А. Двигатель НК-16СТ (рис. 1.1) предназначен для привода нагнетателя газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-16/76. 

Б. Газотурбинный двигатель НК-16СТ, работающий на природном газе и очищенном нефтяном газе, создан на базе авиационного двигателя НК-8-2У и состоит из двух модулей:

(1) Двигателя HK-16-18СT (газогенератора);

(2) Свободной турбины 16CT, с выходного вала которой снимается мощность на привод нагнетателя ГПА.

В. Газогенератор и свободная турбина имеют собственные рамы, что позволяет, при необходимости, заменять как двигатель в целом, так и отдельно газогенератор или свободную турбину.

Г. На двигателе предусмотрены системы запуска, контроля, защиты и сигнализации, обеспечивающие автоматический запуск, обнаружение неисправностей и отклонений параметров на работающем двигателе, а также система противообледенения, позволяющая работать двигателю в любых метеоусловиях.

 

Д. На двигателе расположены смотровые лючки, которые позволяют оптическими приборами контролировать состояние газовоздушного тракта.

 ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ ДВИГАТЕЛЯ НК-16-18СТ

А. Конструктивно двигатель включает в себя следующие узлы:

- переднюю опору;

- входной направляющий аппарат;

- среднюю опору;

- компрессор осевой десятиступенчатый, двухкаскадный, состоящий из компрессора низкого

давления и компрессора высокого давления;

- блок камеры сгорания;

- турбину газогенератора - двухступенчатую;

- заднюю опору;

- оболочки;

- силовую проставку;

- свободную турбину - одноступенчатую осевую;

- опору свободной турбины.

(1) Передняя опора ротора компрессора низкого давления, вмонтирована во входной направляющий аппарат.

(2) Входной направляющий аппарат выполнен в виде кольца со вставленными в него двенадцатью радиально расположенными лопатками, к нижним полкам которых крепится опора ротора компрессора низкого давления.

(3) Средняя опора включает в себя:

- узел задней опоры ротора компрессора НД с шариковым подшипником и деталями, уплотнения;

- узел собственно средней опоры с шариковым подшипником;

- узел регулируемого направляющего аппарата;

- корпус центрального привода;

- детали уплотнения.

(4) Осевой десятиступенчатый, двухкаскадный компрессор включает в себя:

- узел четырехступенчатого двухопорного ротора компрессора НД;

- узел статора компрессора НД, состоящий из лопаточных направляющих аппаратов и рабочих колец;

- узел шестиступенчатого двухопорного ротора компрессора БД;

- узел статора компрессора ВД, состоящий из лопаточных направляющих аппаратов, рабочих колец и механизма клапанов перепуска воздуха с ресивером отбора воздуха.

(5) Блок камеры сгорания включает в себя наружный корпус, камеру сгорания, внутренний корпус и два воспламенителя.

(6) Компрессоры двигателя вращает двухкаскадная, двухступенчатая турбина газогенератора. Первая ступень турбины вращает ротор компрессора ВД, а вторая ступень ротор компрессора НД. В узел турбины входит узел статора, состоящий из лопаточных сопловых аппаратов и рабочих колец.

(7) Задняя опора с роликовым подшипником является опорой ротора турбины НД. Опорой ротора турбины ВД служит роликовый подшипник, расположенный между валами турбины низкого и высокого давления. Узел задней опоры является одновременно и опорой ротора турбины ВД.

(8) Оболочки, устанавливаемые между корпусами средней и задней опор, являются силовым элементом и одновременно служат тепловым экраном. На наружных поверхностях оболочек располагаются агрегаты механизации компрессора, фланцы отбора воздуха и арматура электропроводки и трубопроводов.

(9) Силовая проставка над задней опорой является задним силовым поясом крепления двигателя на раме. Через люк на силовой проставке проходит проушина крепления двигателя.

(10) Одноступенчатая осевая свободная турбина конструктивно состоит из ротора (вал и рабочее колесо) и статора. Статор представляет собой кольцевой лопаточный сопловой аппарат и рабочее кольцо со вставками.

(11) Опора свободной турбины включает в себя передний роликовый и задний шариковый и роликовый подшипники. В опоре через одно из ее ребер проходит рессора для привода коробки приводов агрегатов.

Б. На двигателе установлены агрегаты масляной и топливной систем, агрегаты системы регулирования, контроля работы и защиты, жгуты электропроводки с выходными соединителями, трубопроводы масляной и топливной систем, трубопроводы отбора воздуха из компрессора на нужды самого двигателя и ГПА.

В. Двигатель устанавливается и крепится на разъемной раме, с которой он поставляется на газоперекачивающую станцию при этом:

(1) Крепление газогенератора к раме производится в двух поясах:

- за цапфы, расположенные в горизонтальной плоскости на средней опоре;

- за проушину, расположенную вверху над задней опорой газогенератора.

(2) Крепление узла свободной турбины к своей раме производится в двух поясах:

- за цапфы, расположенные в горизонтальной плоскости на корпусе опоры свободной турбины;

- за цапфы, расположенные на силовой проставке.

Г. Соединение узла свободной турбины с задней опорой газогенератора - телескопическое.

 

Д. Соединение рамы газогенератора с рамой свободной турбины - жесткое, болтовое.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ НК-16-18СТ

А. Атмосферный воздух (направление показано стрелками) через входное очистительное устройство и камеру всасывания газоперекачивающего агрегата входит в двигатель Рис 1.2. В компрессорах (2), (5) низкого и высокого давления воздух сжимается и поступает в камеру сгорания (6). В камере сгорания в потоке воздуха сжигается топливо (природный газ, очищенный нефтяной газ), поступающее через форсунки. Из камеры сгорания горячие газы направляются на лопатки турбин. В турбине газогенератора тепловая энергия газового потока превращается в механическую энергию вращения роторов турбин. Мощность первой ступени турбины расходуется на вращение ротора компрессора высокого давления, вторая ступень турбины вращает ротор компрессора низкого давления. Мощность, полученная на валу свободной турбины, расходуется на привод нагнетателя газоперекачивающего агрегата или нагнетатель газлифтной компрессорной станции.

 

Б. Отработанный газ через выхлопное устройство газоперекачивающего агрегата выбрасывается в атмосферу.

 

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА ДВИГАТЕЛЯ НК-16-18СТ 

 

А. В конструкции двигателя предусмотрены приводы к агрегатам систем, которые обслуживают двигатель. Вращение приводов, расположенных в коробках, осуществляется системой передач, конструктивно выполненных в виде отдельных узлов.

Б. От роторов газогенератора и ротора свободной турбины осуществляются следующие передачи:

(1) От ротора компрессора низкого давления:

- к приводу (8) (рис.1.3) регулятора оборотов PO-I6;

- к индукторам (6), (7) датчиков частоты вращения ДЧВ-2500А (ДЧВ-2500);

- к откачивающему насосу передней опоры.

(2) От ротора компрессора высокого давления через центральный привод, расположенный в

средней опоре:

- к приводу (3) нагнетающего насоса свободной турбины;

- к приводу (9) суфлера и насосов опоры свободной турбины;

- к индуктору (I) датчиков частоты вращения ДЧВ-2500А (ДЧВ-2500) и ДТА-10Е;

- к приводу (10) суфлера опор компрессоров;

- к приводу (11) нагнетающего и подкачивающего насосов газогенератора;

- к приводу (12) центрифуг и откачивающего насоса;

- к приводу ручной прокрутки (17) ротора высокого давления;

- к приводу (20) стартера;

- к приводу (13) насоса "888".

(3) От ротора свободной турбины:

- к приводу (14) ограничителя оборотов ОГ-16;

- к индуктору (15) датчика частоты вращения ДЧВ-2500А (ДЧВ-2500).

В. Агрегаты, получающие вращение от ротора высокого давления, располагаются на коробках приводов. Коробки приводов смонтированы на средней опоре.

 

Г. Детали центрального привода располагаются внутри средней опоры. От центрального привода вращение к агрегатам передается через шестерни коробок приводов.

МОЩНОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ НК-16-18СТ 

 

А. Изменения мощности свободной турбины (Nст) и относительной частоты вращения ротора низкого давления газогенератора (nнд) в зависимости от температуры воздуха на входе в двигатель (t*вх) приведены на рис. 1.4 для максимального режима работы. Данные приведены при давлении окружающего воздуха Рн = 1,033 кгс/см2 и частоте вращения ротора свободной турбины nст = 5300 об/мин.

Б. При температуре t*вх = +I5 °С двигатель обеспечивает мощность на валу свободной турбины Nст = 18000 кВт. При понижении температуры на входе в двигатель до минус 6 °С мощность свободной турбины увеличивается до 19200 кВт и при дальнейшем понижении температуры до минус 55°С поддерживается постоянной. Увеличение температуры воздуха на входе в двигатель выше +15°С сопровождается уменьшением мощности на валу свободной турбины в соответствии

 

с принятым законом регулирования.

Авто реклама