Газоперекачивающий агрегат мощностью 16 тыс. кВт типа ГТН-16 предназначен для КС газопроводов диаметром до 1420 мм и состоит из специально спроектированной стационарной газотурбинной установки, полнонапорного центробежного нагнетателя, установки централизованного контроля и управления типа А-705-15-02 с устройством электронного регулирования, воздушных охладителей масла и уплотняющего воздуха, комплекта запчастей, специнструмента, монтажных приспособлений и вспомогательного оборудования.Основной транспортабельный блок агрегата включает газотурбинную установку, центробежный нагнетатель, систему регулирования, маслоснабжения и централизованного контроля (агрегатная часть), которые смонтированы на раме-маслобаке.
Технические данные основного блока:
- Масса.............................................................75 тн
- Габариты,мм
длина...................................................13390
ширина..................................................3200
высота...................................................4200
Масса наиболее тяжелого узла при ремонте:
- ГТУ - ротор газогенератора с подъемным
приспособлением............................................4,8+ =" тн - нагнетателя - ротор с подъемным
приспособлением ............................................1,2+ = тн
Газотурбинная установка типа ГТН-16 выполнена по простому открытому циклу, с однокаскадным осевым компрессором и свободной силовой турбиной низкого давления (ТНД).Ее технические характеристики:
- Полезная мощность, кВт
`номинальная..................................................................16000
максимальная................................................................19200 - КПД на муфте силовой турбины,%...................................29
- Расход воздуха через компрессор,кг/сек........................89,0
- Степень повышения давления в цикле............................11,5
- Температура газа перед турбиной, С..............................900
- Частота вращения ротора газогенератора, об/мин........6900
- Частота вращения силовой турбины, об/мин.................6500
ГТУ состоит из воздушного компрессора, камеры сгорания, турбин высокого и низкого давления, привода пускового, системы регулирования и рамы-маслобака с вмонтированными узлами системы маслоснабжения и агрегатной частью КИП.
ВОЗДУШНЫЙ КОМПРЕССОР
ВК осевого типа включает в себя 15 ступеней и образован путем надстройки тремя ступенями спереди широко распространенного в эксплуатации компрессора агрегата ГТ-6-750.
Статор компрессора состоит из входного (осевого) патрубка, выходного осерадиального диффузора, обойм компрессора с закрепленными в них направляющими лопатками.
Ротор компрессора сборный, комбинированный, включает концевую часть, приставные диски новых ступеней и барабанную часть от компрессора ГТ-6-750.
Входной патрубок предназначен для формирования воздушного потока с целью обеспечения равномерного поля скоростей и в сочетании с остальными узлами статора образует корпус ГТУ.
КАМЕРА СГОРАНИЯ
Кольцевая камера сгорания размещена между радиальным диффузором компрессора и обоймой турбины высокого давления в общем корпусе турбоагрегата и крепится к обойме ТВД, образуя с ней единый сборный узел.
Камера сгорания дискового типа состоит из двух полукольцевых частей с горизонтальным разъемом. Огневой объем камеры ограничен на входе фронтовыми устройствами и с боков дисковыми стенками, установленными в каркасе и прикрепленными сегментами к обойме ТВ.
Зажигание газовоздушной смеси в кольцевой камере сгорания осуществляется электрозапальными свечами типа СД-55-АНМ-Т, установленными в двух пусковых горелках.
КОРПУС ГТУ
Все элементы ГТУ (компрессор, камера сгорания, турбины и другие узлы) смонтированы в одном корпусе. Он состоит из пяти частей:
- Корпус входного патрубка.
- Обойма ПНА.
- Корпус турбины ВД.
- Корпус среднего подшипника.
- Выхлопная часть.
Корпус ТВД выполнен сварным. В него встроены по два клапана перепуска воздуха с каждой стороны. Перепуск воздуха производится после четвертой рабочей и шестой направляющей лопаток. Тз полости корпуса ТВД между первой и второй обоймами компрессора выполнены отборы воздуха: на охлаждение наружной обечайки корпуса среднего подшипника (в верхней половине) и на запирании уплотнений среднего подшипника роторов ТВД иТНД и на охлаждение последнего - в нижней половине.
ОБОЙМА ТНД
Обойма ТНД является статорной частью силовой турбины. Она выполнена без горизонтального разъема. Такая обойма в силу полной осевой симметрии менее подвержена температурному колебанию в процессе работы агрегата.
Обойма представляет собой цельное кольцо из стали 12МХ, подвешенное в цилиндре на лапках. Лапки совместно с вертикальной шпонкой обеспечивают сохранение центровки обоймы при тепловых расширениях обоймы и корпуса турбины.
По внутренней поверхности кольца установлено двенадцать сегментов с лопатками.
РОТОР ГАЗОГЕНЕРАТОРА
Ротор газогенератора состоит из 15-ступенчатого ротора компрессора и сборного 2-х ступенчатого ротора турбины высокого давления. Обе части жестко соединены между собой при помощи фланцев и призонных болтов с гайками. При соединении обеих частей ротора необходимо строго следить за равномерностью затяжки. Величина затяжки контролируется по удлинению болтов, которое должно составлять 0,28 - 0,30 мм. Ротор газогенератора двухопорный, гибкий с направлением вращения по часовой стрелке, если смотреть по ходу газа.
Ротор компрессора барабанно-дисковой конструкции и состоит из барабана, хвостовика и трех дисков, несущих первые ступени компрессора. Диски, барабан и хвостовик стянуты центральной стяжкой из высокопрочной стали 20Х1М1Ф1ТР.
Ротор ТВД представляет собой сборную конструкцию, состоящую из окончательно обработанных дисков, цапфы и гильзы, стянутых по периферии десятью стержнями. Центровка и передача крутящего момента между дисками и цапфой осуществляется радиальными шлицами, которые образуют пояс жесткости ротора. Для передачи крутящего момента между гильзой и промежуточным диском установлено пять радиальных штифтов диаметром 18 мм.
РОТОР СИЛОВОЙ ТУРБИНЫ
Ротор с турбины состоит из диска турбины НД с рабочими лопатками, концевой части и дефлекторного диска.Направление вращения ротора - по часовой стрелке, если смотреть по ходу газа. Ротор турбины цельнокованный, однодисковый, выполнен из стали Р2МА. Концевая часть выполнена из стали 34ХМ, дефлекторный диск из стали Р2МА.
Лопатки ТНД, также как лопатки ТВД, имеют закрученный профиль с переменной хордой по высоте.
С передней стороны ротора выполнены шейка опорного вкладыша, расточки под масляное и воздушное уплотнения среднего подшипника.
На боковой поверхности диска турбины и на цилиндрической поверхности вала выполнены проточки в форме ласточкина хвоста, которые образуют четыре плоскости для крепления грузов при балансировке. Подъем ротора производится специальным приспособлением совместно с обоймой НД
ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ПОДЪЕМА РОТОРОВ ВД и НД
Приспособление предназначено для подъема ротора газогенератора (ротор ТВД) и ротора турбины низкого давления (ротор ТНД) при извлечении и установке роторов в корпус агрегата при монтажных и ремонтных работах.В состав приспособления входят:
- траверса с талрепом, серьгой и кронштейном;
- стропы;
- верхняя полуобойма;
- нижняя полуобойма;
- нижнее полукольцо;
- верхнее полукольцо;
- вилка;
- коромысло.
ВКЛАДЫШИ
Вкладыш опорно -упорный отлит из стали 25Л.
Он предназначен для восприятия осевых и радиальных усилий от ротора газогенератора.
Упорная часть вкладыша состоит из пакета рабочих колодок и пакета установочных колодок. Пакет рабочих колодок, в сторону которого направлено осевое усилие, состоит из восьми колодок общей площадью 312кв. см. Пакет установочных колодок состоит из четырех колодок нагрузки при работе не несет и служит только для удержания ротора от случайных смещений в осевом направлении.
Осевой разбег ротора 0,5 - 0,6 мм выдерживается за счет толщины установочного кольца. Масляное уплотнение представляет собой втулку из двух половин, установленную в расточке вкладыша.
Контроль работы вкладыша осуществляется термометрами сопротивления, установленными вблизи опорной поверхности вкладыша в нижней половине. Осевое положение вкладыша регулируется толщиной установочных колец.
Вкладыш ротора газогенератора диаметром 170 мм. и длиной 125 мм. и вкладыш силовой турбины диаметром 120 мм. и длиной 70 мм. установлены в картере среднего подшипника и предназначены для восприятия радиальных нагрузок роторов ТВД и ТНД.
Вкладыш опорно-упорный, размещенный в заднем подшипнике, является опорой заднего конца ротора силовой турбины.Упорная часть вкладыша воспринимает осевое усилие только при работе турбины на холостом ходу (без нагнетателя) , а при работе с нагнетателем все осевое усилие воспринимает опорно-упорный подшипник нагнетателя. Масло на смазку вкладыша подается через отверстие в боковой подушке под давлением 0,4 - 0,6 Мпа (4 -6 кг/кв.см.).Количество масла, поступающего на смазку, регулируется дроссельной шайбой, установленной между опорной подушкой и вкладышем. От возможного проворачивания вкладыш удерживается стопором.
ПРИВОД ПУСКОВОЙ
Предназначен для запуска ГТУ с разгоном ротора газогенератора до режима самоходности агрегата; прокрутки ротора при останове для быстрого расхолаживания; предпускового прокручивания ротора на малых оборотах (электрическим валоповоротным устройством).
Пусковой привод состоит:
- турбодетандер- пусковой двигатель, разгоняющий ротор компрессорной группы при запуске до выхода ГТУ на режим самоходности, а также может использоваться для прокручивания ротора при останове ГТУ (“расхолаживания”). Турбодетандер состоит: корпус состоит из 2-х половин; крышка торцовая; облопачивание статора; ротор с облопачиванием; вкладыши подшипников; обойма уплотнения;
- муфта- передает крутящий момент от турбодетандера к блоку редуктора конического. Осевое усилие муфтой не передается;
- блок редуктора конического- предназначен для: 1.- передачи и изменения по величине и направлению крутящего момента от турбодетандера к ротору компрессора; 2.- прокручивания ротора компрессора от турбодетандера для “расхолаживания” при горячем останове ГТУ ; 3.- гидро-механического автоматического расцепления пускового привода с ротором компрессора при выходе машины на режим самоходности. Блок редуктора конического состоит: корпус, крышка редуктора, крышка муфты, вал-шестерня, колесо коническое в сборе, вкладыши опорные, вкладыши упорно-опорные, форсунка, полумуфта подвижная, обойма уплотнения гидроцилиндра муфты, пружина, специальная гайка;
- устройство валоповоротное- предназначено для прокручивания ротора турбокомпрессорной группы электродвигателем перед пуском и после остановки для обеспечения равномерного остывания ротора о статор. Представляет собой червячный редуктор с электроприводом и конической шестерней, входящей и зацепление с коническим венцом на роторе компрессора.