Система топливоснабжения ГТУ, работающей на жидком топливе

Топливоснабжение газотурбинных установок (ГТУ)

Система топливоснабжения газотурбинной установки должна обеспечивать прием и хранение топлива, очистку его от механических примесей, вредных химических соединений, воды и подачу очищенного топлива к Форсункам ГТУ. Схема подачи жидкого топлива в камеру сгорания ГТУ (рис.1) состоит из приемной емкости 1 с подогревом, перекачивающих насосов 2, фильтров грубой очистки 3, баков для хранения топлива 4, насосов 5 первого подъема, подогревателей 6, фильтров 7 и 8 средней и тонкой очистки и насосов 9 второго подъема.

При работе на легких топливах не используется часть схемы, выделенная пунктиром. Так как для пуска ГТУ, работающих на тяжелых топливах, применяют, дизельное топливо, то для его подачи используют часть схемы, выделенную пунктиром.

Жидкое топливо, поступающее на электростанцию в железнодорожных цистернах, сливается из них в приемную емкость 1, откуда перекачивается насосом 2 через фильтр грубой очистки 5 в бак 4 для хранения. Если топливо вязкое, при разгрузке оно подогревается в цистернах предварительно подогретым топливом или паром.

В баках 4 топливо отстаивается не менее суток. Электростация обычно оснащается несколькими баками, так как работать на не отстоявшемся топливе нельзя. При отстаивании топлива в осадок выпадают механические примеси и вода. Чтобы ускорить этот процесс, топливо подогревают до 315-330°С.

Рис.1. Схема подачи жидкого топлива в камеру сгорания ГТУ:
1 - приемная емкость, 2,5,9,11,18,19 - насосы,
3,7,8 - фильтры грубой, средней и тонкой очистки,
4 - баки для хранения топлива, 6 - подогреватели,
10 - форсунки, 12 - очиститель, 13 - магистраль промывочной воды,
14 - магистраль подвода эмульгатора, присадок,
15 - смеситель, 16 - устройство ввода присадок,
17 - магистраль подвода присадок, 20 - расходный бак

Из верхней части баков топливо забирается насосом 5 первого подъема, очищается в фильтрах 7 и 8 средней и тонкой очистки, а затем насосом 9 второго подъема подается к форсункам 10 камер сгорания.

Такой путь проходит легкое и пусковое топливо. Для облегчения эксплуатации системы топливоснабжения в схему часто последовательно после подогревателя 6 включают расходный бак 20 со своим насосом 19.

При работе ГТУ на тяжелом топливе возникает необходимость его дополнительной обработки. Если в топливе имеется от 1 до 5 мг/кг натрия и от 0,5 до 5 мг/кг ванадия, в него вводят специальные присадки, содержащие Сг, Si, Mg, предотвращающие высокотемпературную коррозию, улучшающие горение и уменьшающие количество образующейся сажи. Присадки вводят в специальном устройстве 16, после чего топливо поступает в фильтры 7 и 8 средней и тонкой очистки, а затем — к форсункам.

Если содержание натрия в топливе велико, его промывают подогретой водой в смесителе 15. Перемешиваясь с топливом, вода вымывает из него соли, а затем отделяется в сепараторах центробежного типа или в электродегидраторах, где ее капли в сильном электрическом поле укрупняются и выпадают в осадок под действием силы тяжести. Для отделения промывочной воды от остатков топлива служат специальные очистители 12. Остатки топлива направляются в бак 4. Основная масса топлива из смесителя 15 поступает в устройство 16 на введение присадок, а затем направляется через фильтры 7 и 8 средней и тонкой очистки к форсункам.

Баки 4 представляют собой металлические емкости, вблизи дна которых, имеющего небольшой уклон, расположены паровые подогреватели. Из нижней точки дна баков удаляют выпадающие осадки. Чтобы уменьшить испарение легких топлив, на их поверхности размещают плавающие крышки. Кроме того, на баках имеются обычные крышки, на которых установлены устройства для отвода паров топлива (дыхательные клапаны). Баки снабжены приспособлениями для отбора проб и измерения уровня топлива. Топливо забирается с поверхности с помощью поплавкового заборника. Забирать топливо ниже чем 0,5 м от дна бака из-за большого количества выпадающих осадков нельзя. Внутренние поверхности бака покрывают противокоррозионным покрытием, а наружные теплоизолируют.

В системах топливоподачи используются насосы центробежного типа. Насосом первого подъема поднимают давление до 2 МПа, а второго подъема — до 8 МПа. Для грубой очистки топлива обычно используют металлические сетчатые; фильтры с ячейками размером от 100 до 150 мкм. В фильтрах средней очистки фильтрующим элементом служит проволочная навивка, задерживающая частицы размером 70 мкм и более. Фильтры тонкой очистки в виде пакетов из нетканых материалов освобождают топливо от частиц размером 15 мкм и более.

Во избежание коррозии вся система топливоснабжения газотурбинной установки должна быть заполнена топливом, даже если ГТУ не работает.