РТЭ ГТД НК-16СТ

Написал admin Понедельник, 06 июнь 2011 01:13

Нравится



              

           СОДЕРЖАНИЕ.
I. Основные технические данные                                                                             стр.   2
1.1. Параметры двигателя                                                                                 стр.   3
1.2. Мощностная характеристика                                                                       стр.  3
1.3. Принцип работы двигателя                                                                         стр.   4
2. Устройство двигателя
2.1. Входной направляющий аппарат                                                                стр.   6
2.2. Компрессор. Общие сведения                                                                     стр.   7
2.3. Компрессор НД                                                                                             стр.   8
2.4. Компрессор ВД                                                                                             стр.   9
2.5. Передняя опора                                                                                            стр.  10
2.6. Средняя опора                                                                                              стр.  11
2.7. Блок камеры сгорания                                                                                  стр.  13
2.8. Турбина ГГ                                                                                                    стр.  14
2.9. Опора турбины ГГ                                                                                         стр.  15
2.10.Турбина СТ                                                                                                   стр.  16
2.11. Крепление двигателя к раме                                                                       стр.  18
2.12. Система топливопитания и регулирования                                                стр.  18
2.13. Система запуска                                                                                          стр.  26
2.14. Система контроля и защиты                                                                       стр.  29
2.15. Масляная система                                                                                       стр.  36
2.16. Система отбора воздуха                                                                             стр.  42
2.17. Кинематическая схема двигателя                                                               стр.  43
2.18. Электрооборудование                                                                                  стр.  45
3. Эксплуатация двигателя                                                                                         
3.1. Подготовка двигателя к пуску                                                                         стр.  46
3.2. Проведение холодной прокрутки (ХП) и горячего запуска (ГЗ)                     стр.  47
3.3. Работа автоматики двигателя при ХП и ГЗ во взаимодействии с САУ ГПА  стр.  48
3.4. Неисправности при запуске и их устранение                                                  стр.  52
3.5. Проверка и отладка запуска                                                                            стр.  54
3.6. Работа двигателя на установившемся режиме                                              стр.  55
3.7. Регулируемые параметры двигателя                                                              стр. 56
3.8. Поиск причин отклонения нерегулируемых параметров маслосистемы        стр. 58
                двигателя
3.9. Особенности эксплуатации при низких температурах                                    стр. 59
4. Техническое обслуживание
      4.1. Общие требования                                                                                             стр. 60
      4.2. Межрегламентный осмотр                                                                                 стр. 60
 4.3. Регламентные работы                                                                                       стр. 62
 4.4. Замена узлов и агрегатов                                                                                  стр. 65

 4.5. Замена двигателя или его модулей                                                                  стр. 66
 4.6. Хранение двигателя на компрессорной станции                                              стр. 69

 

 

 

1. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ДВИГАТЕЛЯ НК 16 СТ


   Двигатель НК-16СТ конструкции ОКБ Кузнецова создан на базе авиационного двухконтурного двигателя НК-8-2У семейст­ва двигателей НК. Базовый двигатель применяется в качестве силовой установки самолета Ту-154.
  Двигатель НК-16СТ предназначен для работы в составе газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-16/76 разработки Сумского машиностроитель­ного научно-производственного объединения (СМНПО) им. Фрунзе по заказу Министерства газовой промышленности. Двигатель создавался в течении 1979...1982 гг.
   Конструктивно двигатель состоит из 2-х модулей - газогенератора (собственно базового двигателя с доработками) и силовой турбины. Каждый модуль имеет свою раму для крепления, что позволяет при необ­ходимости заменять двигатель целиком или отдельно ГГ и СТ.
   Модуль СТ для данного двигателя разработан и изготовлен вновь.

 

 

1.1. Параметры двигателя

 


Максимальная мощность на приводном валу силовой турбины (СТ) без отбора воздуха за компрессором ВД и при стандартных атмосферных условиях*, МВт    

16

Максимальная мощность на приводном валу СТ без отбора воздуха за компрессором высокого давления (ВД) и при температуре воздуха на входе в двигатель-6° С и ниже, МВт

19,2

Эффективный КПД двигателя при мощности 16 МВт без отборов воздуха за компрессорами низкого и высокого давления и потерь в системах всасывания и выхлопа,%

29

Эффективный КПД двигателя при мощности 19,2 МВт без отборов воздуха за компрессорами НД и ВД и потерь в системах всасывания и выхлопа, %

31,5

Частота вращения ротора НД, об/мин:

5270+_ 50

Частота вращения ротора ВД, об/мин:

6910+_ 70

Частота вращения ротора СТ, об/мин:

3975...5300

Температура газа перед СТ на режиме максимальной мощности, °С не более     

620

Уровень вибраций двигателя, мм/с не выше

40

Расход воздуха через двигатель, кг/с

96

Температура газов на выхлопе двигателя, °С

370

Температура наружных поверхностей двигателя, °С, не более

200

Масса двигателя с рамой,т

7,8

Масса газогенератора с рамой, т

4,0

Масса силовой турбины с рамой, т

3,8

Габаритные размеры, мм

 

                                длина

6196,5

                                ширина

2164

                                высота

2210

Полный ресурс, ч (по выработке которого материальная часть должна списываться)

30000...40000

Межремонтный ресурс двигателя, ч, между текущими (межрегламентными) осмотрами

1000

Ресурс двигателя до первого капитального ремонта, ч

10000

Стандартные атмосферные условия соответствуют температуре окружаю­щего воздуха tн =+15°С, атмосферное давлению  Рн=1,033 атм.

 

1.2. Принцип работы двигателя НК-16СТ(рис. 3)

   Атмосферный воздух через входное очистительное устройство (ВОУ) и камеру всасывания ГПА (рис. I) входит в двигатель. В компрессорах НД и ВД сжимается и поступает в камеру сгорания. В камере сгорания в потоке воздуха сжигается топливо (природный газ), поступающее через форсунки. Из камеры сгорания горячие газы направляются на лопатки турбин. В турбине ГГ часть тепловой энергии газового потока превра­щается в механическую энергию вращения роторов турбин ВД и НД. Мощность турбины ВД расходуется на вращение ротора компрессора ВД, турбина НД вращает ротор компрессора НД. Оставшаяся часть тепловой энергии газового потока, поступившего в силовую турбину, превращает­ся с механическую энергию вращения ротора СТ и жестко связанного с ним ротора нагнетателя.
На рис. 4 показано изменение основных параметров по газовоздуш­ному тракту, дающее представление о теплофизических процессах в дви­гателе.

 


Условия эксплуатации, tн град.С

-50

-15

+15

+45

Мощность на выходном валу,  МВт

19,2

19,2

16

10,55

эффективный КПД, %

32,7

31,2

28,8

25,7

 

 

1.3. Мощностная характеристика (рис. 2). 


   На рис.2 эта характеристика № 1. Представляет собой изменение мощности двигателя в зависимости от температуры воздуха на входе в двигатель (приближенно это температура наружного воздуха  t н).
Характеристику №1 надо рассматривать совместно с характерис­тикой №2, представляющую собой закон регулирования, т.е. изменение оборотов ротора НД по той же температуре воздуха на входе в двига­тель tн. Заданное изменение оборотов НД обеспечивается работой системы регулирования, ее основными агрегатами: регулятором оборотов Р0 16 со встроенным термокорректором и дозатором газа ДГ16 (или  ДУС).
Характеристики № I и № 2 условно можно разделить на левую и правую ветви, отсчитывая от температуры tн, равной +15°С. При уменьшении окружающей температуры, следовательно, уменьшении tн  от +15°С (левая ветвь) мощность самопроизвольно растет при неизмен­ных оборотах НД. Самопроизвольный рост мощности понятен, так как, чем холоднее воздух, тем выше его плотность, больше и расход его через двигатель. Это характерно для любой тепловой машины, если обо­роты ротора компрессора постоянные. Теоретически при достаточно низ­ких температурах (tн =-40...-50°С) двигатель может развить боль­шую мощность (см. пунктирную линию). Однако из условия прочности узлов двигателя возрастающую мощность приходится ограничивать. На графике № I мощность, начиная с tн  =-6°С, в сторону уменьшения, держится постоянной и равной 19,2 МВт, что достигается работой Р0 16, который выдает команду дозатору газа на уменьшение режима. Выдача команды на ДГ16 производится автоматически по закону работы термо­корректора, отслеживающему изменение температуры воздуха на входе в двигатель.
    

 

    В правой ветви при увеличении температуры воздуха на входе в двигатель и постоянных оборотах НД из-за изменения плотности воздуха мощность уменьшается. Для компенсации потери мощности и поддержания ее, например, на уровне 16 МВт, логически было принять такой закон регулирования, по которому обороты ротора НД необходимо увеличить. Однако опережающий рост температуры газа перед СТ не дает это сделатъ. Более того, для заданного градиента уменьшения мощности по характеристике приходится даже, начиная с +15°С, уменьшать обороты НД, что отражено на характеристике № 2.
Добавим к сказанному выше, что приведенные на рисунке характе­ристики – «расчетные» и даны для условий:   n ст =5300 об/мин, давле­ние атмосферное 
Рн = 1,033 кгс/см2 и режим работы двигателя –максимальный.

 

2. УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ НК-16СТ

2.1Входной направляющий аппарат (рис. 3)

    Входной направляющий аппарат (ВНА) установлен на входе в ком­прессор и обеспечивает направление воздушного потока на рабочие лопатки I ст. Одновременно является силовым узлом двигателя, т.к. в нем установлена передняя опора ротора компрессора НД, спереди прикрытая коком.

 

 

 

 

      Направление потока воздуха формируется 12-ю радиально располо­женными лопатками. К каждой лопатке спереди приклепан дефлектор, образующий со входной кромкой лопатки полость, куда подается горячий воздух с целью предотвращения льдообразования. Подача горячего воз­духа по лопаткам производится из общего кольцевого ресивера между наружным кольцом ВНА и кольцом ресивера. В ресивер воздух подается из-за 10 ст. компрессора по отдельному воздухопроводу с управляемой заслонкой, расположенному поверх оболочки двигателя.


 

        
      

   На кольце ресивера с наружной стороны (с левой стороны двигате­ля) приклепаны фланцы, к которым крепятся: угольник трубопровода подвода масла к передней опоре (4-я стойка), угольник трубопровода отвода масла (5-я стойка), фланец трубопровода подвода горячего воздуха для подогрева масла в ПО (от соседних ГПА), фланец трубопро­вода подвода горячего воздуха из-за 10 ступ.компрессора на обогрев ВНА и кока.
   Спереди к ВНА стыкуется проставка, окончательно формирующая поток воздуха перед двигателем после уравнительной трубы (входного коллектора ГПА) и на которой расположены: 6 шт. заглушенных фланцев для монтажа промывочных зондов, фланец крепления трубопровода подво­да воздуха к термокорректору агрегата Р016 (трубопровод с теплоизо­ляцией зеленого цвета), фланец для крапления приемника замера тем­пературы на входе в двигатель (П-98А).

2.2. Компрессор (общие сведения)


       Предназначен для сжатия и подачи атмосферного воздуха в камеру сгорания двигателя.
Компрессор – осевой, состоит из 10 ступеней сжатия. Первые 4 ступени составляют компрессор низкого давления (КНД), сжимающий воздух до ~2,5 атм. Остальные 6 ступеней составляют компрессор высокого давления (КВД), на выходе из которого (т.е. на входе в камеру сгорания) давление воздуха достигает ~10 атм.
      Компрессоры НД и ВД разделены средней опорой двигателя.
      Работа сжатия в компрессоре производится благодаря работе тур­бин ГГ, вращающих оба компрессора.
     Компрессор НД в связке с турбиной НД называют каскадом НД двигателя, а компрессор ВД в связке с турбиной ВД - каскадом ВД.
     Каждая ступень компрессора состоит из рабочего колеса и направ­ляющего аппарата.
     В рабочем колесе производится непосредственное сжатие воздуха, в направляющем аппарате воздух частично дожимается и получает заданное направление перед следующей ступенью.

2.3. Компрессор НД (рис. 5)


      Состоит из ротора и статора . 4-ре рабочих колеса компрессора НД, передний вал, три промежуточных кольца между колесами, задний вал в сборе составляют ротор компрессора НД. Ротор имеет 2 опоры: перед­нюю, расположенную в ступице ВНА, и заднюю - в средней опоре.
В статор входят 4 направляющих аппарата (1-ый, 2-ой, 3-ий, 4-ый), рабочие кольца, трактовые кольца. Рабочие кольца находятся против каадого рабочего колеса и имеют легкосъемные покрытия для обеспечения минимальных зазоров с лопатками колеса.
     Трактовые кольца являются, продолжением рабочих колец и предназ­начены для организации тракта.


 

 

2.4. Компрессор ВД (рис. 6)


      Состоит из ротора и статора. В ротор входят 6 рабочих колес, 5 промежуточных колец с лабиринтными уплотнительными гребешками, коническая проставка, лабиринт (с несколькими участками лабиринтных гребешков), воддухоподводащая труба (для организации полости, в которую проходит воздух из-за 9-ой ступени на охлаждение диска 2-ой ступени турбины).


    

 


    

     Передняя опора ротора расположена в средней опоре. Задняя опора ротора в связке с валом ротора турбины ВД расположена в задней опоре турбины.
     В конструкцию статора входят: регулируемый направляющий аппарат (РНА), 6 направляющих аппаратов, 6 рабочих колец, механизм перепуска воздуха (КПВ) за 8-ой ступенью компрессора, система отбора воздуха за компрессором с ресивером.
      РНА и КПВ являются средствами механизации компрессора, предназ­наченные для обеспечения устойчивой (беспомпажной) работы на запуске и режиме.
       Пусковое положение РНА - лопатки прикрывают доступ воздуха в компрессор ВД для быстрейшей раскрутки ротора ВД в начале запуска.
       Рабочее положение РНА - лопатки установлены под заданным рабо­чим углом.
       Пусковое положение КПВ - открытое и воздух за 8-ой ступеньюсбрасывается в атмосферу через специальный патрубок.
       Рабочее положение КПВ – закрытое.
       РНА управляется агрегатом АУ системы регулирования, КПВ - агрегатами АК и АУП системы регулирования.

 


Нашли ошибку, выделите её , нажмите ENTER+CTRL и предупредите администратора.
Рэйтинг статьи
(15 Голосов)

Похожие новости

Оставь комментарий

Обязательно заполните поля с пометкой (*).

Полужирный Наклонный текст Подчёркнутый текст Зачёркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера

Ваш кабинет

Спонсоры

Интересное

Подпишись на новости

Хотите быть в курсе событий на сайте.
Подпишитесь на новости.

Подписка на новости от www.turbinist.ru

Статистика

Анализ веб сайтов

Рейтинг@Mail.ru


Галерея

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Счетчики воды
Широкий выбор бытовых счетчиков воды Бетар. Опт и розница. Низкие цены
elavissib.ru

Тамада на юбилей лучшая организация
Организация и проведение свадеб, корпоративных вечеров, юбилеев
mitya-kulich.ru