Электроагрегат Урал-2500 (технические характеристики)

Общее описание

    Основой ГТЭС является турбоблок, в котором размещены газотурбинная установка ГТУ-2,5П, генератор СГСБ-14-100-6У2 и основное оборудование систем ГТЭС. В качестве привода генератора используется газотурбинная установка ГТУ-2,5П на базе двигателя Д-30ЭУ-1А, работающего на природном газе. Д-30ЭУ-1А и его модификации  являются конвертированным вариантом высоконадежного авиационного двигателя Д-30 III серии, устанавливаемого на самолете ТУ-134. Установка выполнена по традиционной схеме: используется газогенератор базового двигателя и турбина низкого давления в качестве силовой турбины, с выводом приводного вала в сторону компрессора. Номинальная мощность на клеммах генератора ГТЭС составляет 2,5 МВт. Частота вращения силовой турбины и ротора вала генератора – 1000 и 5500 об/мин соответственно. Расход газа за силовой турбиной составляет 25,3 кг/с, температура – 440 °С. Давление топливного газа 1,0…1,2 МПа (изб). Камера сгорания – трубчато_кольцевая, состоит из 12 жаровых труб. Система воспламенения – конденсаторная.
    Масса двигателя в состоянии поставки на раме с обвязкой – 3600 кг, габариты – 3107x1642x2015 мм. Время выхода на режим холостого хода составляет 2,5 мин, на номинальный режим – 5 мин. Назначенный ресурс ГТУ составляет 100 тыс. часов, межремонтный– 25 тыс. часов, с продлением по техническому состоянию до 35 тыс. часов. 
В состав ГТУ-2,5П входит редуктор Р-25 -двухступенчатый, трехпоточный, с шевронным
зацеплением зубчатых колес. Передаточное отношение – 5,51. Редуктор осуществляет механическую связь между двигателем и турбогенератором и снижает частоту вращения ротора силовой турбины двигателя до номинальной частотыгенератора – 1000 об/мин.
Запуск двигателя производится от расширительной турбины (турбодетандера), работающей на природном газе.

Особенности конструкции

                Двигатель Д-30ЭУ-1А двухвальный со свободной турбиной и состоит из следующих узлов:
- Входного устройства, предназначенного для подвода воздуха из входной камеры в ОК двигателя, что обеспечивает равномерность потока воздуха на входе в ОК. Входное устройство состоит из воздухозаборника, корпуса промывки, обтекателя. Следует отметить,что корпус промывки имеет специальные отверстия и каналы для прохождения по ним промывочной жидкости.
- Корпуса разделительного с центральным приводом и коробками приводов, предназначенного для передачи крутящего момента от ротора турбокомпрессора к агрегатам, размещенным на верхней и нижней коробке приводов.
А) Коробка приводов верхняя имеет:

Б)Коробка приводов нижняя имеет:

Как видно все основные приводы и маслонасосы двигателя компактно собраны в две коробки приводов - это значительно уменьшает габариты агрегата, однако такая компактность ведет к сильному усложнению конструкции, практически невозможность проведения ремонтов узлов в условиях КС.

- Компрессора, предназначенного для сжатия воздуха и подачи его в КС. Компрессор осевой, левого вращения, приводится во вращение силовой турбиной. ОК состоит из:

- Камеры сгорания, трубчато-кольцевого типа, необходима для подвода тепла к рабочему телу двигателя путем сжигания в ней топлива.
- Турбина двигателя – осевая, четырехступенчатая, двухвальная, состоит из турбины компрессора и силовой турбины. Роторы турбин вращаются с разными частотами. Вращение турбин левое, если смотреть со стороны выходного устройства. Опираются на два роликовых подшибника, для снижения виброперегрузок. Наиболее нагретые части турбины охлаждаются воздухом из-за 10 ступени компрессора.
- Опоры задней служит опорой для ротора СТ. В ней размещены трубопроводы подвода и откачки масла для смазки и охлаждения роликоподшипника турбины, трубопровод суфлирования,  жгуты проводов датчиков частоты вращения, термопары для измерения температуры газа за СТ.
- Рамы двигателя, предназначенной для крепления двигателя в контейнере турбоблока, а также для крепления и размещения на ней узлов и агрегатов систем двигателя.
Так же в турбоблок  входят

САУ блока управления выполняет следующие функции:
􀂄 пуск, останов, защиту и управление ГТУ;
􀂄 управление и контроль вспомогательного технологического оборудования электроагрегата (вентиляция, отопление, регулирование температуры масла и т.д.);
􀂄 синхронизацию генератора электроагрегата с сетью;
􀂄 управление активной и реактивной мощностью генератора;
􀂄 управление кранами газовой обвязки;
􀂄 взаимодействие с другими системами электроагрегата (пожарная и силовая автоматика,
система контроля содержания метана в отсеках и др.);
􀂄 взаимодействие с АСУ ТП верхнего уровня
Система силовой автоматики обеспечиваетподачу электропитания на исполнительные электроприводы технологического оборудования ГТЭС и другое электрооборудование.
Агрегатная часть пожарной автоматики включает пульт управления (пожарные контроллеры). Контроллеры выполняют функции управления системой противопожарной защиты и приемного устройства пожарной сигнализации. Воздухоочистительное устройство (ВОУ) осуществляет очистку циклового воздуха газотурбинной установки от капельной влаги, снега,пылевых частиц, вызывающих эрозионный износ лопаточного аппарата компрессора. ВОУ обеспечивает заданные технические характеристики при эксплуатации в зонах с относительной влажностью до 100 %, максимальной кратковременной запыленностью атмосферного воздуха не более 200 мг/м3 и среднегодовой концентрацией пылевых частиц в атмосфере не более 3 мг/м3.
Система охлаждения турбоблока служит для охлаждения турбогенератора и двигателя в процессе работы, отвода тепла в атмосферу с целью обеспечения требуемой температуры воздуха в контейнере.
Газовая система обеспечивает подвод топливного и пускового газа к ГТУ, очистку его от твердых частиц и продуктов коррозии, образующихся в процессе эксплуатации в трубопроводах, подводящих газ от источника к газовой системе. К системе подачи подводится газ, предварительно подготовленный общестанционными
системами, редуцированный, очищенный от твердых частиц (размером более 100 мкм) и жидких фракций, подогретый до определенной температуры.
В маслоблоке размещаются системы маслообеспечения двигателя, редуктора и турбогенератора. В качестве основного масла в турбоблоке используется масло МС-8П, дублирующего –МС-8ГП. Емкости маслобаков обеспечивают работу ГТУ без дозаправки продолжительностью не менее 250 часов.
Система контроля загазованности, установленная в турбоблоке, контролирует загазованность модулей газовой системы и отсеков ГТУ. При концентрации метана 0,5 % выдается сигнал предупреждения на щит оператора, и включаются вентиляторы в отсеках ГТУ. При концентрации 1 % на пульт выдается аварийный сигнал, и происходит аварийный останов ГТЭС. Для обнаружения пожара, сигнализации и оповещения, локального и объемного тушения в отсеках газотурбинной электростанции установлена система пожаротушения.