Судовая газотурбинная установка

которых могут быть осуществлены все эксплуатационные режимы работы установки,

а также ее техническое обслуживание. Условно их можно разделить на две

группы. Первая группа—это комплексы технических средств, которые позволяют

управлять установкой, т. е. задавать и поддерживать необходимые режимы се

работы и изменять эти режимы при необходимости. К ним относятся системы:

- управления, воздействующая на  подачу топлива в КС, на системы  пуска и

реверса и другие системы, обеспечивающие поддержание и изменение режима

работы;

- пуска, с помощью которой ГТУ  вводится в действие;

- реверса, обеспечивающая изменение  направления упора, создаваемого гребным

винтом или другим движителем.

Ко второй группе относятся следующие системы, обеспечивающие оптимальные

условия для работы ГТУ:

- топливная, состоящая из технических  средств, размещенных на ГТД, а  также

вне двигателя;

-масляная с техническими средствами  на ГТД, передаче (редукторе) и вне их;

-охлаждения забортной водой, размещенная  обычно вне ГТУ и предназначенная  для

охлаждения масла ГТУ в маслоохладителях;

- сжатого воздуха, технические  средства которой размещены как  на ГТУ, так и

вне установки;

- промывки проточной части;

- антиобледенительная (система обогрева входного устройства ГТД) и ряд других.

Кроме того, работа ГТД на судне обеспечивается воздухоприемным и

газовыпускным устройствами, системой теплоизоляции ГТД. Основные

характеристики судов с ГТУ приведены в табл. 1.1, а показатели ГТУ - в табл.

1.2 (по отечественным и иностранным  литературным источникам).

     Таблица 1. 1. Основные характеристики судов с ГТУ.

    

Характеристика	“Парижская коммуна"	“Айрон монарх"	“Лусайн”	“Шеврон орегон"
Тип судна	Сухогруз	Ролкер	Метановоз	Танкер
Год введения в эксплуатацию	1968	1973—1974	1974	1975—1977
Изготовитель Дедвейт, т	СССР 16 185	Австралия 15450	Норвегия 20900	США 35560
Водоизмещение, т	22225	—	—	45396
Эксплуатационная скорость, уз	18,2	20	19,7	15
Число гребных валов	1	1	1	1

 

 

    

“Сивен принс"	“Адмирал Каллэгэн”	“Евролай- нер”	“Финджет”	“Капитан Смирнов"
Паром	Ролкер	Контейне- ровоз	Паром	Ролкер
1975	1967	1971	1977	1978
Австралия	ФРГ	ФРГ	Финляндия	СССР
5550	—	23 100	23000	—
—	24000	32000	—	36000
18	26	26	30,5	25
2	2	2	2	2

 

 

     Таблица 1.2 Основные характеристики ГТУ

    

Характеристика		«Парижская коммуна"	„Айрон монарх"	„Лусайн"	.Шеврон Орегон"
Тип установки		Промышлен-ная	Промышлен- ная	Промышлен- ная	Промышлен- ная
		ГТУ-20
Цикл работы установки		Регенератив-ный+охлажде-ние	Регенеративный	Регенеративный	Регенера- тивный
Тип передачи		Механическая	Механическая	Механическая	Электрическая
Частота вращения гребного винта, об/мин		103	125	125	100
Способ реверса		ВРШ	ВРШ	ВРШ	ВРШ
Мощность ГТД, кВт:
максимальная		—	13950	14 700
номинальная		8700	12850	—	9200
Топливо		Дизельное тяжелое	Тяжелое	Дизельное	Дизельное
Удельный расход топлива г/(кВт*ч)		320—324	272	—	269
Удельная масса агрегата, кг/кВт		27,2	—	—	—
	“Сивей принс"	“Адмирал Каллэгэн"	„Евролайнер"	„Финджэт"	“Капитан Смирнов"
	Промышленная	Авиационная	Авиационная	Авиационная	Комбиниро- ванная
	Регенератив-ный	Простой	Простой	Простой	Простой
	Электрическая	Механическая	Механическая	Механическая	Механическая
	200	145—135	135	170	130—128
	ВРШ	Реверс-редук- тор	ВРШ	ВРШ	Газовый
	—	2Х18400	2Х22000		2Х18400
	8900	2Х15300	2Х20000	2Х27500	2Х17300
	Дизельное	Дизельное	Дизельное	Дизельное	Дизельное
	—	293—312	—	272	238
		11,4	—	——	8,09

 

 

1.1.4.1. Судовые ГТУ промышленного  типа.

Примером названных установок может служить ГТУ-20 судна «Парижская коммуна».

Она состоит из двух одинаковых установок ГТУ-10, работающих через общий

редуктор на один ВРШ. Особенностью ГТУ-20 является блокированная ТНД, что

потребовало установки ВРШ.

Установки промышленного типа МS-1000, МS-3000, МS-5000, МS-7000 и их

модификации фирмы «Дженерал электрик» конвертированы в судовые из

стационарных ГТУ. Все они работают но открытому циклу с регенерацией теплоты

уходящих газов для подогрева воздуха.

Особенностью ГТУ М5-3012К является привод генератора переменного тока от ТНД

и постоянная частота их вращения. Главный электродвигатель (ГЭД) переменного

тока с постоянной частотой вращения приводит в действие ВРШ. Установка М5-

3012К со всеми обслуживающими  механизмами и системами расположена на верхней

палубе судна, а ГЭД — в машинном отделении. Некоторые данные о судовых ГТД

промышленного типа приведены в табл. 1.3.

     Таблица1.3. Характеристики судовых ГТД типа МS.

    

Характеристика	МS-1002R	МS-3002R	МS-50002R	МS-7000
Мощность, кВт	2 940-	5500-	16200-	33000-
	3680	8800	22000	44000
Номинальная мощность, кВт	3300	8100	20700	40500
Температура газа перед ТВД на номи-		1198	1 198	1 173
нальном режиме, К
Удельный расход топ.	272	269	266	274
лива, г/(кВт-ч)
Частота вращения,
об/мин:
ТВД	—	6900	5100	—
ТВ (ТНД)	10290	6500	4670	3020
Расход воздуха, кг/сек	—	46,5	113	216
Степень повышения давления Лк		6,7	8,2	8,1
Сухая масса ГТД, т:
с регенератором	70	111	200	455
с редуктором	—	179	315	—
Габариты (без редук-
тора), мм:
длина	7200	9600	14700	18500
ширина	4900	5200	8400	12000
высота (с регенератором)	6500	9100	10200	13400
Расчетная температуря То, °С	21	21	21	-

 

 

1.1.4.2. Судовые ГТУ легкого типа.

На судах такие ГТУ нашли применение в следующем исполнении:

- с одним компрессором и одной  турбиной  (блокированная, рис. 1.6, а);

     -с одним турбокомпрессором и свободной ТВ (рис. 1.6, б);

— с двумя турбокомпрессорами и свободной ТВ (см. рис. 1.2). Были проведены

большие работы по конвертированию авиационных ГТД для использования их на

судах: в СССР — ГТУ М-25.

В США были созданы ГТД типов: LМ-100, LМ-300, LМ-1500, LМ-2500, LМ-5000, FТ-

4А, FТ-4А12, FТ-4С-2 и др.; в Англия - типов  «Олимп», «Тайн», «Гном» и др.

Некоторые данные о судовых ГТД авиационного типа приведены в табл. 1.4.

     Табл.1.4. Характеристики зарубежных судовых ГТД.

    

Характеристика	LМ-1500	LМ-2500	FТ-4А-2	FТ-4А-12	“Олимп"ТМ1	“Олимп"ТМ3	“Тайн”	“Гном"GN
Фирма (страна)	„Дженерал электрик" (США)	„Дженерал электрик" (США)	„Пратт энд Уитни” (США)	„Пратт энд Уитни" (США)	„Ролс-Ройс» (Англия)	„Ролс-Ройс» (Англия)	„Ролс-Ройс» (Англия)	„Ролс-Ройс» (Англия)
Мощность, кВт:
максимальная	10300	18768	18768	20600	17660	20000	3310	883
номинальная	9200	16340	15456	17958	14270	15890	2 650	750
Удельный расход топ	345—357	240—253	308-321	314—321	307—319	296—312	308-332	382 -401
топлива,г/(кВт-ч)
Температура возд. °С °С наружного	38	38	—	—	15	15	15	—
Степень повыш.давл.возд.	12	17	12	12	10,3	—	11,5	8,3
Температура газа перед	1213—	1373	1116	—	1150	1280	1240	1170
перед ТВД, К	1115
Расход воздуха, кг/с	69,4	69,3	—	—	—	—	20	5,6
Число ступеней:
КНД	—	—	8	—	5	7	6	--
КВД	17	16	7	—	7	7	У	10
ТВД	3	2	1	—	1	1	—	2
ТНД	—		2	—	1	1	—	»
ТВ	1	6	2	—	1	1	—	—
Масса ГТД, кг	3400	3 850	6440	6440	24850	20850	860	160
Габариты, мм:
длина	5700	6780	7920	7900	6780	—	4 .350	1 800
ширина	2130	2130	1 455	1430	3 330	2440	1 625	500
высота	2440	2130	2182	2157	2800	3000	1 727	550

 

 

1.2. Редукторы

Редукторы обладают рядом преимуществ перед другими типами передач: меньшие

масса и габариты, более высокий КПД, простота устройства, сравнительно

меньшая стоимость, большая долговечность, высокая безотказность и т. д. По

назначению различают редукторы главные и вспомогательные; по конструкции —

переборные, планетарные и комбинированные, по направлению

вращения—реверсивные и нереверсивные; по виду зубчатых колес—цилиндрические

и конические; по числу зубчатых пар— одно- и многоступенчатые; по

расположению осей валов—горизонтальные и вертикальные; по типу передач —

цепные, гнездовые и с раздвоением мощности.

Примером двухступенчатого редуктора с раздвоением мощности является редуктор

главного газотурбинного агрегата М-25 судов типа «Атлантика». В 1-й ступени

мощность ГТД через шестерню Z1 передается на две шестерни Z2. На 2-й

ступени от каждой шестерни Z3, приводимой от Z2, мощность передается на две

шестерни Z4, от них—на главное колесо редуктора Z5 и далее—на ВФШ.

Редуктор установки М-25—переборный, реверсивный, с цилиндрическими зубчатыми

колесами, с горизонтальным расположением валов; редуктор установки ГТУ-

20—также переборный, с цилиндрическими  зубчатыми колесами, двухступенчатый, с

горизонтальным расположением валов, но нереверсивный, с цепным типом

передачи. Редуктор судовой ГТУ средней мощности с ГТД GТРЕ-990 выполнен

планетарным.

Планетарные редукторы в основном устанавливаются на КВП и СПК. Для

комбинированных  установок  наиболее  характерны  редукторы,  собирающие

мощности  от  нескольких  двигателей, в том числе и разнотипных и разной

мощности,  а   также  раздающие   мощность   двигателей   различным

нескольким  потребителям.  Для  этих  же  установок  характерны  операции

подключения и отключения двигателей с помощью гидравлических и специальных

механических разобщительных муфт. Наиболее простой, но достаточно

распространенной муфтой такого назначения является автоматическая

механическая с обгонным устройством .В редукторах широко используются так

называемые самосинхронизирующие муфты, конструкция которых представляет

собой сочетание фрикционной и зубчатой муфт. Первая служит для синхронизации

валов и создания тем самым условий для включения зубчатой муфты, которая

способна продолжительное время передавать основной крутящий момент.

1.3. Средства реверса

Упор винта на переднем ходу называют положительным, на заднем—отрицательным.

Отрицательный упор применяют в эксплуатации для движения судна задним ходом,

торможения и остановки судна, идущего передним ходом, для стаскивания судна с