Запальное устройство предназначено для обеспечения зажигания факела в камерах сгорания и представляет собой пусковую топливную форсунку и электрическую свечу зажигания.
Высоковольтная свеча дает постоянный искровой разряд весь период работы пускового блока и воспламеняет топливо пусковой форсунки. Факел пламени пусковой форсунки направлен таким образом, чтобы обеспечить устойчивое зажигание топлива основной форсунки. После зажигания топлива основной форсунки через пламяперебрасывающие патрубки происходит зажигание топлива в форсунках остальных камер сгорания. Пусковое запальное устройство, выполнив свою функцию, автоматически отключается вместе с пусковой топливной системой.
Обгонная муфта используется для присоединения пускового двигателя к турбокомпрессору, обеспечения его раскрутки и автоматического отключения пускового двигателя от вала ГТД при наборе турбокомпрессором заданной частоты вращения.
Процесс пуска ГТД состоит из следующих периодов (рис. 68):
1 период – холодный разгон. Пусковой двигатель с помощью обгонной муфты присоединяется к ротору того турбокомпрессорного агрегата, в составе которого имеется пусковая камера сгорания с запальным устройством. Вращаемый пусковым двигателем компрессор начинает нагнетать воздух в газовоздушный тракт установки, вследствие чего создается ток воздуха от компрессора через камеры сгорания, проточные части турбин, теплообменные аппараты в выпускной газоотвод, и выброс его в атмосферу. После того как расход воздуха, подаваемый компрессором в КС, окажется достаточным для окисления минимального количества топлива, в камеру сгорания через пусковую форсунку начинают подавать топливо от пусковой топливной системы, которое воспламеняется запальным устройством.
2 период – режим сопровождения. После воспламенения топлива в камерах сгорания в газовую турбину начинает поступать горячий воздух, смешанный с продуктами сгорания, что приводит к появлению на валу турбины увеличенного вращающего момента, суммирующегося с вращающим моментом пускового двигателя. С этого момента разгон ротора турбокомпрессора становится более интенсивным за счет совместной работы пускового двигателя и газовой турбины, увеличивая расход воздуха в КС. При этом одновременном увеличивается расход топлива, подаваемого в камеры сгорания. При дальнейшем увеличении частоты вращения турбокомпрессора турбина принимает на себя всю нагрузку компрессора, обусловленную сжатием воздуха и потерями энергии на трение в подшипниках. При частоте вращения компрессора, превышающей частоту вращения пускового двигателя, обгонная муфта отключает пусковой двигатель от ротора турбокомпрессора.
3 период – горячий разгон. После отключения пускового двигателя дальнейший разгон ротора турбокомпрессора осуществляется за счет разности вращающих моментов, создаваемых газом на валу турбины и воздухом на валу компрессора (с учетом трения в подшипниках). Разгон продолжается до тех пор, пока упомянутая разность вращающих моментов не станет равной нулю, что соответствует достижению равновесного установившегося режима работы турбокомпрессора. Равновесие может наступить при любом расходе подаваемого в камеру горения топлива, превышающем некоторое минимальное значение, ниже которого не может быть получен установившийся режим работы турбокомпрессора.
| Рис. 68. Периоды пуска ГТД.
ПД – пусковой двигатель; М – обгонная муфта; Тл – подача топлива; МПД – крутящий момент пускового двигателя; МГТ – крутящий момент газовой турбины. |
Обычно на систему пуска судовой ГТУ возлагается задача выведения установки на такой режим, при котором турбокомпрессор работает при некоторой установившейся частоте вращения, а мощность, развиваемая установкой на валу пропульсивной турбины, близка к нулю. Такой режим называется режимом холостого хода – ХХ.
|
Управление пуском турбокомпрессора обычно сводится к следующим операциям:
1. Включению обгонной муфты;
2. Включению пускового двигателя;
3. Включению запального устройства;