Эффективность КПД двигателя на режиме

максимальной модности, %....................……………………… 29

при условиях:

без отбора мощности и воздуха за компрессором НД и ВД на нужды ГПА;

без потерь в системах всасывания и выхлопа ГПА;

без утилизации тепла выхлопных газов.

При снижении температуру воздуха на входе в двигатель ниже минус 15°С максимальная мощность на выходном валу свободной турбины поддерживается постоянной и равна, кВт............……………..19200

при этом эффективный КПД возрастает, %............……… до 31,5

Рабочий диапазон изменения частоты вращения приводного вала свободной турбины на режиме максимальной мощности, об/мин

максимальная частота вращения …………………………….. Не более 5565

минимальная частота вращения …………………………… Не менее 3975

Температура газа, °С

перед свободной турбиной на режиме

максимальной мощности........................…………………………Не более 630

перед свободной турбиной при запуске..........…………….… Не более 500

наружных поверхностей двигателя...............………………... Не более 200

Уровень вибраций двигателя» мм/с.................………………...Не выше 40

Отбор воздуха на нужды ГПА за компрессором, кг/с

НД.............................................………………………………...Не более 2

ВД.............................................…………………………………Не более 2

Отбор воздуха на нужды ГПА за компрессором ВД разрешен при температуре воздуха на входе в двигатель не выше -5 С.

Сухая масса двигателя, т. Не более

двигатель с рамой.............................…………………………....7,0

двигатель (газогенератор) с рамой.............……………………..4,0

двигатель (газогенератор) без рамы.............……………………3,1

свободная турбина с рамой......................……………………….3,8

свободная турбина без рамы.....................………………………2,9

Габаритные размеры двигателя, мм

длина.........................................…………………………………...6196,5

ширина........................................………………………………….2164

высота........................................…………………………………..2210

Гарантийный ресурс на пятый год с начала эксплуатации ГПА с первым серийным двигателем, ч.…………..5000

Межремонтный ресурс двигателя между текущими осмотрами, ч................………………….1000

Межремонтный ресурс двигателя между капитальными ремонтами, ч.........10000 - 15000

Полный, ресурс двигателя, ч.......................……………………..30000 - 40000

Система топливопитания и регулирования двигателя

Система топливопитания и регулирования двигателя предназначена для автоматической подачи топливного газа к форсункам камеры сгорания двигателя и для управления режимом его работы. Управление двигателем сводится к воздействию на параметры его рабочего процесса, позволяющему установить такой режим работы двигателя, который наилучшим образом удовлетворяет эксплуатационным требованиям в данных условиях.

Основным регулируемым параметром двигателя является частота вращения ротора НД п_нд, которая задается программой регулирования двигателя. Программа регулирования предусматривает ограничение средней температуры газов на входе в СТ при совместной работе с электронным устройством регулирования ГПА, а также предусмотрены следующие ограничения:

· максимальных физических оборотов ротора ВД;

· максимальных физических оборотов СТ;

· максимальной средней температуры газов на входе в СТ;

· максимального расхода топливного газа через автомат запуска;

· максимального расхода топлива (газа) в камеру сгорания;

· максимального давления воздуха за компрессором.

Система топливопитания и регулирования кроме регулирования и ограничения параметров обеспечивает:

· включение и выключение подачи топливного газа в камеру сгорания двигателя;

· автоматическое дозирование расхода топлива в процессе запуска по заданной программе;

· изменение режимов работы по электрическому сигналу;

· автоматическое управление перекладкой РНА и КПВ.

Выполнение программы регулирования двигателя, управление режимами, ограничение параметров двигателя производится во всех случаях путем воздействия на расход топливного газа в камеру сгорания.

Система регулирования в совместной работе с электронным устройством «ССС», кроме ограничения температуры газов на входе в СТ, обеспечивает:

· регулирование максимальной частоты вращения ротора НД по программе п_нд = f(t*_вх) с более высокой точностью;

· регулирование частоты вращения свободной турбины во всем рабочем диапазоне.

По функциональному назначению система топливопитания и регулирования может быть разделена на подсистемы:

· топливопитания;

· регулирования;

· масляную.

Система топливопитания включает в себя стопорный клапан, дозатор газа, трубопроводы, соединяющие агрегаты системы с коллектором камеры сгорания.

Топливный газ перед подачей в двигатель подготавливается в стационарных системах: редуцируется, до давления 2,5-0,2 МПа, подогревается до температуры +25 - +60°С, очищается в фильтрах. Топливный газ по содержанию механических частиц, жидкой фазы и пр. должен полностью соответствовать ГОСТ 21199-62.

После фильтра ГПА топливный газ подводится к стопорному клапану, который предназначен для открытия подачи топливного газа к двигателю перед запуском и закрытия подачи топливного раза при остановке двигателя. В целях повышения надежности функционирования клапана и обеспечения работы двигателя при отсутствии электропитания как открытие, так и закрытие стопорного клапана производятся импульсной подачей напряжения на электромагниты открытия или закрытия.

От стопорного клапана топливный газ подводится к дозатору газа. Дозатор газа обеспечивает:

· открытие и закрытие подачи топливного газа при снятии и подаче напряжения на электромагниты дозатора;

· дозирование топливного газа на запуске двигателя;

· дозирование топливного газа при работе двигателя во всем диапазоне режимов по командам от агрегатов системы регулирования;

· ограничение максимального давления воздуха за компрессором.

Для надежной отсечки топливного газа к двигателю при остановках закрытие подачи топливного газа производится одновременно стопорным клапаном и дозатором газа.

Управление открытием и закрытием стопорного клапана при запуске и остановке и дозатора газа при остановке осуществляет автоматическая система управления ГПА снятием или подачей напряжения на соответствующие электромагниты. Управление электромагнитами дозатора газа при запуске осуществляется по команде блока автоматического запуска БАЗ-16.

Система регулирования двигателя включает:

· дозатор газа и ограничитель максимального давления воздуха за компрессором, конструктивно выполненный заодно с дозатором газа;

· регулятор оборотов ротора НД (при эксплуатации ГПА без «ССС»);

· ограничитель оборотов свободной турбины;

· ограничитель максимальной температуры газов на входе в свободную турбину РТ-12-9А, выполняющий также функции системы защиты и контроля работы двигателя;

· агрегат управления регулируемым направляющим аппаратом;

· агрегат командный;

· агрегат управления клапанами перепуска воздуха.

Основными агрегатами, обеспечивающими программу регулирования, являются дозатор газа и регулятор оборотов ротора НД (при эксплуатации ГПА без «ССС»).

Дозатор газа является исполнительным органом системы регулирования. По гидравлическому сигналу от регулятора оборотов ограничителей дозатор газа устанавливает определенный расход топливного газа в камеру сгорания, причем гидравлический сигнал на управление расходом топливного газа будет проходить от того агрегата, который имеет более низкую настройку по режиму двигателя. При эксплуатации ГПА совместно с системой «ССС» определённый расход топливного газа в камеру сгорания устанавливает регулирующий клапан «БАУМАН» с блоком управления «ДЖОРДАН», причем гидравлический сигнал на управление расходом топливного газа будет проходить от того параметра, который имеет более низкую настройку по режиму двигателя.

Воздействие ограничителя максимальной температуры газов на входе в свободную турбину РТ-12-9А на дозатор газа осуществляется косвенно через регулятор оборотов РО-16 путем подачи электрического сигнала на снижение режима. При понижении температуры газов ниже максимальной ограничитель температуры первоначальный режим не восстанавливает. При совместной работе система регулирования двигателя с электронным устройством «КОМПРЕССОР КОНТРОЛ» команды от устройства на дозатор газа передаются через регулирующий клапан «БАУМАН» с блоком управления «ДЖОРДАН», в виде электрических сигналов. Однако, в отличие от ограничителя температуры РТ-12-9А, устройство «КОМПРЕССОР КОНТРОЛ» имеет возможность подавать, электрический сигнал как на уменьшение, так и на увеличение режима, что позволяет осуществлять регулирование без вмешательства обслуживающего персонала.

Ограничитель максимальной температуры газов на входе в свободную турбину настроен на большую величину, чем соответствующий ограничитель в устройстве «КОМПРЕССОР КОНТРОЛ», поэтому при выключенном устройстве «КОМПРЕССОР КОНТРОЛ» функцию ограничения температуры выполняет РТ-12-9А.

Масляная система системы автоматического регулирования

предназначена:

· для обеспечения агрегатов системы регулирования маслом с рабочим давлением 3,5 МПа;

· для поддержания сливного давления масла в системе регулирования 0.05 - 0,12 МПа;

· для фильтрации и охлаждения масла, циркулирующего в систем регулирования;

· для автоматического заполнения системы регулирования маслом и дренажа воздухом.

Масляная система включает в себя нагнетающий насос, теплообменник, фильтр, клапан постоянного давления, сборник сливов, клапан дренажа.

В качестве рабочей жидкости в агрегатах системы регулирования используется масло, отбираемое от маслосистемы двигателя, между выходом подкачивающего насоса и стояночным клапаном.

Маслоконтур системы регулирования выполнен по замкнутой схеме. При этом, масло от нагнетающего насоса, пройдя теплообменник, подается к агрегатам управления механизацией компрессора, а через фильтр и клапан постоянного давления к дозатору топливного газа и далее к воздействующим на дозатор газа регулятору оборотов и ограничителям частоты вращения ротора высокого давления и ротора свободной турбины.

Клапан постоянного давления выполнен автономным узлом и поддерживает в системе рабочее давление на уровне 3,5 МПа, перепуская избыток масла на слив, на всех режимах работы двигателя.

Слив масла из дозатора газа, регулятора оборотов и ограничителей частоты вращения осуществляется в сборник сливов и из него на вход в нагнетающий насос. Слив масла из агрегатов управления механизацией компрессора производится непосредственно на вход в насос.

Маслосистема заполняется автоматически на холодной прокрутке при запуске двигателя давлением за подкачивающим насосом маслосистемы двигателя при открытом дренажном клапане, который установлен в верхней точке двигателя. Через него удаляется из сливных полостей агрегатов воздух, эмульсия, а после заполнения прокачивается масло. Закрывается дренажный клапан при закрытии клапанов перепуска воздуха. С этого момента маслосистема становится замкнутой и трубопровод подпитки служит только для поддержания определенного сливного давления. Конструктивно трубопровод подпитки выполнен проходящим через дренажный клапан. Верхняя точка трубопровода связана с дренажем жиклером, служащим для разрыва потока в трубе с целью исключения сифонного эффекта при остановке двигателя.

Теплообменник предназначен для съема тепла, выделяемого в маслоконтуре системы регулирования. Хладагентом в теплообменнике является масло, поступающее на смазку свободной турбины.

Система контроля работы двигателя

Система контроля работы двигателя представляет собой комплекс датчиков и преобразующей аппаратуры и предназначена для выдачи:

· технологических сигналов о работе двигателей;

· предупредительных сигналов в случае отклонения контролируемых параметров за пределы допустимых величин;

· управляющих сигналов аварийной остановки ГПА в случае достижения опасных величин контролируемых параметров;

· управляющих сигналов блокировки запуска двигателя в случае невыполнения предпусковых условий, а также для представления визуальной информации о параметрах двигателя и систем, обеспечивающих его работу;

Системой контроля работы двигателя контролируются следующие параметры и техническое состояние:

· вибрация опор;

· частота вращения роторов;

· температура газов перед турбиной;

· устойчивость компрессора;

· давление за компрессором;

· температура масла в различных точках системы;

· давление масла в магистралях;

· давление в средней опоре;

· появление стружки в масле;

· давление масла в системе автоматического регулирования;

· крайние положения исполнительных элементов агрегатов системы автоматического регулирования;

· герметичность дозирующих игл дозатора газа в закрытом состоянии;

· частота вращения стартера;

· положение заслонки стартера;

· частота вращения ротора ВД на запуске;

· температуре и уровень масла в баке двигателя;

· давление и температура топливного и пускового газа;

· температура воздуха на входе в двигатель и в отсеке двигателя;

· разрежение на входе в двигатель;

· загрязнённость фильтров маслосистемы.

По структурно-конструктивному выполнению отдельные каналы контроля можно разделить на следующие группы:

· группа каналов контроля, представляющих собой отдельные аппаратурные системы, поставляемые с двигателем. Такие системы оснащены датчиками и преобразующей аппаратурой, выдающей в АСУ ГПА предупредительные и аварийные сигналы. В этой группе датчики устанавливаются на двигателе, а блоки аппаратуры в отсеке автоматики ГПА. К этой группе относятся: сигнализатор предельных оборотов СПО-2Р, сигнализатор помпажа ЭСП-12-1, регулятор температуры РТ-12-9А, блок автоматического запуска БАЗ-16, аппаратура вибраций ИВ-Д-ПФ-2 (имеет дополнительно блок визуальных приборов, установленных в пультовой компрессорной станции);

· группа каналов, выполняющих функции контроля предельных значений параметров или положений исполнительных элементов. Данные сигнализаторы выдают релейные сигналы в АСУ ГПА, где эти сигналы разделяются на технологические, предупредительные и аварийные. В процессе запуска разделение некоторых сигналов выполняет БАЗ-16;

· группа каналов для измерения текущего значения параметров, в которой датчики могут относиться как к двигателю, так и к ГПА. Вывод на показывающие приборы, а также выработку соответствующих сигналов производит АСУ ГПА;

· манометры, установленные в ГПА.

Система запуска

Запуском двигателя является процесс вывода его на режим прогрева (N_вд = 5800 об/мин). Запуск полностью автоматический, с обеспечением прекращения его при возникновении неисправности и с сигнализацией о причине аварийной остановки. Система запуска обеспечивает и проведение холодной прокрутки.

Для обеспечения надежности и безопасности перед запуском двигателя и в процессе его обеспечивается ряд блокировок.

Перед запуском двигателя должны быть выполнены следующие предпусковые условия:

· уровень масла в маслобаке двигателя - в норме;

· температура масла в маслобаке двигателя > 15°С;

· температура масла на входе в переднюю опору двигателя > 5°С;

· стопорный клапан - закрыт;

· клапан на линии подпитки двигателя маслом - открыт;

· байпасные и перепускные клапаны ВОУ - закрыты;

· регулятор оборотов двигателя в положении «РОmiп», или «Jordan» закрыт на 35%.

В процессе запуска действуют блокировки по:

· не герметичности дозатора;

· высокому давлению пускового газа;

· низкому давлению топливного газа;

· опасной частоте вращения турбины стартера;

· высокой температуре масла на входе в СТ;

· высокой температуре масла на выходе из двигателя;

· низкому напряжению аккумуляторных батарей.

В систему запуска входят: блок автоматического запуска БАЗ-16, стартер, агрегат зажигания, блок клапанов, фильтр пускового топлива, датчик оборотов ДТА-10Е, свечи зажигания.

Циклограмма запуска и холодной прокрутки двигателя осуществляется блоком БАЗ-16 совместно с САУ ГПА по времени с периодическим контролем частоты, вращения ротора ВД.

В процессе запуска агрегаты двигателя включаются в следующей последовательности:

· при открытия крана 11 системы ГПА включается БАЗ-16, электромеханизм стартера открытия пусковой заслонки, электромагнит открытия регулирующей заслонки стартера, электромагнит "Эср" автомата запуска я "Эпт" основного дозатора, регулятор температуры РТ-12-9А перестраивается на режим запуска. При атом выдается сигнал «БАЗ работает»;

· в течение 50 с производится прокрутка двигателя для вентиляции тракта, входного и выходного устройства ГПА;

· на 50-й секунде производится контроль частот вращения ротора ВД двигателя. При наличии п_вд > 1300 об/мин включаются агрегат зажигания и электромагнита блока клапанов пускового топлива, отключается блокировка по негерметичности дозатора газа;

· на 60-й секунде отключается электромагнит автомата запуска, происходит воспламенение топлива в камере сгорания;

· при частоте вращения n_вд = 2600 об/мин включается электромеханизм стартера на закрытие пусковой заслонки, снимается питание с электромагнита регулирующей заслонки, отключаются электромагниты основного дозатора, блока клапанов и агрегат зажигания. Таким образом, стартер, зажигание и пусковое топливо отключаются, а в камеру сгорания двигателя начинает поступать основное топливо;

· на 100-Й секунде контролируется частота вращения ротора ВД, она должка быть не ниже 2600 об/мин;

· на 50-й секунде с момента достижения п_вд = 2600 об/мин повторно включается зажигание и включается электромеханизм регулятора оборотов на увеличение режима, контролируется частота вращения ротора ВД - она должна быть не ниже 4400 об/мин;

· на 60-й секунде с момента достижения п_вд = 2600 об/мин отключается зажигание;

· по достижении п_вд = 5800об/мин электромеханизм привода регулятора оборотов останавливается, регулятор РТ-12-9А перестраивается с пускового на рабочий режим и в САУ ГПА выдается сигнал "Запуск окончен".

При холодной прокрутке включается стартер, электромагниты автомата запуска и основного топлива. Длительность холодной прокрутки 100 с. По окончании работы БАЗ САУ ГПА включается электромагнит клапана остановки.

Дата добавления: 2015-07-14