Пусковые устройства газотурбинных установок (ГТУ)
Для работы ГТУ в камеру сгорания должен подаваться воздух, необходимый для сжигания топлива. Следовательно, для запуска ГТУ прежде всего нужно привести в действие компрессор. Для раскрутки ротора компрессора используют посторонний источник энергии — пусковой двигатель (рис.1), присоединяемый через редуктор 2 и обгонную муфту 3.
Схема присоединения пускового двигателя к ГТУ
Рис.1. Схема присоединения пускового двигателя к ГТУ:
1 - пусковой двигатель, 2 - редуктор, 3 - обгонная муфта,
4 - компрессор, б - турбина, 6 - потребитель мощности
При пуске прежде всего включают пусковой двигатель, который начинает раскручивать ротор. При этом компрессор начинает прогонять воздух через камеру сгорания и газовую турбину. Когда расход воздуха достигает необходимого значения, в камеру сгорания подается топливо. После того как газовая турбина начинает вырабатывать мощность, достаточную для самостоятельной работы ГТУ, пусковой двигатель отключается.
Существуют также схемы с двумя электродвигателями. Первый, пусковой, высоковольтный - раскручивает вал компрессора-турбины-генератора до нужных оборотов. Потом его отключают и включается второй электродвигатель на 0.4 кВ, который поддерживает вращение. В такой схеме может отсутствовать редуктор и турбомуфта. Оба двигателя, компрессор, турбина и генератор находятся практически на одном валу.
В качестве пусковых используются электродвигатели постоянного и переменного тока, двигатели внутреннего сгорания и турбоприводы.
Электродвигатели постоянного тока, применяемые в автономных ГТУ, получают питание от аккумуляторных батарей. Электродвигатели переменного тока питаются от электрической сети и могут быть использованы в любых ГТУ. Двигатели внутреннего сгорания обычно используются для запуска автономных ГТУ относительно небольшой мощности (до нескольких тысяч киловатт).
Используемые для запуска ГТУ турбоприводы могут быть нескольких типов. Воздушные турбинки приводятся в действие сжатым воздухом, расход которого для выработки достаточной мощности довольно велик. Паровые турбинки приводятся в действие паром и используются в ГТУ, работающих на паротурбинных тепловых электрических станциях. Отработавший в этих турбинках пар выбрасывается в атмосферу.
Турбо детандеры (турбинки, работающие на сжатом газе) обычно применяют для пуска ГТУ, установленных на газоперекачивающих станциях. Природный газ, перекачиваемый по магистральным газопроводам, также может служить рабочим телом в турбодетандерах.
Ниже приведен пример описанной выше схемы с двумя электродвигателями:
