Газовые турбины проблемы и перспективы. Манушин Э.А. (1014151), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Газовые ту б Урбины, работающие на доменном газе, установлены на нескольких метапп аппургических заводах за рубежом (в Японии, Италии и Индии) . 47 В нефтехимической промыпшенности имеются большие возможности для повышения КПД полного преобразования энергии при применении ГТУ: до 75 % на нефтеперерабатывающих заводах по сравнению с 55 % при применении ПТУ и до 80 % на газоперерабатывающих заводах. Расход топлива на нужды технологических процессов при применении ГТУ может быть снижен на 6 — 8,5 % [58]. На нефтеперерабатывающих заводах компрессор подает сжатый воздух для выжига кокса, образующегося при прохождении нефтяных паров через реактор, а продукты сгорания, получающиеся в результате этого процесса, утилизируются газовой турбиной, которая приводит компрессор.
Имеются и другие эффективные способы применения ГТУ йа газон нефтеперерабатывающих предприятиях. До настоящего времени, однако, применение ГТУ в этих областях отечественной промышленности не нашло распростране<пок В то же время за рубежом только фирмой "Дженерал электрик" к началу 1980 г. было изготовлено и пущено в эксплуатацию свыше 500 подобных ГТУ единичной мощностью до 30 — 35 МВт [1]. Технологические ГТУ могут найти применение в сочетании с ПТУ на промышленных предприятиях, нуждающихся в одновременной выработке теплоты и энергии различных видов. За рубежом такие установки нашли широкое применение. Так, фирма "Солар" поставляет ГТУ для промышленных предприятий, потребляющих энергию и теплоту, уже свыше 20 лет.
Более 280 ГТУ этой фирмы мощностью от 800 до 7400 кВт имеют общую наработку свыше 8 млн. ч, Некоторые установки наработали до 100 тыс. ч. Та же фирма поставляет ПГУ мощностью 14 МВт, использующую в качестве топлива продукты переработки бытовых отходов жилых районов крупных городов. 2.4. Судовые ГТУ Судовой газотурбинный двигатель с передачей мощности на движитель и соединенными с его валами или расположенными на общей с ним раме вспомогательными механизмами и устройствами принято называть газотурбинным агрегатом <ГТА). ГТА с обслуживающими его системами, составляет ГТУ. Анализ примеров иэ судовой практики последних лет показывает, ч<о .
ГТУ в качестве главных судовых энергоустановок по основным зкономическим показателям могут успешно конкурировать с дизелями и ПТУ, а по удельной массе, стоимости, ремонтопригодности, приспособленности к автоматизации превосходят их. Поэтому применение ГТУ на судах морского флота экономически обосновано уже при удельном расходе топлива 218 — 232 г<'(кВт ч) и ресурсе установки 20-25 тыс, ч [4].
Часто ГТУ рассматриваются как наиболее целесообразные; это оправе<пиво, в частности, для судов с горизонтальной грузообработкой (ролкеров), газовозов, судов с динамическими способами поддержании — судов нз ' подводных крыльях (СПК) и на воздушной подушке (СВП) . Все более,. широкое применение ГТД находят на кораблях военно-морских флотов 48 таблица 2.% Основные характеристики главного газотурбинного агрегата М-25 На максимала. ном режиме (без отбора ла- ра на турбогене- раторы) На номинальном режиме (с отбором пара на турбогенераторы н судовые нужды) Параметр 18 390 17 280 Мощностьлерелнего хада,кВт В том числе, кВт; ГТЛ ПТ уделы<ыя расход топлива на ГГТА ве более, г<' <кВт ч) Частота вращения выходного -< вала редуктора, млн Максимальная мощность зив него хада.
кВт 14 120 4270 238 14 !20 3160 256 130 128 5740 многих стран. В целом около 10 % выпускаемых в мире ГТУ используется на судах и кораблях. В СССР начало применения ГТУ на транспортных судах связано с вводом в эксплуатапию первого отечественного газотурбохода — сухогруз- ного судна *'Парижская Коммуна", которое успешно прошло опытную эксплуатацию в Черноморском пароходстве. Энергоустановка этого судна — всережимная ГТУ-20, построенная ленинградским Кировским заводом, состояла из двух двигателей типа ГТУ-10 мощностью по 4780 кВт, Больпим успехом отечественного судостроения явилась постройка головного из судов типа "Атлантика" — ролкера "Капитан Смирнов", которое вступило в зкс<п<уатацию в 1978 г.
Впервые судостроители страны создали быстроходное судно такого типа 'водоизмещением 36 000 т, оборудованное ГПУ мощностью 36 780 кВт, обеспечивающей скорость 25 Уз. лов. Построены другие суда этого типа: "Капитан Мезенцев", "Инженер Ермошкин". ГПУ каждого из судов типа "Атлантика" состоит из двух главных (обеспечивающих ход судна) газотурбинных агрегатов (ГГТА) типа М-25, Работающих на свой гребной винт. Каждый из ГГТА в свою очередь состоит из ГТд ДИ59, утилизационного котла и паротурбинного контуРа.
Основные характеристики агрегата М-25 при стандартных условиях эксплуатации приведены в табл. 2.8 [24]. ГГТА работают на дизельном нли газотурбинном топливе. Зарубежное судостроение при разработке ГТД для высокоскоростных транспортных судов ориентируется на иные, чем в СССР, направления: на применение ГТУ промышленного типа нли ГТД авиационного типа. Установки обоих типов подвергаются преобразованию (конверта<щи) для работы в морских условиях.
Примерами ГТУ промышленного типа являются М83000, МЯ5000 < диаметры последней мало отличаются от параметров ГТУ М85001Р, (па а "риведенных в табл .2,5) и некоторые другие установки фирмы "Джене- ~-ззта 49 Таблица 2.9. Ослоллые характеркстикл двигателей ЬМ2500, ЬМ500 и "Спей ЬМ 2500 Параметр 1.М500 Спея" Модель 20 Модель 30 12,6/10,85 -/55 244/247 Мощность, МВт 16,8/13,1 Расход воздуха, кг/с 63/57 Расход топлива, 232/244 г/(кВт.
ч) Частота вращения 3000/3000 силового вала, 1 мин Массо, кг 4670 Размеры, мм: длила ширина 22,4/20,5 67/65 229/230 4,41/3,67 -/15,5 -/281 3600/3600 7000/7000 5220/5220 590 9080 4670 6538 6530 4475 (максимальная) 2130 915 6100 2280 2780 высота Примечание. В числителе — параметры ла максимальлом, в зламелателе — номикчльлом режимах. рал электрик", Они выпускаются серийно как многоцелевые установки что облегчает условия их применения и внедрения. На ролкерах типа "Адмирал У.
Каллаген", совершавших с конца 1969 перевозки между восточным побережьем США и Западной Европой, бь установлен ГТД типа ЬМ2500 фирм "Дженерал электрик'* и "Фиат авн ционе" (Италия) [59]. Базовым цля него послужил двухконтурный ту бореактивный двигатель (ТРДД) типа ТЕ39/СР6 фирмы "Дженерал злек рик". Двигатель применяется не только как судовой, но н как промыш. ленный; основные его параметры, а также параметры других двигателей этого типа приведены в табл. 2 9.
Наработка одного из ГТД ЬМ2500, установленного на суцне "Адмирал У. Каллаген", составила 9200 ч, а коэффициент готовности 99,5 7. К настоящему времени выпущено и заказано более 560 двигателей типа ЬМ для различных областей применения [59]. К концу !981 г. общая наработка судовых и промышленных ГТД типа ЬМ2500 составила 1,3 млн. ч. Те же две фирмы на базе авиационного турбовинтового двигателя (ТВД) ТР-34 (более 1900 таких двигателей имеют наработку около 1,7 млн, ч) выпустили судовой ГТД типа ЬМ500 (табл. 2.9) . При применении двигателей РТ4А-12, полученных путем преобразования авиационного двигателя фирмы "Пратт-Уитни*', на скоростных контейнеровозах типа "Евролайнер" удалось увеличить грузоподъем.
ность на 8 — 10 % по сравнению с грузоподъемностью судов с пизельными знергоустановками за счет снижения массы установки. Фирма "Роллс-Ройс" для транспортных судов типа газовозов 1метановозов) и ледоколов пре»шагает построенный в !983 г. двигатель типа ВВ.211-24С, преобразованный из авиационного прототипа, номинальной мощностью 24,4 и максимальной мощностью 27 МВт.
Двигатели имеют малый удельный расход топлива: всего 209 г/[кВт ч) на номинальной и 206 г/(кйт . ч) на максимальной мощностях. 50 Однако с 1980 г. новые транспортные суда с ГТД за рубежом не строились. Основной причиной этого являлся рост цен на топливо и необходн»ость уменьп»ения эксплуатационной скорости судов с целью его экономии. Отметим, что спад, проявившийся в этот период, характерен для всего зарубежного судостроения, объем которого в 1981 г.
составил лишь 40 % уровня 1974 г. Такое положение зарубежные фирмы рассматривают как временную неблагоприятную конъюнктуру и продолжают работы, направленные на повышение конкурентоспособности установок с ГТУ по сравнению с знергоустановками других типов. Преобразованные из авиационных судовые ГТД с середины 1940-х годов по настоящее время применяются на кораблях военно-морских флотов некоторых стран. За этот период заметно улучшились все характеристики двигателей; в частпосп», удельный расход топлива был снижен в среднем с 6!О до 240 г/(кВт ч). Это способствовало широкому внедрению ГТД: многие вновь строящиеся и перспективные корабли ВМФ зарубежных стран выполняются с ГТУ. Трудности, которые привели к сокращению числа транспортных судов с ГТД, кораблей ВМФ не коснулись.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
