Компрессоры газотурбинных установок

Компрессоры ГТУ предназначены для сжатия и подачи воз­духа в камеры сгорания. Сжатый воздух компрессора использу­ется также для охлаждения отдельных деталей газовой турбины.

Компрессоры бывают осевые, центробежные и винтовые. Наи­более распространенными являются осевые многоступенчатые компрессоры, обладающие большой производительностью, высо­ким к. п. д. и большой степенью сжатия

Компрессор ГТУ состоит из ротора и статора (корпуса). В корпусе располагаются ряды последовательно закрепленных направляющих лопаток. На дисках ротора компрессора установлены рабочие лопатки. Высота рабочих лопаток компрессора последовательно уменьшается по мере сжатия объема воздуха. Сжатый воздух с определенной температурой и давлением подается в камеру сгорания.
Часто конструкция компрессора предусматривает промежуточный отбор воздуха для охлаждения ступеней турбины. Ротор компрессора закреплен в подшипниках, а в местах выхода вала из корпуса располагаются концевые уплотнения. Воздух в компрессор подается через комплексное воздухоочистительное устройство (КВОУ) и входной направляющий аппарат (ВНА), которые позволяет снижать нагрузку на компрессор. Так как компрессор располагается на едином валу с турбиной, то значительная часть мощности затрачивается на его привод, поэтому абсолютная мощность газотурбинной установки должна быть значительно больше полезной.

Конструктивная схема осевого компрессора

Основными составны­ми частями являются: ротор 2 с закрепленными на нем рабочими лопатками 5, корпус 7 (ци­линдр), к которому крепятся направляющие лопатки 6 и концевые уплотнения 2, и подшипники 3. Совокупность одного ряда вращаю­щихся рабочих лопаток и одного ряда расположенных за ними непод­вижных направляющих лопаток называется ступенью компрессора. Засасываемый компрессором воздух последовательно проходит через следующие элементы компрессора: входной патрубок 1, входной направляющий аппарат 4, группу сту­пеней 5, 6, спрямляющий аппарат 8, диффузор 9 и выходной патру­бок 10.

1-входной патрубок; 2-концевые уплотнения; 3-подшипники; 4-входной направляющий аппарат; 5-рабочие лопатки; 6-направляющие лопатки; 7-корпус 8-спрямляющий аппарат; 9-диффузор; 10-выходной патрубок; 11-ротор

Рассмотрим назначение этих элементов. Входной патрубок предназначен для равномерного подвода воз­духа из атмосферы к входному направляющему аппарату, который должен придать необходимое направление потоку перед входом в первую степень. В ступенях воздух сжимается за счет передачи механической энергии потоку воздуха от вращающихся лопа­ток. Из последней ступени воздух поступает в спрямляющий аппарат, предназначенный для придания потоку осевого направления перед входом в диффузор. В диффузоре продол­жается сжатие газа за счет понижения его кинетической энергии. Выходной патрубок предназначен для подачи воздуха от диффузора к перепуск­ному трубопроводу.

Регулируемый входной направляющий аппарат компрессора (клапаны отбора воздуха, поворотные лопатки статора)

Устанавливают перед первой ступенью компрессора для создания предварительной закрутки воздуха на входе в осевой компрессор в сторону вращения. Создание предварительной закрутки воздуха позволяет увеличить окружную скорость и степень повышения давления в компрессоре.