Визначення розрахункової (номінальної) потужності ГТД у складі газотурбінного агрегату

 

Номінальна (розрахункова) потужність ГТД залежить від варі­анта схеми ГЕУ і прийнятої концепції розподілу потужності між двигунами в агрегаті.

У схемах КГГТЕУ застосовуються два типи ГТД:

- МД, що забезпечують режими ЕБШ корабля;

- ФД чи ОД, що забезпечують спільно чи роздільно з МД ПБШ корабля.

Номінальна (розрахункова) потужність МД визначається з умови забезпечення швидкості ходу корабля V*_Si на 2-3 вузли біль­шої ЕБШ тобто

 

вуз.

 

Буксирувальна потужність у даному випадку буде:

 

Номінальна (розрахункова) потужність МД при цьому буде дорівнювати:

 

кВт,

де η_в = 0,98 – ККД валопроводу;

η_ПI = 0,96÷0,98 – ККД зубчастої передачі МД;

Z_g – кількість працюючих МД в агрегаті одного борту.

Номінальна (розрахункова) потужність ФД (ОД) розраховується за режимом ПБШ.

Буксирувальна потужність на режимі ПБШ

Номінальна (розрахункова) потужність ФД (ОД) схеми COGOG (робота МД на режимі ПБШ не передбачається):

 

 

де η_в = 0,98 – ККД валопроводу;

η_ПII = 0,96÷0,98 – ККД зубчастої передачі ФД (ОД);

η_II = 0,67÷0,70 – пропульсивний коефіцієнт;

Z_g – кількість працюючих ФД в агрегаті одного борту.

Номінальна (розрахункова) потужність ФД (ОД) схеми COGAG (передбачається спільна робота МД i ОД на режимі ПБШ) визначається з умови забезпечення ПБШ.

За рахунок застосування двохшвидкісної головної зубчастої передачі МД забезпечується рівність потужностей маршового ГТД на режимах ЕБШ i ПБШ N_еМДІ = N_еМДІІ.

Виконання цієї умови також може бути забезпечено й іншими конструктивними рішеннями: застосуванням гвинта регульованого кроку, гідротрансформаторів i т. д.

Номінальна потужність ФД (ОД) схеми COGAG:

кВт,

де - потужність МД на режимі ЕБШ;

- відношення ККД валопроводу на режимах ЕБШ і ПБШ (у попередніх розрахунках приймається рівним 1);

- відношення ККД головної зубчастої передачі на режимах ЕБШ і ПБШ (у попередніх розрахунках приймається рівним 1);

 

Розрахунок номінальної потужності ГТД у схемах ГЕУ з ГТД однакової потужності виконується відповідно режиму ПБШ:

 

кВт,

де N_RII – буксирувальна потужність при ПБШ V_SII;

Z_в – кількість гребних валів;

Z_g – кількість ГТД, що працюють на один гребний вал.

Потужність ГТД на режимі ЕБШ визначається по формулі:

кВт,

де N_RI – буксирувальна потужність при ЕБШ V_SI;

Z_в – кількість гребних валів;

Z_g – кількість ГТД, що працюють на режимі ЕБШ на один гребний вал.

При такому пiдxоду до розрахунку номінальної потужності ГТД у багатодвигуновому aгpeгaті на режимі ЕБШ буде працювати тільки частина двигунів, потужність яких відрізняється відрозрахункової N _eГТД1 < N _eоГТД.

Економічність ГТД простого відкритого циклу погіршується при роботі на режимах зменшеної потужності, тому на режимі ЕБШ потужність ГТД не повинна бути менше 0,3∙ N_еоГТД. Якщо відносна потужність ГТД на режимі ЕБШ N_eГТДІ = N_eГТДІ /N_еоГТД < 0,3, то варто
вибрати схему ГЕУ з МД.

 

4. Загальна будова корабельної ГТУ

 

У конструкції суднових ГТД ураховуються фактори, що характеризують специфіку роботи в морських умовах.

Основними із цих факторів є:

- призначення й тип судна, на якому встановлюється ГТД, і модель його використання;

- підвищені солевміст і вологість зовнішнього повітря, потрібного для роботи ГТД, можливість влучення морської води в проточну частину ГТД;

- хитке положення судна, а разом з ним і ГТД у море (бортова, кільова, вертикальна хитавиця й т.п.).

Призначення й тип судна визначають загальну конструктивну схему ГТД, його тактико-технічні дані й характеристики, конструкцію основних вузлів, структуру й алгоритм систем регулювання й керування.

Від типу судна, його дальності плавання, автономності, тривалості знаходження в море без заходу в порти залежить час безперервної роботи ГТД, тривалість роботи на різних режимах, передбачувана частота й швидкість зміни режимів, порядок і періодичність технічного обслуговування ГТД і т.д.

Підвищений солевміст і вологість зовнішнього повітря, що споживає ГТД, можливість влучення морської води в проточну частину, під теплозвукоізолюючий кожух і в паливо змушують застосовувати при проектуванні ГТД антикорозійні матеріали й спеціальні покриття для деталей проточної частини, зовнішніх поверхонь ГТД і навішених агрегатів, а також для деталей паливорегулюючої апаратури, змушують вживати спеціальних заходів по герметизації штепсельних рознімань і клемних з'єднань електроустаткування.

Агресивність морського середовища вимагає відпрацьовування й перевірки ефективності різних способів періодичного промивання або очищення проточної частини ГТД, конструювання систем промивання або очищення, створення спеціальних миючих засобів або засобів, що чистять.

Морські умови висувають спеціальні вимоги до конструкції опорних вузлів роторів ГТД, до організації зливу масла з масляних порожнин, до вузлів кріплення двигуна, газовідводу й кожухів до фундаментів.

КГТЕУ – включає до себе ГТУ, а також механізми та системи, які забезпечують кораблю необхідну швидкість, можливість маневрування, використання зброї, засобів боротьби за живучість та нормальні умови для екіпажу.

ГТУ включає до себе:

- ГТД;

- ЗП;

- валопровід;

- системи, які їх обслуговують.

Роботу ГТД забезпечують системи:

- паливна;

- масляна;

- керування і захисту;

- охолодження;

- суфлірування;

- дренажна;

- пропарювання;

- протиобледеніння;

- протипожежна;

- стиснутого повітря і т.д.