Фирма "Сименс-Шуккерт" (ФРГ) выпускает серию ГТУ мощностью от 8 до 50 МВт. Продольный и поперечный разрезы турбогруппы установок этой серии показаны на фиг. 1, основные характеристики ГТУ при работе на природном газе даны в табл. 6.
Таблица 6.
Фиг. 1. Поперечный разрез ГТУ
Приведенные в табл. 6 значения мощности и к.п.д. ГТУ отнесены к наружной температуре +15°С и барометрическому давлению 760 мм рт.ст. Температура газа перед турбиной для всех ГТУ принята 780°С. При работе на теплофикацию принято, что температура газов на выходе из подогревателя составляет 100°С, Все ГТУ выполнены по простой тепловой схеме: один компрессор - одна турбина (с регенерацией или без нее).
Конструктивный тип ГТУ является единым для установок мощностью от 8 до 50 МВт. Он характеризуется общим несущим корпусом турбогруппы, имеющим простую симметричную цилиндрическую форму, общим двухопорным ротором компрессора и турбины, симметричным относительно оси турбогруппы расположением двух вынесенных крупногабаритных вертикальных камер сгорания.
Наружный общий корпус турбогруппы сварной. С одной стороны он заканчивается всасывающим патрубком компрессора сварной конструкции, с другой стороны присоединяется вертикальным фланцем к соосному с турбиной выхлопному диффузорному патрубку с внутренним подшипником.
В несущем корпусе турбогруппы закреплены две обоймы направляющих аппаратов компрессора (каждая из них разделена горизонтальным разъемом на две половины), горячий входной патрубок турбины и внутренний корпус (обойма) турбины, в которой закреплены сопловые лопатки. Рабочие лопатки компрессора и турбины устанавливаются на роторе дисковой конструкции. Диски стянуты между собой проходящей по оси ротора стяжкой. Их взаимное соединение и центровка осуществляются радиальными хиртами.
Все горячие элементы ГТУ интенсивно охлаждаются. Охлаждающий воздух из компрессора попадает через радиальные сверления в полость ротора, охлаждает анкер и внутренние части дисков и сбрасывается через хиртовые соединения и зазоры в елочных соединениях рабочих лопаток в проточную часть. Внутренняя охлаждаемая обойма турбины имеет дополнительную тепловую изоляцию со стороны горячих газов. Корпус соплового аппарата также охлаждается воздухом из компрессора.
Фиг. 2. Диаграммы пуска одновальной ГТУ фирмы "Сименс-Шуккерт":
1 - время, мин; 2 - скорость вращения, %; 3 - нагрузка, %; 4 - зажигание камеры сгорания; 5 - отключение пускового двигателя; 6 - синхронизация электрического генератора
Так как температура охлаждающего воздуха остается примерно постоянной на всех рабочих режимах, температурное состояние охлаждаемых элементов турбогруппы (см. фиг. 1) остается стабильным даже при значительных изменениях температуры газов, в частности, при внезапных изменениях нагрузки. В результате этого относительное положение вращающихся и неподвижных частей турбогруппы не изменяется, а возможность расцентровок и задеваний при эксплуатации ГТУ практически исключается. При данной конструкции установки имеется возможность быстрого пуска ГТУ (фиг. 2).
Синхронизация электрического генератора производится через 3-4 мин после начала пусковых операций. После синхронизации ГТУ сразу принимают 40% нагрузки. За последующие 8-10 мин (для ГТУ разной мощности) производится набор полной нагрузки. В случае острой необходимости допустимы ускоренные пуски с полным нагружением ГТУ через 5 мин после синхронизации.
На фиг. 3 показана компоновка ГТУ; основные габаритные размеры установок различного типа приведены в табл. 7.
Размещение роторов компрессора и турбины в общем корпусе обеспечивает минимальные габариты ГТУ и упрощает конструкцию фундаментов.
Фиг. 3. Компоновка ГТУ
Таблица 7
К настоящему времени фирма "Сименс-Шуккерт" выпустила семь ГТУ суммарной мощностью 125 МВт и имеет заказы еще на две энергетические ГТУ типа VF93 = 43-64,5 МВт).
