Газотурбинная установка ГТ-100-ЗМ

Газовая турбина ГТ-100-3М

В статье приведены технические характеристики газотурбинной установки ГТ-100-ЗМ, описание конструкции, принципиальная тепловая схема ГТУ и другая полезная информация.

Разработчик и изготовитель ПО "Ленинградский металлический завод" (г. Санкт- Петербург, Россия).

Газотурбинная установка ГТ-100-ЗМ предназначена для покрытия пиковых нагрузок в крупных энергосистемах.

Установка выполнена по термодинамическому циклу с промежуточным охлаждением воздуха при сжатии и промежуточным подводом тепла при расширении.

ГТ-100-ЗМ выполнена двухвальной. ККД, ТНД и электрический генератор образуют один вал с постоянной частотой вращения на всех рабочих режимах, КВД и ТВД - второй вал свободный, частота которого может при работе изменяться.

Каждой ГТУ требуется инструментальный воздух, для этого специально предусматривается отдельная воздушная компрессорная станция.

Техническая характеристика ГТ-100-ЗМ:

• Номинальная мощность - 105 МВт
• КПД - 28%

Температура газа:

• перед ТВД и ТНД - 750
• за ТНД - 398
• Степень повышения давления воздуха - 26,8
• Расход газа - на выхлопе 458 кг/с
• Топливо - природный газ газотурбинное

Габаритные размеры турбо группы, м:

• длина - 24,2 м
• ширина- 6,8 м
• высота - 5,8 м
• Удельная масса турбогруппы - 3,5 кг/кВт

тепловая схема ГТУ ГТ-100-3М

Конструкция установки. Все турбомашины установки расположены на одной оси. Корпуса КВД, ТВД и ТНД объединены в единый блок. Ротор КВД-ТВД двухопорный, а ротор ТНД, КНД и электрического генератора опирается на два подшипника.

Ротор КНД состоит из вала с насадными дисками и набранных рабочих лопаток, которые заводятся в осевом направлении и крепятся соединением типа "ласточкин хвост".

Общий корпус КВД, ТВД и ТНД выполнен с горизонтальным и четырьмя вертикальными разъемами, три из которых технологические, а один, расположенный посередине, разбирается при осмотрах и ремонтах. Фиксируется корпус в зоне выхлопной части ТНД.

Обойма ТВД, цилиндр диафрагм ТНД й сегменты направляющих лопаток вблизи места их крепления охлаждаются воздухом. В обойму ТВД воздух поступает из полости КСВД, а к цилиндру диафрагм - по трем наружным трубопроводам Ъ дозирующими шайбами.

Ротор турбомашин высокого давления (КВД и ТВД) собран на болтах. Рабочие лопатки компрессора крепятся в кольцевых пазах с помощью Т- образных хвостовиков, турбины - трехопорными хвостовиками "елочного" типа. Ротор охлаждается воздухом, поступающим из полости КСВД в щелевые зазоры в замковых соединениях.

Ротор ТНД состоит из пяти дисков и двух концевых частей, скрепленных между собой 12 стяжными болтами, и имеют развитую систему охлаждения. Охлаждающий воздух отбирается за КСВД и подается в заднее уплотнение ТНД. Через осевые отверстия в концевой части и в дисках воздух поступает в полость между дисками 1- и 2-й ступеней в зоне хвостовиков рабочих лопаток. Одна часть этого воздуха охлаждает хвостовое соединение 1-й ступени, двигаясь навстречу потоку газа; другая часть последовательно проходит через зазоры в хвостовых соединениях 2 - 5-й ступеней; третья часть воздуха проходит в камеру думмиса и охлаждает переднюю концевую часть ротора.

Пламенные трубы камеры сгорания расположены внутри корпуса наклонно к оси агрегата. В каждой ступени сгорания имеется 12 пламенных труб. Камеры сгорания работают на природном газе и жидком топливе, а горелочные устройства приспособлены для раздельного или комбинированного сжигания этих топлив.

Воздухоохладитель состоит из двух параллельно работающих корпусов, состоящих из двух последовательно расположенных по ходу воздуха секций.

Установка ГТ-100-ЗМ оснащена электрогидравлической системой регулирования, обеспечивающей режимы пуска, устойчивую работу при синхронизации и после включения в сеть, ограничение роста частоты вращения при сбросах нагрузки и удержание ГТУ в работе на холостом ходу, а также плановые и аварийные остановы.

Сигналы датчиков частоты вращения валов ТВД и ТНД усиливаются в электрической части системы регулирования и в конечном итоге вызывают перемещения сервомоторов регулирующих клапанов, управляющих расходами топлива в камеры сгорания. Сигналы датчиков частот вращения используются в системе автоматического пуска для начала или завершения отдельных этапов, включения и выключения вспомогательных устройств и т.д.