работу происходит в результате термодинамического цикла (§ 1-16). Большинство стационарных и транспортных ГТУ выполнено по открытому (разомкнутому) термодинамическому циклу с подводом тепла при р = const и использует жидкое или газообразное топливо.
Простейшая ГТУ работает по схеме, приведенной на рис. 7-1, а. Атмосферный воздух сжимается в компрессоре К и непрерывным потоком поступает в камеру сгорания КС, куда топливным насосом Н попадается жидкое (в распыленном виде) или газообразное топливо. В результате сгорания топлива при постоянном давлении в потоке сжатого воздуха образуются продукты сгорания высокой температуры. Расширяясь в турбине Г, эти продукты совершают работу, передаваемую на вал, и далее к потребителю П. Отработавшие в турбине газы выбрасываются в атмосферу.
Если давление воздуха, создаваемое компрессором, превышает (6-8) 105 Н/м2, то ГТУ выполняется с многовальным турбокомпрессором. На рис. 7-1,6 показана схема с двумя компрессорами (низкого давления К1 и высокого К2) и двумя турбинами (Т1 и Т2), одна из которых обеспечивает подачу энергии к потребителю.
1 Раздел седьмой написал доц. Л. Я. Левенталь.
Рис. 7-1. Схемы газотурбинных установок
Транспортные ГТУ с целью использования благоприятной тяговой характеристики свободной, т. е. не связанной с компрессором, турбины обычно выполняются двухвальными (рис. 7-1, в). В этом случае одна из турбин — компрессорная Т1 обеспечивает привод компрессора, а вторая — силовая (тяговая) Т2 создает полезную энергию, передаваемую потребителю. Схема со свободной тяговой турбиной может быть осуществлена и при многовальном турбокомпрессоре.