Компрессор и турбина: Автозапчасти для иномарок — Продажа и подбор автозапчастей на иномарки

Содержание

Тюнинг двигателя: турбина или компрессор, что лучше установить?

Профессионалы автомобильного мира, и простые автолюбители знают о том, что двигатель с большим рабочим объёмом, выдает большую мощность по сравнению с малолитражными движками. Двигатель с малой кубатурой, не может дать автомобилю большой прирост мощности в силу своей слабости :).

Над тем, что сделать, чтобы малокубатурный двигатель давал мощности больше, задумывались давно. И вот, на заре развития авто-тюнинга, изобретатели придумали установку в двигатель дополнительного агрегата – компрессора.

Появилась возможность, задувать в камеру сгорания малокубатурного двигателя больше воздуха, что в свою очередь влечёт к обогащению топливной смеси кислородом и, как следствие, к увеличению мощности двигателя. Практически одновременно с компрессором стали использовать и турбину, все с той же целью — задуть в камеру сгорания больше кислорода и обогатить топливную смесь.

То есть цель использования турбины и компрессора одна и та же.

Забегая вперед, сразу оговоримся, что и турбина, и компрессор впоследствии зарекомендовали себя очень хорошо. Наибольшее распространение получила все же турбина, поскольку имеет более высокий КПД (коэффициент полезного действия) и позволяет экономить топливо, но и компрессоры так же используются на современных автомобилях.

Особенно эффективна турбина на дизельных двигателях, поэтому почти все современные дизельные движки имеют приставку «турбо».

В чем основное отличие турбины от компрессора?

Главное отличие турбины от компрессора в том, что в этих устройствах используются разные источники привода. Компрессор работает от вала двигателя и представляет собой отдельную, самостоятельную механическую единицу, а турбина приводится в работу энергией выхлопных газов и жестко привязана к двигателю.

Турбина, весьма эффективна для обогащения топливной смеси кислородом, но в ней, есть существенные неудобство – она стационарное устройство, требующее плотной привязки к двигателю (подвода масла под давлением). Турбина — сложное и дорогое устройство.

Компрессор гораздо проще в эксплуатации, требует минимальных усилий по обслуживанию – он независимый агрегат и этим все сказано.

Турбонаддув, весьма заманчив, но не стоит забывать, что любые турбины дорогие, из-за своих технологических характеристик: устройство сделано так, что требует дополнительных механизмов, например выпускной коллектор. В настройке она под силу только специалисту высокого уровня, который в состоянии чутко настроить работу для обеспечения оптимального состава топливной смеси.

Компрессор же удобен тем, что его настройка по силам любому человеку мало-мальски разбирающемуся в карбюраторах. Он достаточно легко настраивается посредством топливных жиклеров.

Для сравнения ещё один пункт: турбина вместе с установкой в двигатель Вам обойдётся не меньше 500 условных единиц, когда как компрессор стоит всего 150 условных единиц. Прирост мощности от такого тюнинга составляет в районе 20-30 % от начальной мощности двигателя.

Есть и еще одна очень существенная разница в работе этих устройств, которая так же может оказать влияние на выбор, что установить на автомобиль, турбину или компрессор…

Эта разница в том, в каком диапазоне оборотов двигателя работает устройство. И тут очевидно, что в этом компоненте компрессор будет выигрывать у турбины, поскольку компрессор может выполнять свою функцию даже на низких оборотах двигателя.

Турбине же требуется высокое давление выхлопных газов, которые образовываются только после достижения двигателем определенных оборотов. Раньше турбины начинали свою работу только с 4000 об/мин, но современные турбины значительно эффективнее и могут работать эффективно при более низких оборотах.

Что означает эта разница в работе компрессора и турбины? Автомобиль с компрессором будет значительно эффективнее разгоняться с самого старта. Автомобиль же с турбиной начинает разгон не очень шустро (наблюдается эффект турбоямы), но при достижении определенных оборотов следует резкий подхват и ускорение.

Какие из всего этого можно сделать выводы? Если Вы большой любитель скорости – а, вероятно, таких авто владельцев большинство, – смело устанавливайте компрессор в двигатель вашего авто, если у вас бензиновый двигатель. Если же у вас дизель, то, пожалуй, лучше использовать турбину.

Турбокомпрессор или механический нагнетатель?

Многие автолюбители очень часто задаются вопросом касательно того, какое решение окажется в итоге лучшим-турбина или компрессор? Такой вопрос может возникнуть как при выборе нового автомобиля, так и при покупке машины б/у. Не менее часто с задачей такого выбора сталкиваются и любители тюнинга.

 Рекомендуем также прочесть статью о тюнинге топливной системы. Из этой статьи вы узнаете об устройстве системы, выборе форсунок и топливного насоса для форсированных двигателей.

Стоит отметить в самом начале, что оба устройства одновременно имеют как  ряд определенных преимуществ, так и недостатков. Все это однозначно влияет на конечный выбор. Отличия указанных систем заключаются не только во  внешнем виде, форме, весе, способе крепления на двигателе и габаритах, но и в главных принципах работы. Не всегда однозначно просто выявить все главные критерии при выборе того или иного устройства. Давайте разбираться в этом вопросе более подробно.

Содержание статьи

Механический нагнетатель и турбокомпрессор

Турбина представляет собой ротационный двигатель, особенностью которого является его постоянная и беспрерывная работа. Ранние попытки создать турбину предпринимались еще на заре развития человечества, но качественная реализация стала возможна только в 19 веке. Эпоха развития машиностроения позволила создать первые турбины, которые были паровыми. Турбина осуществляет преобразование кинетической энергии пара, газов или воды в полезную механическую работу. Турбины нашли свое применение во многих устройствах, а также стали неотъемлемой частью различных видов транспорта. Это касается как наземных средств передвижения,  так и морских судов наряду с воздушными летательными аппаратами.

Если говорить о компрессоре, то конструктивно устройство может иметь разные модификации и успешно применяется во многих промышленных областях. Главной его задачей становится сжатие и подача газа под давлением.

Дальнейшее развитие технологий привело к появлению своеобразного симбиоза турбины и компрессора. Разработка турбокомпрессора позволила значительно повысить КПД и мощность двигателей.

Как известно, получить максимальную мощность мотора без увеличения его объема можно при помощи принудительного нагнетания в камеру сгорания большего количества воздуха. Остается только подать больше топлива и мощность силового агрегата существенно возрастет. Как показывают приведенные в различных источниках данные, в среднем компрессор обеспечивает прибавку мощности до 50% и обеспечивает около 30% прироста крутящего момента.

Сейчас механические и турбокомпрессоры устанавливаются отдельно и даже в совокупности для увеличения мощности двигателя легковых и грузовых автомобилей. Их ставят на бензиновые и дизельные агрегаты. Данные решения являются оптимальным и наиболее экономичным вариантом прибавки «лошадей» в том случае, если нужно качественно увеличить мощность ДВС без увеличения объема цилиндров.

С этой задачей  успешно и по отдельности может справиться как полностью механический, так и турбокомпрессор. Но какое из этих решений лучше? Давайте сравним механический компрессор и турбокомпрессор.

Компрессор VS турбина

Разница между турбиной и компрессором наглядно продемонстрирована в тех отличиях, которые имеются у ряда  устройств подобного типа.

  • К основным преимуществам компрессора заслуженно относят бесперебойное и равномерное сгорание рабочей смеси. Это качественно влияет на правильность работы всего двигателя и исключает ряд неисправностей, которые могут потенциально возникнуть в процессе эксплуатации такого мотора.
  • Основным преимуществом турбины является то, что она не имеет привода от двигателя и питается от энергии выхлопных газов. Это не вызывает потери мощности. Компрессор же берет энергию от двигателя, отнимая при этом до 30% его мощности. Справедливости ради стоит добавить, что эта потеря наиболее проявляется в режиме максимальных нагрузок на ДВС.
  • Процесс установки турбины на двигатель является крайне сложным и трудоемким. Не менее сложна и настройка турбокомпрессора, которая потребует существенных финансовых затрат, установки многочисленного дополнительного оборудования и большого количества времени. Еще одним нюансом является то, что перед установкой турбокомпрессора как сам двигатель, так и в ряде случаев трансмиссию нужно существенно и основательно доработать, подготовить к таким сильно  возросшим нагрузкам. Если говорить о механическом компрессоре, то двигатель и КПП также дорабатывают, но делается это далеко не всегда, а  сама доработка может быть поверхностной.
  • Установить компрессор в подкапотное пространство и далее качественно его настроить намного проще, а еще легче произвести последующий правильный подбор параметров необходимой для нормальной работы мотора топливовоздушной рабочей смеси. Установка компрессора облегчена еще и тем, что имеются уже готовые комплекты для решения этой задачи.
  • Если турбину в автомобиле нужно настраивать только при помощи квалифицированного специалиста или самостоятельно обладать специальными знаниями, то компрессор не потребует специального оборудования, знаний и навыков. Такие особенности еще более упрощают процесс установки механического наддува.
  • Автомобильный турбокомпрессор излишне требователен к смазке и качеству ГСМ. Необходимо реализовать подвод масла под давлением, намного чаще менять указанное масло, организовать слив масла в поддон. Все это увеличивает расходы на последующее содержание авто и на работы по установке турбонаддува. Межсервисные интервалы по замене масла заметно сокращаются. Если не обслуживать турбомотор с завидной регулярностью, тогда машина относительно быстро ответит неисправностями и дополнительными проблемами. Компрессор в этом плане намного менее требователен к качеству топлива и ГСМ.
  • За турбиной требуется особый уход. Решение подразумевает целый список периодических процедур по обслуживанию. Механическому компрессору же главное обеспечить только чистоту поступающего воздуха, да и то применительно к кулачковым и шнековым решениям.
  • Турбина демонстрирует негативный эффект на низких оборотах, который называется «турбояма». При низком количестве оборотов от турбины ожидать чудес вовсе не стоит. Только средние и максимальные обороты позволяют добиться полной отдачи от силовой установки. В режиме повседневной эксплуатации в городе это не всегда удобно.

Автовладелец вполне может приобрести турбины новейшего поколения, которые лишены в большей мере такого недостатка и не так сильно зависят от оборотов ДВС, но и сумма итоговых затрат после покупки и доработок будет внушительной. Компрессор по своей производительности не зависит от оборотов машины и выходит на наддув при низких оборотах, обеспечивая при этом прогнозируемую мощность при любой скорости.

  • Компрессор представляет собой отдельное и независимое устройство в конструкции всего ДВС, что упрощает процесс его демонтажа, обслуживания и проведения ремонтных работ. Обслуживать компрессор относительно просто, так что намного более доступно получить качественный, менее затратный и квалифицированный ремонт элемента в случае необходимости.
  • К плюсам турбины можно заслуженно отнести более высокие обороты сравнительно с компрессором. Но и уровень нагрева турбонаддува намного выше, а перегревается турбина  заметно быстрее. Это негативно сказывается на всей работе и состоянии двигателя. Износ мотора при повышенных температурных режимах повышается, а также существенно возрастают требования к системе охлаждения ДВС.
  • Компрессор выходит на эффективный показатель практически сразу же после момента запуска двигателя. В этом заключается его безусловное преимущество. Турбина же на низких оборотах работать не будет. При этом не стоит забывать о том, что компрессор отнимает мощность у двигателя, а вот турбина не снимает с мотора часть мощности от дополнительной нагрузки.
  • К минусам компрессора однозначно относится повышенный расход топлива по сравнению с турбинами. КПД компрессора также заметно меньше. В плане топливной экономичности турбина в автомобиле представляется лучшим вариантом.
  • От двигателя компрессор приводится в действие приводным ремнем или цепью, что требует периодического обслуживания элемента. Если говорить о турбине, то затраты на её обслуживание по сравнению с уходом за компрессором все равно намного больше.
  • Подобрать компрессор или готовый комплект установки в свободной продаже однозначно проще и легче. На современном рынке представлен широкий выбор компрессоров различного типа. Выбор турбин сильно ограничен по сравнению с аналогичным выбором компрессоров.
  • Высококачественная современная турбина в ряде случаев стоит дороже механического компрессора. Несмотря на это, большинство автомобилей оснащаются именно турбонаддувом, так как турбина намного качественнее повышает производительность ДВС.

Что получается в итоге

  1. Компрессор обеспечивает более правильную и стабильную работу двигателя во всех режимах работы, продлевается долговечность мотора;
  2. Турбина не отнимает процент общей мощности ДВС;
  3. Компрессор проще установить и настроить;
  4. Турбина потребует организации подвода и слива масла;
  5. Компрессор имеет постоянную отдачу, а турбина зависит от оборотов ДВС;
  6. Турбина потребует регулярной диагностики и обслуживания, компрессор проще обслуживать;
  7. Компрессор потребляет больше топлива и демонстрирует меньший показатель КПД сравнительно с турбиной;
  8. Турбина устанавливается в двигатель с доработками, компрессор же представлен полностью отдельным устройством и обеспечивает простоту при монтаже;
  9. Турбина предоставляет лучшие показатели на высоких и максимальных оборотах и пиковых скоростных режимах; Компрессор выделяется подхватом в самом «низу»;
  10. Компрессор можно свободно подобрать и приобрести, причем сделать это можно практически под любую модель авто, а вот выбор турбин заметно ограничен;
  11. Стоимость компрессора и его установки получается более доступной по сравнению с турбиной;

Как вы уже поняли из всего вышесказанного, установка любого типа компрессора является не самой простой задачей. Перед установкой стоит тщательно взвесить все «за» и «против» относительно каждого из доступных решений по обеспечению наддува, а также просчитать необходимые итоговые показатели мощности в соответствии с поставленной задачей.

Сегодня же оптимальным можно считать систему двойного наддува, когда на одном моторе задействованы механический компрессор и турбонаддув одновременно. При этом устройства работают на разных оборотах, обеспечивая максимум эластичности и комфорта в широком диапазоне оборотов двигателя.

Читайте также

Турбина или компрессор: плюсы и минусы

Я, субъект персональных данных, в соответствии с Федеральным законом от 27 июля 2006 года № 152 «О персональных данных» предоставляю ООО «Мега групп» (далее — Оператор), расположенному по адресу 115191, г. Москва, Духовской переулок, дом 17, стр. 15, согласие на обработку персональных данных, указанных мной в форме веб-чата и/или в форме заказа обратного звонка на сайте в сети «Интернет», владельцем которого является Оператор.

Состав предоставляемых мной персональных данных является следующим: ФИО, адрес электронной почты и номер телефона.
Целями обработки моих персональных данных являются: обеспечение обмена короткими текстовыми сообщениями в режиме онлайн-диалога и обеспечение функционирования обратного звонка.
Согласие предоставляется на совершение следующих действий (операций) с указанными в настоящем согласии персональными данными: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу (предоставление, доступ), блокирование, удаление, уничтожение, осуществляемых как с использованием средств автоматизации (автоматизированная обработка), так и без использования таких средств (неавтоматизированная обработка).
Я понимаю и соглашаюсь с тем, что предоставление Оператору какой-либо информации о себе, не являющейся контактной и не относящейся к целям настоящего согласия, а равно предоставление информации, относящейся к государственной, банковской и/или коммерческой тайне, информации о расовой и/или национальной принадлежности, политических взглядах, религиозных или философских убеждениях, состоянии здоровья, интимной жизни запрещено.
В случае принятия мной решения о предоставлении Оператору какой-либо информации (каких-либо данных), я обязуюсь предоставлять исключительно достоверную и актуальную информацию и не вправе вводить Оператора в заблуждение в отношении своей личности, сообщать ложную или недостоверную информацию о себе.
Я понимаю и соглашаюсь с тем, что Оператор не проверяет достоверность персональных данных, предоставляемых мной, и не имеет возможности оценивать мою дееспособность и исходит из того, что я предоставляю достоверные персональные данные и поддерживаю такие данные в актуальном состоянии.
Согласие действует по достижении целей обработки или в случае утраты необходимости в достижении этих целей, если иное не предусмотрено федеральным законом.
Согласие может быть отозвано мною в любое время на основании моего письменного заявления.

В чем разница между турбо и компрессором?

Если вы хотите увеличить мощность двигателя вашего автомобиля, то, наверное, вам интересно, стоит ли делать ставку на компрессор или турбо.

Мы были бы очень рады, если бы мы могли дать вам однозначный и определенный ответ, какую из двух систем выбрать, но правда в том, что ее нет, и дебаты по этому вопросу продолжаются годами и по-прежнему очень актуальны не только в нашей стране, но и по всему миру.

ТУРБО И КОМПРЕССОР

Поэтому мы не будем принимать участие в дебатах, но мы постараемся представить вам обе механические системы совершенно беспристрастно, и мы оставим решение, на какую из них делать ставку на вас.

Давайте начнем со сходства
И турбокомпрессоры, и компрессоры называются системами принудительной индукции. Они называются так потому, что обе системы предназначены для повышения производительности двигателя за счет нагнетания камеры сгорания воздухом.

Обе системы сжимают воздух, поступающий в двигатель. Таким образом, больше воздуха поступает в камеру сгорания двигателя, что на практике приводит к увеличению мощности двигателя.

В чем разница между турбокомпрессором и компрессором?


Хотя они имеют одинаковое назначение, компрессор и турбонагнетатель отличаются как по конструкции, так и по расположению, и по способу их работы.

Давайте разберемся, что такое компрессор и в чем его плюсы и минусы
Проще говоря, компрессор представляет собой тип довольно простого механического устройства, которое сжимает воздух, который поступает в камеру сгорания двигателя транспортного средства. Устройство приводится в движение самим двигателем, а мощность передается фрикционным ремнем, прикрепленным к коленчатому валу.

Энергия, генерируемая приводом, используется компрессором для сжатия воздуха и последующей подачи сжатого воздуха в двигатель. Это делается с помощью всасывающего коллектора.

Компрессоры, которые используются для увеличения мощности двигателя, делятся на три основных типа:

  • центробежный
  • ротационный
  • винтовой

Мы не будем обращать особого внимания на типы компрессоров, отметим лишь, что тип компрессорных систем можно использовать для определения требований к давлению и доступного места для установки.

Преимущества компрессора

  • Эффективный впрыск воздуха, который увеличивает мощность от 10 до 30%
  • Очень надежная и прочная конструкция, которая часто превышает срок службы двигателя машины
  • Это никак не влияет на работу двигателя, так как компрессор является полностью автономным устройством, хотя и находится близко к нему.
  • Во время его работы рабочая температура резко не увеличивается
  • Не использует много масла и не требует постоянного долива
  • Требует минимального обслуживания
  • Может быть установлен дома механиком-любителем.
  • Здесь нет так называемого «лага» или «ямы». Это означает, что мощность может быть увеличена мгновенно (без каких-либо задержек), как только компрессор приводится в движение коленчатым валом двигателя.
  • Эффективно работает даже на низких скоростях

Минусы компрессора

Низкая производительность. Поскольку компрессор приводится в движение ремнем от коленчатого вала двигателя, его производительность напрямую зависит от скорости


Что такое турбо и каковы его плюсы и минусы?


Турбокомпрессор, как мы отмечали в начале, выполняет ту же функцию, что и компрессор. Однако, в отличие от компрессора, турбонагнетатель представляет собой несколько более сложное устройство, состоящее из турбины и компрессора. Другое важное различие между двумя системами принудительной индукции состоит в том, что, хотя компрессор получает энергию от двигателя, турбонагнетатель получает свою мощность от выхлопных газов.

Работа турбины относительно проста: при работающем двигателе, как уже упоминалось, выделяются газы, которые вместо выпускаются непосредственно в атмосферу, проходят через специальный канал и приводят турбину в движение. Он в свою очередь сжимает воздух и подает его в камеру сгорания двигателя, чтобы увеличить его мощность.

Плюсы турбо

  • Высокая производительность, которая может в несколько раз превышать производительность компрессора
  • Использует энергию выхлопных газов

Минусы турбо

  • Эффективно работает только на высоких скоростях
  • Существует так называемая «турбо-задержка» или задержка между нажатием педали акселератора и временем увеличения мощности двигателя.
  • Он имеет короткий срок службы (в лучшем случае при хорошем обслуживании он может проехать до 200 000 км.)
  • Поскольку оно использует моторное масло для снижения рабочей температуры, масло меняется на 30-40% больше, чем в компрессорном двигателе.
  • Высокий расход масла, который требует гораздо более частого долива
  • Его ремонт и обслуживание довольно дороги
  • Для того, чтобы быть установленным, необходимо посетить сервисный центр, поскольку установка довольно сложна, и почти невозможно сделать это в домашнем гараже неквалифицированным механиком.
  • Чтобы получить еще более четкое представление о разнице между компрессором и турбонаддувом, давайте сделаем быстрое сравнение между этими двумя устройствами.

Турбо против компрессора


Метод привода
Компрессор приводится в движение коленчатым валом двигателя транспортного средства, а турбонагнетатель приводится в действие за счет генерируемой энергии выхлопных газов.

Задержка привода
Там нет задержки с компрессором. Его мощность прямо пропорциональна мощности двигателя. В турбо есть задержка или так называемая «турбо задержка». Поскольку турбина приводится в действие выхлопными газами, требуется полное вращение, прежде чем она начнет впрыскивать воздух.

Потребляемая мощность двигателя
Компрессор потребляет до 30% мощности двигателя. Энергопотребление Turbo равно нулю или минимально.

Мность
Работа турбины зависит от скорости автомобиля, в то время как компрессор имеет фиксированную мощность и не зависит от скорости машины.

Потребление топлива
Работа компрессора увеличивает расход топлива, в то время как работа турбокомпрессора снижает его.

Расход масла
Для снижения рабочей температуры турбокомпрессору требуется много масла (один литр на каждые 100 000 км). Компрессору не нужно масло, поскольку оно не генерирует высокую рабочую температуру.

КПД
Компрессор менее эффективен, так как требует дополнительной мощности. Турбокомпрессор более эффективен, потому что он получает энергию из выхлопных газов.

Двигатели
Компрессоры подходят для двигателей с меньшим рабочим объемом, а турбины больше подходят для автомобильных двигателей с большим рабочим объемом.

Обслуивание
Турбо требует частого и более дорогого обслуживания, в то время как компрессоры не делают.

Цена
Цена компрессора зависит от его типа, в то время как цена турбо зависит в основном от двигателя.

Установка
Компрессоры являются простыми устройствами и могут быть установлены в домашнем гараже, в то время как установка турбонагнетателя требует не только больше времени, но и специальных знаний. Поэтому установка турбо должна выполняться авторизованным сервисным центром.

Турбо или компрессор — лучший выбор?


Как мы отмечали в начале, никто не может сказать вам правильный ответ на этот вопрос. Вы можете убедиться, что оба устройства имеют как преимущества, так и недостатки. Поэтому, выбирая систему принудительной индукции, вы должны руководствоваться главным образом тем, какого эффекта вы хотите добиться при установке.

Например, компрессоры предпочитают больше водителей, которые не стремятся к значительному увеличению мощности двигателя. Если вы не ищете это, но просто хотите увеличить мощность примерно на 10%, если вы ищете устройство, которое не требует большого обслуживания и легко устанавливается, то, возможно, лучшим выбором для вас будет установка компрессора. Техническое обслуживание и обслуживание компрессоров обходятся дешевле, но если вы остановитесь на этом типе устройства, вам придется подготовиться к повышенному расходу топлива, которое, безусловно, ждет вас.

Однако, если вы любите высокие скорости и гонки и ищете способ увеличить мощность своего двигателя до 30-40%, то турбина — ваш мощный и очень производительный агрегат. В этом случае, однако, вы должны быть готовы к частой диагностике турбонагнетателя, тратить больше денег на дорогостоящий ремонт и регулярно добавлять масло.

Вопросы и ответы:

Что эффективнее компрессор или турбина? Турбина добавляет мощности мотору, но она имеет некоторую задержку: срабатывает только с определенных оборотов. Компрессор имеет независимый привод, поэтому вступает в работу сразу после запуска мотора.

Чем отличается нагнетатель от компрессора? Нагнетатель, или турбина, работает за счет силы потока выхлопных газов (они раскручивают крыльчатку). У компрессора постоянный привод, соединенный с коленвалом.

Сколько лошадиных сил добавляет турбина? Это зависит от особенностей устройства турбины. Например, в болидах Формулы-1 турбина увеличивает мощность мотора до 300 л.с.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

Компрессор или турбина что лучше выбрать для автомобиля: преимущества и недостатки этих агрегатов

В наше время очень актуально увеличивать скоростные показатели своего автомобиля. Наиболее распространённые варианты это установка компрессора или турбины: что лучше пробуем разобраться в этой статье.

Но для начала разберёмся с принципами работы, плюсами и минусами данных улучшений для двигателя.

Принцип работы компрессора

Существуют объёмные нагнетатели, они подают воздух в двигатель равными порциями независимо от скорости, что даёт преимущества на низких оборотах.

Нагнетатель

Компрессоры внешнего сжатия, очень хорошо подходят там, где требуется много воздуха на низких оборотах. Минус, это то, что давления он сам не создаёт и может создать обратный поток. Его сжатие имеет довольно низкий КПД.

Компрессоры внутреннего сжатия довольно хороши на высоких оборотах и имеет намного меньший эффект обратного потока. Из-за высоких требований к изготовлению имеют высокую цену, а при перегреве имеют шанс заклинивания.

Динамические нагнетатели работают при достижении, определённых оборотов, но зато с большой эффективностью.

Компрессоры работают от коленчатого вала двигателя с помощью дополнительного привода. И поэтому обороты компрессора зависят от оборотов двигателя.

Видео: устройство и принцип работы винтового компрессора.

Так, переходим к турбо-наддуву, чтобы определиться, что лучше компрессор или турбина.

Принцип работы турбины

Турбина работает за счёт энергии отработавших газов. Турбокомпрессор — это комбинирование турбины и центробежного компрессора.

Выхлопные газы с большей скоростью вращают колесо турбины на валу, а в другом конце вала находится центробежный насос, который нагнетает больше воздуха в цилиндры.

Чтобы охладить сжатый турбиной воздух, используют дополнительный радиатор — интеркулер.

Недостатки компрессора и турбины

Турбина хорошо подходит для обогащения кислородом топливной смеси. Но всё же имеет свои минусы:

  • турбина — это стационарное устройство и требует полную привязку к двигателю;
  • на малых оборотах она не даёт большой мощности, а только на больших способна показать всю свою мощь;
  • переход с малых оборотов до высоких называется турбо — ямой, чем большую мощность имеет турбина, тем больше будет эффект турбо — ямы.

В наше время уже имеются турбины, отлично работающие на высоких и на низких оборотах двигателя, но и цена у них соответственно приличная. При выборе компрессора или турбины, многие отдают предпочтение турбо-наддуву, независимо от цены.

Что же лучше — компрессор или турбина

С компрессором намного проще при установке и эксплуатации. Работает он на низких и на высоких оборотах. Также он не требует больших усилий или затрат при ремонте, так как в отличие от турбины, компрессор независимый агрегат.

Чтобы настроить турбину, понадобится хороший специалист для настройки под топливную смесь. А что бы настроить компрессор не нужно больших усилий, или каких либо профессиональных знаний, всё настраивается топливными жиклёрами.

Помимо всего, турбо-наддув довольно сильно нагревается, из-за своей особенности, развивать очень высокие обороты.

У приводных нагнетателей (компрессор), давление не зависит от оборотов и поэтому автомобиль очень чётко реагирует на нажатие педали газа, а это довольно ценное качество, когда машина разгоняется. Ещё они очень просты в своей конструкции.

Но есть недостатки и у компрессоров, моторы оборудованные нагнетателями с механическим приводом имеют большой расход топлива и меньший КПД, в сравнении с турбиной.

Также имеются большие различия в цене. Любая мощная турбина популярного производителя будет иметь большую стоимость и будет дорога в обслуживании. И к тому же требуется для её установки, немало дополнительного оборудования. Компрессору же, нужен только дополнительный привод.

Видео: как работает турбина и компрессор.

В любом случае решать вам, что лучше компрессор или турбина, взвесьте все положительные и отрицательные качества, и сделайте правильное решение!

Загрузка…

Компрессор или турбина – 4 довода или что лучше выбрать для авто

Содержание статьи:

Некоторые люди по-прежнему не понимают разницы между турбиной и компрессором. Чтобы повысить уровень образованности простых автолюбителей, расскажу по-простому, в чем разница между ними и что лучше. Разберем достоинства и недостатки обоих нагнетателей. Спросим у специалистов о достоинствах и недостатках. Что лучше для автомобиля и какие есть нюансы эксплуатации.

Да, это два нагнетателя воздуха в цилиндры двигателя. Только один называется турбокомпрессором, а второй механическим компрессором. Названия тоже вроде одинаковые, но есть кардинальные отличия. Давайте их подробно рассмотрим.

Чем отличаются

Конструкцией

Турбокомпрессор – это устройство, в народе именуемое турбиной. Состоит из двух частей: турбоустановки и компрессора, соединенных одним валом. Первая часть раскручивается за счет внешнего воздействия, вторая – сжимает, закачивает воздух из атмосферы в двигатель автомобиля.

Механический компрессор – это устройство, которое подает воздух в цилиндры силового агрегата под давлением. Оно тоже сжимает воздух, но в этом устройстве нет турбины, которая бы раскручивала бы его.

Он бывает нескольких типов:

  • Роторный;
  • Центробежный.

Отличия в конструкции. В центробежном используется лопасти. Создается давление за счет центробежной силы вентилятора. В роторном компрессоре вместо лопастей применены два ротора. Они, вращаясь, сжимают воздух. Чем-то конструкция напоминает ротор бытовой мясорубки.

Принципом действия

Точнее сказать, как происходит передача энергии от двигателя, за счет чего раскручиваются его лопасти или ротора.

В случае с турбокомпрессором, турбина вращается за счет энергии выхлопных газов. Так как она находится на одном валу с компрессором, она передает энергию вращения ему. Он нагнетает воздух в мотор.

Механический компрессор связан жестко с ДВС ременной или шестеренчатой передачей. Количество оборотов напрямую передаются от двигателя к нему. То есть, он физически завязан с мотором. Из этого следует его главный недостаток. Сейчас об этом поговорим.

Что лучше

Мощность

Так как компрессор жестко связан с мотором, то «раскрутить» его выше скорости вращения коленчатого вала не получится. Комбинация шестерней с различным передаточным числом повышают обороты, но более 50-60 тыс. об/мин это значение поднять не получается.

Скорость вращения турбокомпрессора достигает 150-200 тысяч оборотов в минуту. Это значит, что она сильнее сжимает воздух, повышает давление наддува, а значит больше кислорода, проходя через интеркулер попадает в камеру сгорания автомобильного двигателя.

Больше воздуха, значит, увеличиваем количество топлива в топливовоздушной смеси. Это дает значительную прибавку мощности в сравнение с механическими компрессорами. Малообъемный двигатель с турбокомпрессором будет иметь больше лошадиных сил.

Эффективность при разных режимах работы ДВС

Так как турбонагнетатель (второе название турбины) работает за счет скорости выхлопных газов, то на низких оборотах двигателя ей не хватает этой скорости, чтобы полноценно «раскрутить» лопасти компрессора.

Существует так называемая «турбояма». Этот эффект связан с низкой частотой вращения крыльчатки турбины на малых оборотах мотора. В этот момент степень сжатия воздуха минимальная, поэтому эффективность турбокомпрессора низкая. В такие режимы чувствуется провал мощности ДВС при нажатии педали газа.

Простыми словами. Если нажмёте на акселератор, то некоторое время вы не получите большого ускорения. Пока обороты двигателя не вырастут. За счет этого увеличится скорость выхлопных газов. Только тогда турбина сможет раскрутиться до достаточных оборотов, чтобы полноценно включится в работу и увеличить мощность силового агрегата. Водитель в это время чувствует «просадку» мощности, так называемую «турбояму».

Механические компрессоры лишены такого недостатка. Потому что они жестко связаны с коленвалом мотора. Какая бы не была скорость вращения коленчатого вала, она вся передаётся на ротор компрессора. Он уже начинает работать на низких оборотах ДВС. На малой нагрузки вы получаете прибавку мощности.

Но здесь тоже есть нюанс. Центробежные работают на средних и высоких оборотах, на низких их эффективность минимальная. Роторные – включаются в работу на малых оборотах. Это связано с особенностями конструкции. Если это вам интересно, то подробно рассмотрим в другой статье, пишите об этом в комментариях.

Пример из жизни

Владельцы Лада 4х4 задумываются о доработке двигателей своих «железных коней». Причина простая – на бездорожье не хватает мощности мотора, чтобы выбраться из грязи, поэтому приходится его постоянно «рвать». Подобные поездки зачастую проходят на низких оборотах мотора, «в натяг».

Выход простой – установка дополнительных нагнетателей воздуха для увеличения мощности силового агрегата. Но турбонагнетатель в данных режимах будет неэффективен. Поэтому, однозначно все автовладельцы сходятся к одному выводы – компрессор на Ниве лучше турбины.

Расход топлива

Турбокомпрессоры физической связи с мотором не имеют, поэтому не «воруют» у него мощность, создавая дополнительную нагрузку на него. В отличие от механических компрессоров, где связь через ремень или шестерни дополнительно нагружают двигатель. А значит, ему нужно больше потратить бензина, чтобы работать на необходимых оборотах. Поэтому увеличивается расход топлива.

Обслуживание и эксплуатация

В турбокомпрессорах используются подшипники скольжения, из-за больших оборотов агрегата. Необходима дополнительная смазка для уменьшить трения между трущимися деталями. Кроме того, турбины «горячие». Температура выхлопных газов доходит до 1000 градусов. Она передается турбонагнетателю, его нужно остужать. Для этого используется смазка. Она берется из масляного контура двигателя.

Это накладывает определенные ограничения на эксплуатацию турбокомпрессоров:

  1. Частая замена моторного масла, использовать качественные смазочные материалы;
  2. После поездки не «глушить» сразу мотор, дать ему поработать, чтобы масло остудило турбину;
  3. Не рекомендуется начинать активную езду при холодном двигателе. Масло вязкое, зазоры в подшипниках турбокомпрессора маленькие, значит, смазка проникает слабо. Начиная крутить двигатель, увеличиваете обороту турбины, масло поступает плохо – увеличивается износ, уменьшается срок службы турбонагнетателя.

Механический компрессор лишен этих ограничений.

Вывод

Теперь знаете в чем разница между турбиной и компрессором. Однозначно сказать что лучше – затруднительно. У одного и другого варианта нагнетателя есть свои плюсы и минусы.

Вкратце перечислим недостатки и достоинства:

  • Турбина придает двигателю больше мощности, но имеет «турбояму» на низких оборотах и повышенные требования к эксплуатации. Она более эффективна, не увеличивает расход топлива;
  • Механический компрессор может работать на всем диапазоне оборотов двигателя. Обладает меньшей эффективностью и небольшой прибавкой мощности. Низкая топливная экономичность.

Поэтому в современных двигателях предпочитают использовать тандем этих двух типов. На низких оборотах работает компрессор, на высоких подхватывает турбокомпрессор.

Кроме того, ведутся разработки в конструкции турбин, чтобы заставить работать во всем диапазоне оборотов мотора. Выпускаются турбокомпрессоры с изменяемой геометрией. Или применяется система с двумя турбинами, так называемая «Biturbo». В каждой из которых разный диаметр улитки. Делается все, чтобы исключить эффект «турбоямы».

Понравилась статья – ставьте лайк. Остались вопросы – пишите их в комментариях. Всем удачи на дорогах!

Чем отличается турбина от компрессора

Зачастую перед автомобилистом возникает вопрос: что лучше выбрать – турбину или компрессор? Оба устройства имеют как определенные достоинства, так и недостатки, напрямую влияющие на выбор. Например, их отличия можно заметить не только во внешнем виде, но и в принципах работы, что, собственно, и является главным критерием при выборе устройства.

Определение

Турбина – ротационный двигатель, особенность которого заключается в беспрерывной работе. Ротор преобразует кинетическую энергию пара, газа или воды в механическую. Сегодня турбины активно применяются в качестве основного элемента привода самых различных транспортов (наземных, морских и воздушных). Как бы это не казалось невероятным, но попытка создать механизм, похожий на современную турбину, была предпринята еще до нашей эры. И лишь в конце 19 века с развитием термодинамики и машиностроения стали появляться паровые турбины, отличающиеся в первую очередь высокой функциональностью.

Турбина

Компрессор может быть разным и применяться в самых различных областях промышленности. Он необходим для сжатия и подачи газов (в том числе воздуха) под давлением. Это устройство были придуманы для того, чтобы заметно повысить максимальную мощность двигателя, ведь в камеру сгорания нагнетается больше воздуха. В результате в цилиндр попадает больше топлива, что в свою очередь означает то, что конечная цель достигнута.

Компрессор

Для наглядности можно привести некоторые цифры: в среднем компрессор позволяет добавить мощности примерно на 46 процентов (плюс 31 процент крутящего момента). Сейчас эти устройства активно применяются для увеличения мощности двигателя как легковых, так и грузовых автомобилей. На сегодняшний день компрессоры являются наиболее оптимальным и экономичным вариантом для тех, кто хочет увеличить мощность двигателя, прибавить ему определенное количество лошадиных сил.

к содержанию ↑

Сравнение

Когда речь заходит о выборе компрессора или турбины, человек в первую очередь смотрит на основные признаки отличия, которые имеются у данных устройств:

  • Одним из главных преимуществ компрессора является обеспечение бесперебойного сгорания примеси. Это напрямую влияет на правильную работу двигателя в целом, помогает избежать различных неприятностей, связанных с поломкой.
  • В свою очередь определенные преимущества имеет и турбина: она не влияет на потерю лошадиных сил, в то время как компрессор этим похвастать не может. Правда, стоит заметить, что речь идет общей выходной мощности двигателя (потеря при компрессии составляет до 20 процентов).
  • Установка и настройка турбины – довольно сложный процесс, требующий значительных временных и денежных затрат. Кроме того, необходимо несколько видоизменить силовой агрегат. Для сравнения, чтобы использовать компрессор, необходимо фактически только одно – правильный подбор примеси. Установка осуществляется очень легко.
  • Если говорить о турбине в автомобиле, то без помощи специалиста установить ее не получится. Для компрессора не нужно специальное оборудование и знания. Это значительно упрощает процесс.
  • Турбина в автомобиле имеет существенный недостаток — она требует частый подвод масла под давлением, что увеличивает расходы на содержание транспорта. Если не проводить данную манипуляцию с определенной регулярностью, то автомобиль быстро ломается, создавая дополнительные проблемы. Компрессор в этом не нуждается.
  • Турбина требует особого ухода. Чтобы она работала надлежащим образом, автовладельцу придется раз в месяц посещать мастерскую, если он не имеет необходимого опыта.
  • Турбине необходима полноценная привязка к двигателю автомобиля. Если транспорт выдает небольшое количество оборотов, то от турбины практически нет толка. Лишь выжимая максимальные обороты, можно добиться хорошей мощи. Безусловно, автовладелец сейчас может купить устройство, которое работает вне зависимости от скорости автомобиля, но такая турбина стоит приличную сумму.
  • Работа компрессора не зависит от оборотов машины, он выдает фиксированную мощь при любой скорости.
  • Компрессор является независимым устройством в автомобиле, за счет чего упрощается процесс обслуживания и ремонта. Даже не имея большого опыта, практически каждый автовладелец может самостоятельно почить агрегат.
  • Турбина может набирать более высокие обороты, чем компрессор. Но и нагревается она на существенно быстрее, что ставит под удар двигатель. От такой работы он быстро изнашивается.
  • Компрессор приводится в действие сразу же после запуска двигателя. Это безусловное преимущество над турбиной, которая без движения транспорта работать не будет. Но вместе с этим, компрессор приводит в действие и весь двигатель. Турбина, напротив, освобождает «сердце» автомобиля от дополнительной нагрузки.
  • Компрессоры расходуют больше топлива, чем турбина. И КПД у них намного меньше. То есть турбина в автомобиле работает на полную мощь, не растрачивая бензин.
  • Компрессор приводится в действие ремнем, так как он является механическим нагнетателем. Турбина раскручивается выхлопными газами автомобиля, которые крутят две крыльчатки, соединенные между собой валом.
  • Если решитесь на покупку компрессора для автомобиля, то знайте, что на рынке его огромный выбор. Турбина же не имеет такого достоинства.
  • Наконец, турбина стоит на значительно дороже компрессора. Этот фактор и обуславливает высокую популярность устройства на российском рынке.
к содержанию ↑

Выводы TheDifference.ru

  1. Компрессор обеспечивает правильную работу двигателя (бесперебойное сгорание примеси).
  2. Турбина не влияет на потерю лошадиных сил (общая выходная мощность силового агрегата).
  3. В степени сложности установки и настройки устройства. В этом плане преимущество у компрессора.
  4. Турбина требует подвод масла, что влияет на всю работу автомобиля.
  5. За турбиной придется постоянно ухаживать и проводить диагностику.
  6. Турбина устанавливается напрямую в двигатель, а компрессор является самостоятельным устройством.
  7. Компрессор имеет фиксированную мощность, а работа турбины зависит от оборотов автомобиля.
  8. Турбина способна разогнать автомобиль на большую скорость, чем компрессор.
  9. Компрессор расходует больше топлива с меньшим КПД, чем у турбины.
  10. Компрессор можно подобрать под любую модель автомобиля, а у турбины небольшой выбор.
  11. Стоимость самой турбины и ее установки выше цены компрессора.

Согласование компрессора и турбины

Самые современные пассажирские и военные самолеты оснащены двигателями газотурбинные двигатели, также называемые реактивными двигатели. Первый и самый простой вид газовая турбина — турбореактивный. в турбореактивный двигатель, большое количество окружающего воздуха подводится в двигатель через впуск. Воздух давление и температура увеличиваются компрессором, который выполняет работу над потоком. В горелке воздух смешивается с небольшим количеством топлива и воспламеняется. Горячий выхлоп затем проходит через турбину.Турбина забирает немного энергии из горячего выхлопа, чтобы повернуть вал, приводящий в действие компрессор. Но есть достаточно энергии, чтобы обеспечить тягу реактивного двигателя за счет увеличение скорости через сопло.

На отдельных страницах описываются аспекты термодинамики и производительности. впуска, компрессора, горелка, турбина, и насадка. Изменение давления EPR и изменение температуры ETR через двигатель можно определить, если мы знаем компонентные характеристики.Общая мощность двигателя, тяга и расход топлива, затем можно легко определенный. Задача упрощается (немного) потому, что компрессор и турбина соединены между собой главным валом . Работа, выполняемая турбиной, должна равняться требуемой работе. компрессором. На этом слайде мы воспроизводим рабочие уравнения из компонент скользит, а затем упростите уравнение, чтобы решить для степень сжатия турбины TPR в пересчете на компрессор степень сжатия CPR , общая температура в компрессоре поверхность Tt2 или общая температура набегающего потока, а общая температура на входе в турбину Tt4 .((гамма -1) / гамма) — 1) / (nc * nt * Tt4)

Мы можем использовать это уравнение двумя способами. Мы можем указать давление увеличения компрессора, чтобы определить потерю давления через турбина. Или, если мы знаем потерю давления в турбине, мы может решить проблему повышения давления через компрессор. Первое использование уравнения используется в предварительном проектировании двигателя, в то время как второе использование используется для определения характеристик «вне конструкции».

Каждый двигатель разработан с учетом определенного набора желаемых условий.Те условия могут включать размер двигателя, тягу на взлет, или максимальная тяга на некоторой заданной высоте. На расчетного состояния, мы можем выбрать значения важных термодинамических переменные: максимальная температура горелки, CPR и форсунка площадь. Все остальные условия полета, скорость и высота, а также дроссельная заслонка. установка будет «не по дизайну». Для существующего двигателя давление потери через турбину можно определить по потоку воздуха через форсунка и дроссельная заслонка Tt4 , как показано на отдельной горка.Из приведенного выше уравнения мы можем определить компрессор степень сжатия.


Действия:

Экскурсии с гидом
  • EngineSim — Симулятор двигателя:

Навигация ..


Руководство для начинающих Домашняя страница

Турбинный двигатель Компрессор Разделы: основы теории и эксплуатации

Основы теории и работы

Джо Эскобар

Турбинные двигатели приводят в действие многие современные самолеты.Мощность, вырабатываемая этими двигателями, зависит от расширяющегося газа, который является результатом сгорания в секции сгорания. Для этого требуется, чтобы воздух под высоким давлением смешался с топливом для воспламенения. Компрессорная часть двигателя выполняет важную задачу по обеспечению достаточным количеством сжатого воздуха для удовлетворения требований сгорания. Он увеличивает давление массы воздуха, которое поступает на входе, и подает его в секцию сгорания при необходимом давлении.Еще одно предназначение компрессорной секции — обеспечение стравливания воздуха для различных систем. В этой статье, основанной на AC65-12A, будет кратко рассмотрена основная конструкция и работа типовых секций компрессора газотурбинного двигателя.

Типы компрессоров
Есть два основных типа компрессоров — осевые и центробежные. Разница между ними заключается в том, как воздух проходит через компрессор.

Осевой поток
В компрессоре с осевым потоком воздух сжимается, сохраняя его первоначальный вид. направление потока.От входа до выхода воздух проходит по осевому пути и сжимается в соотношении примерно 1,25: 1.

Осевой компрессор имеет два основных элемента — ротор и статор. Ротор имеет лопасти, закрепленные на шпинделе. Эти лопасти толкают воздух назад так же, как пропеллер. По сути, это небольшие крылья. Ротор вращается с высокой скоростью и прогоняет воздух через ряд ступеней. Создается воздушный поток с высокой скоростью.

После того, как воздух продвигается лопастями ротора, он проходит через лопатки статора.Лопатки статора закреплены и действуют как диффузоры на каждой ступени. Они частично преобразуют воздух с высокой скоростью в воздух под высоким давлением. Каждая пара ротор / статор представляет собой ступень компрессора.

Каждая последующая ступень компрессора сжимает воздух еще больше. Количество ступеней определяется требуемым количеством воздуха и общим повышением давления. Чем больше количество ступеней, тем выше степень сжатия.

Центробежный поток
В двигателе с центробежным потоком компрессор выполняет свою работу, собирая поступающий воздух и ускоряя его наружу за счет центробежного действия.Он в основном состоит из рабочего колеса (ротора), диффузора (статора) и коллектора компрессора. Двумя основными элементами являются крыльчатка и диффузор.

Функция крыльчатки заключается в подборе и ускорении воздуха наружу к диффузору. Это может быть как однократная, так и двукратная запись. Оба аналогичны по конструкции крыльчатке нагнетателя поршневого двигателя. Двойное рабочее колесо аналогично двум рабочим колесам, расположенным вплотную друг к другу. Однако из-за гораздо более высоких требований к воздуху для горения в турбореактивных двигателях рабочие колеса больше, чем рабочие колеса нагнетателя.

Основными различиями между двумя типами рабочих колес являются размер и расположение каналов. Типы с двойным входом имеют меньший диаметр, но обычно работают с более высокой скоростью вращения, чтобы обеспечить достаточный воздушный поток. Рабочее колесо с одинарным входом позволяет удобно подавать воздуховоды непосредственно к проушине рабочего колеса (лопатки индуктора) в отличие от более сложных воздуховодов, необходимых для доступа к задней стороне крыльчатки с двойным входом. Хотя они немного более эффективны в приеме, крыльчатки с одним входом должны быть большого диаметра, чтобы подавать такое же количество воздуха, как и у крыльчаток с двойным входом.Конечно, это увеличивает общий диаметр двигателя.

Водоотводящая камера включена в воздуховод для двухкамерных компрессорных двигателей. Эта камера необходима, потому что воздух должен входить в двигатель почти под прямым углом к ​​оси двигателя. Следовательно, для создания положительного потока воздух должен окружать компрессор двигателя под положительным давлением перед входом в компрессор.

Некоторые секции компрессоров с центробежным потоком также включают в себя дверцы для впуска вспомогательного воздуха (заслонки для продувки) как часть водоотводящей камеры.Эти двери обеспечивают подачу воздуха в моторный отсек во время наземной эксплуатации, когда потребность двигателя в воздухе превышает поток воздуха через впускные каналы. Когда двигатель не работает, дверцы удерживаются закрытыми за счет действия пружины. Во время работы двери автоматически открываются, когда давление в моторном отсеке падает ниже атмосферного. Во время взлета и полета давление набегающего воздуха в моторном отсеке помогает пружинам удерживать двери закрытыми.

Диффузор секции центробежного компрессора представляет собой кольцевую камеру, снабженную множеством лопаток, которые образуют серию расходящихся каналов в коллектор.Лопатки диффузора направляют поток воздуха от крыльчатки к коллектору под углом, предназначенным для удержания максимального количества энергии, обеспечиваемой крыльчаткой. Они также подают воздух в коллектор со скоростью и давлением, подходящими для использования в камерах сгорания.

Коллектор компрессора направляет воздушный поток из диффузора, который является неотъемлемой частью коллектора, в камеры сгорания. Коллектор имеет по одному выпускному отверстию для каждой камеры, так что воздух распределяется равномерно.Выходное колено компрессора прикреплено болтами к каждому из выходных отверстий. Эти воздуховыпускные отверстия выполнены в виде воздуховодов и известны под разными названиями, такими как воздуховоды, выпускные колена или впускные каналы камеры сгорания. Эти воздуховоды выполняют очень важную часть процесса диффузии — они изменяют радиальное направление воздушного потока на осевое, где процесс диффузии завершается после поворота. Чтобы локти могли эффективно выполнять эту функцию, внутри колен иногда устанавливают поворотные лопатки (каскадные лопатки).Эти лопатки уменьшают потери давления воздуха за счет гладкой поворотной поверхности.

Каждому типу компрессора присущи преимущества и недостатки. Зная это, некоторые из сегодняшних производителей двигателей используют преимущества каждого типа, используя их комбинацию в своей компрессорной секции. Вот некоторые из преимуществ и недостатков каждого типа компрессора.

Преимущества / недостатки
Центробежный компрессор
Преимущества:

  • Облегченный
  • Повышение высокого давления на ступень
  • Простота изготовления, при этом низкая стоимость
  • Малый вес

Недостатки:

  • Большая передняя поверхность для заданного воздушного потока
  • Более двух ступеней нецелесообразно из-за потерь в поворотах между ступенями

Осевой компрессор
Преимущества:

  • Способность справляться с большими объемами воздушного потока и высокой степенью давления
  • Малая передняя поверхность для заданного воздушного потока
  • Прямоточный поток, обеспечивающий высокий КПД гидроцилиндра

Недостатки:

  • Повышенная чувствительность к повреждению посторонними предметами
  • Дорого в производстве
  • Очень тяжелый по сравнению с центробежным компрессором с той же степенью сжатия

Отводимый воздух
Сжатый высокотемпературный воздух, вырабатываемый компрессором. секцию можно удалить и использовать для различных функций.Отводимый воздух можно отбирать из любой из ступеней давления компрессорной секции. Расположение отверстия для отвода воздуха зависит от давления или температуры, необходимых для конкретной работы. Отверстия для стравливания воздуха представляют собой небольшие отверстия в корпусе компрессора на соответствующей ступени компрессора. Таким образом, различные степени давления или температуры достигаются путем включения соответствующей ступени. Часто воздух удаляется из последней ступени, так как именно здесь давление и температура самые высокие.

Некоторые применения для удаления воздуха включают:

  • Герметизация, обогрев и охлаждение кабины
  • Противообледенительная
  • Пневматический пуск двигателей
  • Вспомогательные приводы
  • Управляюще-усилительные следящие устройства
  • Мощность для беговых инструментов

Иногда необходимо охладить отбираемый от двигателя воздух, как в случае наддува кабины. В этих случаях для охлаждения воздуха используется какой-либо холодильный агрегат или теплообменник.

Компрессоры двигателя имеют множество применений. Они являются важной частью газотурбинного двигателя, обеспечивая подачу воздуха высокого давления и высокой температуры для сгорания, а также отбираемого воздуха для работы системы. Какой компрессор используется в вашем двигателе?

Секция компрессора авиационного газотурбинного двигателя

Компрессорная секция газотурбинного двигателя выполняет множество функций. Его основная функция — подавать воздух в количестве, достаточном для удовлетворения требований горелок.В частности, для выполнения своей цели компрессор должен увеличивать давление массы воздуха, поступающей из воздухозаборника, а затем выпускать ее в горелки в необходимом количестве и при требуемом давлении.

Дополнительной функцией компрессора является подача отбираемого воздуха для различных целей в двигатель и самолет. Отводимый воздух забирается из любой из ступеней компрессора с различным давлением. Точное расположение выпускных отверстий, конечно, зависит от давления или температуры, необходимых для конкретной работы.Порты представляют собой небольшие отверстия в корпусе компрессора, примыкающие к конкретной ступени, из которой должен быть удален воздух; таким образом, различные степени давления доступны, просто нажав на соответствующую ступень. Воздух часто удаляется из конечной ступени или ступени самого высокого давления, поскольку в этот момент давление и температура воздуха максимальны. Иногда может возникнуть необходимость охладить этот воздух под высоким давлением. Если он используется для создания избыточного давления в кабине или для других целей, для которых избыточное тепло было бы неудобным или вредным, воздух проходит через блок кондиционирования воздуха, прежде чем он попадет в кабину.Отводимый воздух используется множеством способов. Вот некоторые из текущих применений отбираемого воздуха:

  1. Герметизация, обогрев и охлаждение кабины
  2. Противообледенительное оборудование
  3. Пневматический запуск двигателей
  4. Вспомогательные приводы (ADU)

Два основных типа В настоящее время в газотурбинных авиационных двигателях используются компрессоры с центробежным и осевым потоком. Компрессор с центробежным потоком достигает своей цели, собирая поступающий воздух и ускоряя его наружу за счет центробежного действия.Компрессор с осевым потоком сжимает воздух, в то время как воздух продолжает двигаться в своем первоначальном направлении потока, что позволяет избежать потерь энергии, вызванных поворотами. Компоненты каждого из этих двух типов компрессора выполняют свои индивидуальные функции при сжатии воздуха в секции сгорания. Ступень компрессора считается повышением давления.


Центробежные компрессоры

Центробежные компрессоры состоят из рабочего колеса (ротора), диффузора (статора) и коллектора компрессора.[Рис. 1] Центробежные компрессоры имеют высокое повышение давления на ступень, которое может составлять около 8: 1. Обычно центробежные компрессоры ограничиваются двумя ступенями из-за проблем с эффективностью. Двумя основными функциональными элементами являются крыльчатка и диффузор. Хотя диффузор представляет собой отдельный блок и размещается внутри коллектора и прикручивается к нему болтами, весь узел (диффузор и коллектор) часто называют диффузором. Для пояснения при ознакомлении с компрессором, агрегаты рассматриваются индивидуально.Рабочее колесо обычно изготавливается из кованого алюминиевого сплава, подвергается термообработке, механической обработке и полировке для минимального ограничения потока и турбулентности.

Рисунок 1. (A) Компоненты центробежного компрессора; (B) Воздуховыпускной патрубок с поворотными лопатками для снижения потерь давления воздуха

В большинстве типов крыльчатка изготавливается из цельной поковки. Рабочее колесо этого типа показано на рисунке 1. Рабочее колесо, функция которого заключается в подборе и ускорении воздуха, направляемого наружу к диффузору, может быть двух типов — одинарного или двойного входа.Принципиальные различия между двумя типами рабочих колес заключаются в размере и расположении каналов. Тип с двойным входом имеет меньший диаметр, но обычно работает с более высокой скоростью вращения, чтобы обеспечить достаточный воздушный поток. Крыльчатка с одинарным входом, показанная на рис. 2, обеспечивает удобный подвод воздуховодов непосредственно к проушине рабочего колеса (лопатки индуктора) в отличие от более сложных каналов, необходимых для доступа к задней стороне двухходового типа. Крыльчатка с одинарным входом, хотя и немного более эффективна в приеме воздуха, должна быть большого диаметра, чтобы подавать такое же количество воздуха, как и крыльчатка с двойным входом.Это, конечно, увеличивает общий диаметр двигателя.

Рис. 2. Крыльчатка с одинарным входом
В воздуховодах двигателей с двойным входом компрессора находится водоотводящая камера. Эта камера необходима для компрессора с двойным входом, потому что воздух должен входить в двигатель почти под прямым углом к ​​оси двигателя. Следовательно, чтобы создать положительный поток, воздух должен окружать компрессор двигателя под положительным давлением перед входом в компрессор.В некоторых установках в качестве необходимых частей водоотводящей камеры входят дверцы для забора дополнительного воздуха (дверцы для впуска воздуха). Эти обдувные двери пропускают воздух в моторный отсек во время наземной эксплуатации, когда потребность в воздухе для двигателя превышает поток воздуха через впускные каналы. Когда двигатель не работает, дверцы удерживаются закрытыми за счет действия пружины. Однако во время работы двери открываются автоматически, когда давление в моторном отсеке падает ниже атмосферного. Во время взлета и полета давление набегающего воздуха в моторном отсеке помогает пружинам удерживать двери закрытыми.

Диффузор представляет собой кольцевую камеру, снабженную множеством лопаток, образующих серию расходящихся каналов в коллекторе. Лопатки диффузора направляют поток воздуха от крыльчатки к коллектору под углом, рассчитанным на сохранение максимального количества энергии, передаваемой крыльчаткой. Они также подают воздух в коллектор со скоростью и давлением, подходящими для использования в камерах сгорания. Обратитесь к рис. 1-A и обратите внимание на стрелку, указывающую путь воздушного потока через диффузор, а затем через коллектор.

Коллектор компрессора, показанный на рис. 1-A, направляет поток воздуха из диффузора, который является неотъемлемой частью коллектора, в камеры сгорания. Коллектор имеет по одному выпускному отверстию для каждой камеры, так что воздух распределяется равномерно. Выходное колено компрессора прикреплено болтами к каждому из выходных отверстий. Эти воздуховыпускные отверстия выполнены в виде воздуховодов и известны под разными названиями, такими как воздуховоды, выпускные колена или впускные каналы камеры сгорания. Независимо от используемой терминологии, эти выпускные каналы выполняют очень важную часть процесса диффузии; то есть они изменяют радиальное направление воздушного потока на осевое, в котором процесс диффузии завершается после поворота.Чтобы локти могли эффективно выполнять эту функцию, внутри колен иногда устанавливают поворотные лопатки (каскадные лопатки). Эти лопатки уменьшают потери давления воздуха за счет гладкой поворотной поверхности. [Рис. 1-B]


Осевой компрессор

Осевой компрессор имеет два основных элемента: ротор и статор. Ротор имеет лопасти, закрепленные на шпинделе. Эти лопасти толкают воздух назад так же, как пропеллер, из-за их угла и формы аэродинамического профиля.Ротор, вращаясь с высокой скоростью, всасывает воздух на входе в компрессор и перемещает его через ряд ступеней. От входа к выходу воздух проходит по осевому пути и сжимается в соотношении примерно 1,25: 1 на ступень. Действие ротора увеличивает сжатие воздуха на каждой ступени и ускоряет его назад на несколько ступеней. При такой увеличенной скорости энергия передается от компрессора к воздуху в виде энергии скорости. Лопатки статора действуют как диффузоры на каждой ступени, частично преобразуя высокую скорость в давление.Каждая следующая пара лопаток ротора и статора составляет ступень давления. Количество рядов лопастей (ступеней) определяется требуемым количеством воздуха и общим повышением давления. Степень сжатия компрессора увеличивается с увеличением количества ступеней сжатия. В большинстве двигателей используется до 16 ступеней и более.

Статор имеет ряды лопаток, которые, в свою очередь, закреплены внутри кожуха. Лопатки статора, которые неподвижны, выступают радиально по направлению к оси ротора и плотно прилегают к каждой стороне каждой ступени лопастей ротора.В некоторых случаях корпус компрессора, в котором установлены лопатки статора, по горизонтали делится на половины. Верхнюю или нижнюю половину можно снять для осмотра или обслуживания лопаток ротора и статора.

Функция лопаток статора состоит в том, чтобы принимать воздух из воздухозаборника или из каждой предыдущей ступени, повышать давление воздуха и подавать его на следующую ступень с правильной скоростью и давлением. Они также контролируют направление воздуха к каждой ступени ротора, чтобы получить максимально возможную эффективность лопаток компрессора.На рисунке 3 показаны элементы ротора и статора типичного осевого компрессора. Лопастям ротора первой ступени может предшествовать узел входной направляющей лопатки, который может быть фиксированным или регулируемым.

Рис. 3. Элементы ротора и статора типичного осевого компрессора

Направляющие лопатки направляют воздушный поток в лопасти ротора первой ступени под нужным углом и создают завихрение воздуха, поступающего в компрессор.Этот предварительный вихрь в направлении вращения двигателя улучшает аэродинамические характеристики компрессора за счет уменьшения лобового сопротивления лопастей ротора первой ступени. Входные направляющие лопатки представляют собой изогнутые стальные лопатки, обычно приваренные к стальным внутренним и внешним кожухам.

На выпускном конце компрессора лопатки статора сконструированы так, чтобы выпрямлять воздушный поток и устранять турбулентность. Эти лопатки называются правильными лопатками или узлом выпускных лопаток. Кожухи осевых компрессоров не только поддерживают лопатки статора и обеспечивают внешнюю стенку осевого пути, по которому следует воздух, но также обеспечивают средства для отвода воздуха из компрессора для различных целей.Лопатки статора обычно изготавливаются из стали, устойчивой к коррозии и эрозии. Довольно часто их окутывают (закрывают) лентой из подходящего материала, чтобы упростить проблему крепления. Лопатки приварены к кожухам, а внешний кожух прикреплен к внутренней стенке корпуса компрессора радиальными стопорными винтами.

Лопасти ротора обычно изготавливаются из нержавеющей стали, а последние ступени — из титана. Конструкция крепления лопастей к ободам дисков ротора различна, но обычно они устанавливаются в диски либо луковичным, либо еловым способом.[Рис. 4] Затем лезвия фиксируются на месте разными способами. Толщина наконечников лопаток компрессора уменьшена за счет вырезов, называемых профилями лопаток. Эти профили предотвращают серьезное повреждение лопасти или корпуса в случае контакта лопастей с корпусом компрессора. Это может произойти, если лопасти ротора слишком ослаблены или если опора ротора ослаблена из-за неисправного подшипника. Несмотря на то, что профили лопаток значительно сокращают такие возможности, иногда лопатка может сломаться под нагрузкой трения и вызвать значительное повреждение лопаток компрессора и узлов лопаток статора.Длина лопастей изменяется от входа к разгрузке, поскольку кольцевое рабочее пространство (от барабана до обсадной колонны) постепенно уменьшается к задней части за счет уменьшения диаметра обсадной колонны. [Рис. 5] Эта функция обеспечивает довольно постоянную скорость через компрессор, что помогает поддерживать постоянный поток воздуха.

Рисунок 4. Распространенные конструкции крепления лопаток компрессора к диску ротора
Рисунок 5.Ротор компрессора барабанного типа

Конструкция ротора может быть барабанной или дисковой. Ротор барабанного типа состоит из колец, которые имеют фланцы для прилегания друг к другу, при этом весь узел может быть скреплен сквозными болтами. Этот тип конструкции подходит для тихоходных компрессоров, где центробежные нагрузки невелики. Ротор дискового типа состоит из серии дисков, изготовленных из алюминиевых поковок, усаженных на стальной вал, с лопастями, вписанными в обода дисков.Другой метод изготовления ротора заключается в изготовлении дисков и вала из цельной алюминиевой поковки с последующим закреплением болтами стальных коротких валов на передней и задней части узла, чтобы обеспечить опорные поверхности подшипников и шлицы для соединения вала турбины. Роторы барабанного и дискового типа показаны на рисунках 5 и 6 соответственно.

Рис. 6. Ротор дискового компрессора

Комбинация ступеней компрессора и ступеней турбины на общем валу представляет собой двигатель, называемый золотником двигателя.Общий вал образуется путем соединения валов турбины и компрессора подходящим способом. Золотник двигателя поддерживается подшипниками, которые размещены в подходящих корпусах подшипников.

Как упоминалось ранее, в настоящее время используются две конфигурации осевого компрессора: с одним ротором / золотником и с двойным ротором / золотником, иногда называемым сплошным золотником и раздельным золотником (два золотника, два золотника).

В одной из версий компрессора со сплошным золотником (с одним золотником) используются регулируемые входные направляющие лопатки.Кроме того, переменными являются несколько первых рядов лопаток статора. Основное различие между регулируемой входной направляющей лопаткой (VIGV) и регулируемой лопаткой статора (VSV) заключается в их положении относительно лопастей ротора. VIGV находятся перед лопастями ротора, а VSV — за лопастями ротора. Углы входных направляющих лопаток и первых нескольких ступеней лопаток статора могут изменяться. Во время работы воздух поступает в переднюю часть двигателя и направляется в компрессор под правильным углом с помощью регулируемой впускной направляющей и направляется VSV.Воздух сжимается и нагнетается в камеру сгорания. Топливное сопло, которое входит в каждую гильзу сгорания, распыляет топливо для сгорания. Эти переменные контролируются в прямой зависимости от количества мощности, которое двигатель требуется для выработки положения рычага мощности.

Большинство турбовентиляторных двигателей относятся к компрессорному типу с раздельным золотником. В большинстве крупных турбовентиляторных двигателей используется большой вентилятор с несколькими ступенями сжатия, называемый золотником низкого давления. Эти турбовентиляторные двигатели включают в себя два компрессора с соответствующими турбинами и соединительными валами, которые образуют две физически независимые роторные системы.Многие системы с двумя роторами имеют роторы, вращающиеся в противоположных направлениях и не имеющие механического соединения друг с другом. Второй золотник, называемый золотником высокого давления, представляет собой компрессор для газогенератора и сердечника двигателя, подает воздух в секцию сгорания двигателя.

Преимущества и недостатки обоих типов компрессоров включены в следующий список. Несмотря на то, что у каждого типа есть преимущества и недостатки, каждый имеет свое применение в зависимости от типа и размера двигателя.

Преимущества центробежного компрессора:

  • Высокий рост давления на ступень
  • Эффективность в широком диапазоне частот вращения
  • Простота изготовления и низкая стоимость
  • Малый вес
  • Низкие требования к пусковой мощности.

Недостатки центробежного компрессора:

  • Его большая фронтальная площадь для заданного воздушного потока
  • Потери между ступенями

Преимущества осевого компрессора:

  • Высокий пиковый КПД
  • Маленький фронтальный площадь для заданного воздушного потока
  • Прямоточный поток, обеспечивающий высокий КПД поршня
  • Повышенный рост давления за счет увеличения числа ступеней с незначительными потерями

Недостатки осевого компрессора:

  • Хороший КПД только при небольшой скорости вращения диапазон
  • Сложность изготовления и высокая стоимость
  • Относительно большой вес
  • Высокие требования к пусковой мощности (частично преодолеваются сплит-компрессорами)

СВЯЗАННЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Улучшение согласования конструкции турбины и компрессора

Одним из наиболее важных шагов при проектировании полной газовой турбины является согласование турбины и компрессора.Газовая турбина состоит из трех основных компонентов: компрессора, камеры сгорания и турбины. Хотя все компоненты проектируются индивидуально, каждый из компонентов должен соответствовать одному и тому же диапазону рабочих условий, поскольку все они объединены в один цикл. Следовательно, оптимальная конструкция каждого компонента должна соответствовать требованиям к оптимальным параметрам других компонентов. Соответствующие рабочие точки для каждого компонента должны быть найдены в состоянии равновесия с двигателем, таким образом, общая производительность газовой турбины может быть достигнута в пределах определенного диапазона параметров.

Идея процесса «согласования» компонентов состоит в том, чтобы найти совместимость между соответствующими компонентами в потоке и работе. Исходя из механических ограничений, скорость газогенератора и температура срабатывания газовой турбины имеют ограничения в зависимости от температуры окружающей среды, нагрузки вспомогательного оборудования и геометрии двигателя. Выбранная температура матча должна соответствовать температуре окружающей среды, которая одновременно достигает обоих верхних пределов. Степень давления, необходимая для обеспечения определенного потока газа, также является одним из наиболее важных параметров, которые необходимо учитывать.Разработчикам необходимо убедиться, что поток газа через силовую турбину от газогенератора удовлетворяет коэффициенту давлений, необходимому для требований к мощности компрессора. Газогенератор может легко показать измененную температуру совпадения из-за некоторых условий, например: снижение эффективности компрессора (из-за загрязнения и т. Д.), Изменение термодинамических свойств продукта сгорания, газовое топливо с более низким или высоким значением слышимости и т. Д. Согласование параметров двигатель также можно было изменить, изменив характеристики потока на первом сопле турбины.

Используя характеристическую карту / кривую, а также термодинамические отношения турбины и компрессора, можно выполнить расчеты для определения допустимого рабочего диапазона. Следует учитывать, что все рассчитанные значения должны совпадать со значением из данных карты.

Пытаетесь найти самое быстрое решение для этого шага? Функция согласования турбины и компрессора SoftInWay в AxSTREAM может помочь вам сократить время разработки и упростить процесс. Объединение карт производительности турбины и компрессора, что упрощает пользователю определение точек сочленения операций.

Загляните в AxSTREAM, чтобы узнать об этом больше.

Ссылка:

https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/ctmatch.html
http://cset.mnsu.edu/engagethermo/components_gasturbine.html
http: // turbolab.tamu.edu/proc/turboproc/T29/t29pg247.pdf
http://scholarcommons.sc.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=3255&context=etd
Документ о режиме совместимости турбокомпрессора

Вход компрессора

— an обзор

11.16 Адаптивное управление на основе модели

В разделе 11.14 мы обсудили моделирование переходных характеристик газовых турбин, которые возникают при изменении условий эксплуатации. Ответственность за безопасное изменение рабочих условий лежит на системе управления. Двигатели имеют различные предельные рабочие значения, такие как температура выхлопных газов, которые предотвращают перегрев турбины, а пределы рабочей скорости не превышаются, так что напряжения во вращающихся элементах находятся в пределах проектных, в то время как требуемая мощность от газовой турбины составляет достигается при условии, что эксплуатационные ограничения любого компонента, такие как TET, не превышаются.Другие важные рабочие условия, которые должна предотвращать система управления, включают помпаж компрессора. Хотя подробные сведения о характеристиках и поведении системы управления выходят за рамки данной главы, в системах управления двигателем обычно используются пропорциональные, интегральные и производные (ПИД) контроллеры. Для обеспечения удовлетворительного управления газовой турбиной может потребоваться более одного ПИД-регулятора. Однако для всех контроллеров требуется заданное значение, которое может быть требуемой мощностью от газовой турбины или предельными значениями в определенных основных точках цикла газовой турбины.Заданные значения можно рассматривать как требуемое или желаемое установившееся значение в основных точках двигателя. Таких уставок может быть много, и выбор низкого или высокого сигнала используется для выбора требуемой уставки. Например, если максимальная температура выхлопных газов будет превышена, что приведет к перегреву лопаток турбины, выбор низкого сигнала обеспечит выбор максимальной температуры выхлопных газов в качестве уставки. Во время нормальной работы двигателя выбор низкого сигнала выберет мощность, потребляемую от газовой турбины, в качестве уставки.Таким образом, мы видим, что уставки для систем управления определяются конструкцией газовой турбины. Разак (2007) дает дополнительные подробности о системе управления в целом, которые также применимы к газовым турбинам.

Уставки для систем управления также могут быть получены из моделей двигателя, поскольку уставки представляют собой желаемые установившиеся значения во время работы, а уставки, полученные из модели, обычно определяются из моделей установившегося состояния, а не переходных моделей. Однако могут использоваться и другие типы моделей, включая модели, управляемые данными или нейронные сети.В этом разделе мы будем использовать стационарную модель газовой турбины для управления сгоранием DLE. Рассмотрим двухвальную промышленную газовую турбину, работающую на свободной силовой турбине. Принцип системы сгорания DLE заключается в поддержании соотношения топлива и воздуха вблизи предела слабого гашения в значительной части диапазона мощности газовой турбины. При таком низком соотношении топливо-воздух выбросы оксидов азота (NO x ), оксида углерода (CO) и несгоревших углеводородов (UHC) очень низкие (обычно около 15 ppmv или меньше), как показано на рис.11,52. Изменение условий эксплуатации, например снижение выходной мощности, приведет к уменьшению соотношения топливо-воздух, и это может привести к гашению пламени двигателя, если соотношение снизится ниже предела слабого гашения. Мы также обсудили, что турбина, работающая последовательно, будет поддерживать перепад давлений турбины ГГ при нерасчетных условиях во время работы силовой турбины с дросселированием, как показано на Рис. 11.50. Фиксированный коэффициент давления турбины ГГ также поддерживает приблизительно постоянный КПД турбины ГГ.Если мы будем поддерживать температуру выхлопного газа турбины при частичных нагрузках, постоянный коэффициент полезного действия турбины GG приведет к постоянному TET и, следовательно, постоянной температуре сгорания. Это означает, что соотношение топлива и воздуха также остается постоянным, что обеспечивает низкий уровень выбросов. Однако нам необходимо продуть воздух на входе сгорания при частичной нагрузке или в нестандартных рабочих условиях, как показано на рис. 11.53, который также показывает стратегию системы управления двигателем, включая управление сгоранием DLE. Фактически, мы изменяем нагрузку, увеличивая или уменьшая величину продувки.

11,52. Бегущая строка на компрессорной характеристике двухвальной газовой турбины.

11,53. Стратегия управления сгоранием DLE с использованием одной ступени сгорания, требующей использования продувки.

Очевидно, что использование продувки для управления двигателем неэффективно, и производители таких систем управления устанавливают расчетное соотношение топлива и воздуха немного выше и снижают нагрузку на двигатель, уменьшая EGT и когда EGT уменьшается ниже определенного значение (заданное значение), продувочный клапан регулируется для поддержания EGT на заданном уровне.Таким образом, для большей части полезного рабочего диапазона двигателя (примерно 80–100% диапазона мощности) нет потери производительности при использовании системы управления DLE, как описано выше. Лучшей стратегией было бы использование силовой турбины с изменяемой геометрией, а мощность силовой турбины уменьшалась бы путем закрытия направляющих лопаток сопла с изменяемой площадью; такая стратегия управления исключает использование продувки. Однако закрытие направляющих лопаток сопла силовой турбины (NGV) приводит к повторному согласованию турбин, как показано на рис.11.54 из-за закрытия газомоторного двигателя силовой турбины, и это снизит степень сжатия турбины ГГ и, следовательно, TET для данной температуры выхлопных газов. Уменьшение TET приведет к уменьшению соотношения топливо-воздух и увеличит риск возгорания из-за того, что соотношение топливо-воздух превышает предел слабого угасания. Чтобы предотвратить это, можно использовать модель установившейся производительности двигателя. Однако для указанной мощности, требуемой от газовой турбины, мы решаем необходимые уравнения совместимости расхода и работы следующим образом.

11,54. Влияние уменьшения площади силовой турбины на степень сжатия ПГ.

Предполагаемые векторы:

1.

Расход на входе компрессора, Вт 1 .

2.

Степень давления компрессора, P 2 / P 1 .

3.

Температура на выходе из камеры сгорания, T 3 (т.е. TET).

4.

Степень давления ПГ, P 3 / P 4 .

5.

Степень давления силовой турбины, P 5 / P 6 .

И контрольные векторы:

1.

Совместимость потоков GG (W3R3T3r / γ) / P3.

2.

Баланс мощности между компрессором и турбиной ГП Вт 1 × ( h 2 h 1 ) и W 3 × ( h 3 r h 4 ) соответственно.

3.

Разница между расчетным TET и требуемым для минимальных выбросов (обычно это соответствует расчетному значению TET).

4.

Разница между выходной мощностью силовой турбины и требуемой выходной мощностью.

5.

Разность давлений между давлением на выходе из выхлопной трубы и давлением окружающей среды.

В приведенной выше схеме решение уравнений совместимости потока силовой турбины не требуется, и модель определит пропускную способность силовой турбины и EGT, которые станут уставкой системы сгорания DLE.Схематическое изображение двухвальной газовой турбины, работающей со свободной силовой турбиной с использованием такой схемы управления, показано на рис. 11.55. Разак (2007) дает дополнительные подробности такой схемы управления, которая потенциально может удовлетворить все требования систем сгорания с изменяемой геометрией. Такой метод адаптивного управления на основе моделей для контроля выбросов газовых турбин может быть распространен на другие конфигурации двигателей, включая авиационные газовые турбины. Что касается авиационных газовых турбин, то изменяемая геометрия могла быть применена к двигательному соплу, а не к секциям турбины.

11,55. Стратегия управления горением DLE с использованием одной ступени горения без использования продувки.

Адаптивное управление также может применяться к регулируемым статорам компрессора (VSV) для повышения теплового КПД при работе с частичной нагрузкой за счет повышения КПД компрессора при работе в этих условиях. Однако VSV в первую очередь предназначены для предотвращения помпажа компрессора. Хотя такие регулируемые статоры могут быть отрегулированы там, где подходящие уставки могут быть определены из модели установившегося состояния, аналогично тому, как это делается для управления DLE, как описано выше, маловероятно, что такие регулировки VSV во время работы вне проекта дадут достойный выигрыш. по тепловому КПД.Следует отметить, что такое управление VSV значительно увеличит сложность системы управления VSV.

В качестве альтернативы VSV для оптимизации работы двигателя при работе с частичной нагрузкой, бесстаторные турбины также могут использоваться в нерасчетных условиях. В отличие от обычных турбин, где пропускная способность турбины в значительной степени постоянна с безразмерной скоростью турбины, особенно во время работы с дросселем, с турбинами без статора происходит увеличение пропускной способности турбины с увеличением безразмерной скорости турбины.Закрытие VSV увеличит скорость GG и, для данного TET ( T 3 ), также увеличит безразмерную скорость безстаторной турбины. Получающееся в результате увеличение безразмерной мощности безстаторной турбины для данного ТЭТ приведет к уменьшению степени сжатия компрессора. Хотя такая схема может использоваться для управления DLE, а не для силовой турбины с изменяемой геометрией, как обсуждалось выше, более низкая степень сжатия компрессора приведет к более низкому тепловому КПД по сравнению со способом с силовой турбиной с изменяемой геометрией.Однако более высокие рабочие температуры силовых турбин делают силовые турбины с изменяемой геометрией менее надежными, чем VSV. Похожая стратегия управления предложена Lei and Grönstedt (2009), где бесстаторные турбины используются для улучшения sfc турбовентиляторных двигателей с высоким BPR во время крейсерского полета. Здесь VSV компрессора высокого давления открываются для уменьшения скорости золотника высокого давления, что приводит к увеличению общего перепада давлений из-за снижения мощности турбины высокого давления, и они заявляют о снижении sfc примерно на 0,5%.Аналогичная концепция может быть рассмотрена для турбовентиляторов / турбореактивных дожигателей с дожиганием, где VSV регулируется таким образом, что не требуется сопла с изменяемой площадью (т. Е. При использовании двухзолотникового GG клапаны VSV компрессора низкого давления открываются во время дожигания).

Компрессор

в сравнении с турбинной системой HVLP

Компрессор против турбинной системы HVLP

Что лучше: компрессорная система или турбинная система HVLP?

Что касается распылительного оборудования, разные системы, такие как компрессорная система или турбинная система HVLP, имеют разную производительность.В зависимости от желаемого результата вы можете использовать одну систему вместо другой. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки, и знание того, какой из них использовать, может улучшить ваши операции и сэкономить время и деньги.

Вот что вам нужно знать при выборе системы, которая лучше всего подходит для вас и ваших потребностей в опрыскивании:

A Компрессорная система обеспечивает более высокую скорость нанесения

Компрессорный распылитель наносит материал с большей мощностью и с большей скоростью.По определению, система HVLP должна распылять материал при более низких уровнях давления воздуха (ниже 10 фунтов на квадратный дюйм), в то время как компрессорные системы распыляют материал при более высоких уровнях давления воздуха (20-90 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от конкретной системы). Мы обнаружили, что для производственных цехов и производственных предприятий, работающих с большим количеством продуктов или с большей площадью поверхности, скорость компрессорного опрыскивателя является предпочтительной.

Турбинная система HVLP более экологична

Хотя компрессорная система работает на более высокой скорости, более медленное и точное нанесение опрыскивателя HVLP также дает преимущества.Например, применение турбинной системы HVLP приводит к меньшему распылению и «отскоку», поскольку частицы краски и отделочного покрытия с меньшей вероятностью отскочат в воздух. Фактически, в некоторых регионах США, таких как Южная Калифорния, вы обнаружите, что системы сжатия под высоким давлением полностью запрещены. В результате для компрессорных систем опрыскивания требуются более высокие стандарты безопасности, включая хорошо вентилируемую зону опрыскивания или даже окрасочную камеру.

Некоторые материалы требуют дополнительной подготовки с турбинными системами HVLP

Параметры давления системы HVLP можно регулировать, но они не могут быть увеличены сверх максимального предела 10 фунтов на квадратный дюйм, и этот максимальный предел ниже, чем у компрессорных систем.Таким образом, для правильного нанесения материалов с более высокой вязкостью их необходимо разбавить.

Турбинные системы HVLP переносные, а компрессорные — нет

Поскольку турбинные системы легкие и компактные, вся система портативна. Мы считаем, что возможность распылять или подкрашивать любую рабочую площадку может быть очень полезной. Даже возможность переноса вашего устройства в помещении или на открытом воздухе может помочь при распылении конкретных проектов. Компрессорные системы не являются мобильными, что снижает гибкость и устраняет проблемы в последнюю минуту.

В конечном итоге и турбинные системы HVLP, и компрессорные системы выполнят свою работу быстрее и эффективнее, чем при использовании кисти, тряпки или валика. Решение о том, какую систему использовать, во многом зависит от ваших операций, будь вы домашним мастером или заядлым профессиональным опрыскивателем. Свяжитесь со специалистами Fuji Spray, чтобы узнать больше об особенностях каждой системы и выяснить, какая из них подходит именно вам.

Отзыв: мойка компрессора газовой турбины


Промывка компрессора, как в рабочем, так и в автономном режиме, жизненно важна для поддержания производительности газовой турбины.Но какое чистящее средство лучше всего и как часто его нужно делать? Мехерван Бойс, Boyce Consulting Group, и Франсиско Гонсалес, Cheniere LNG O&M Services, рассматривают методы и представляют результаты недавних полевых испытаний. Оказывается, обычная деминерализованная вода работает не хуже мыльных растворов.


В связи с тем, что в компрессорах газовых турбин используются все более высокие отношения давлений, очистка лопаток компрессора путем промывки водой в потоке становится все более важным эксплуатационным требованием.На многих заводах эта операционная процедура принесла буквально сотни тысяч долларов в чистую прибыль предприятия.

Обычно в газовых турбинах используется компрессор осевого типа с регулируемыми лопатками на ранних стадиях. В случае компрессора, показанного на Рисунке 1, IGV, за которым следуют следующие три ряда, имеет регулируемые лопатки.

Однако промывка водой в режиме онлайн не является полным ответом, поскольку после каждой стирки полная мощность не восстанавливается, поэтому наступает время, когда устройство необходимо очистить в автономном режиме, как показано на Рисунке 2.

Эффект загрязнения компрессора также очень важен с точки зрения общей производительности газовой турбины, поскольку компрессор использует почти 60% работы, производимой газовой турбиной. Загрязнение компрессора снижает эффективность компрессора и приводит к снижению общей эффективности. Чем выше степень сжатия, тем больше отрицательное влияние загрязнения компрессора на тепловой КПД, как показано на рисунке 3.

Первоначальной защитой газовой турбины является хорошая система фильтрации воздуха, которую необходимо использовать до того, как воздух попадет в турбину. .Однако часть соли, содержащейся в воздухе, всегда проходит через фильтр. Метод, рекомендуемый для определения того, имеют ли загрязняющие вещества значительную солевую основу, состоит в том, чтобы промыть турбину мылом и собрать воду из всех имеющихся дренажных отверстий. Затем можно проанализировать растворенные в воде соли.

Оптимальное время для выполнения автономной очистки необходимо определить с учетом потери дохода из-за упущенной продажи электроэнергии, затрат на рабочую силу для автономной очистки и дополнительных доходов от повышения производительности.

Два подхода к очистке компрессора: абразивная очистка и очистка растворителем. Использование абразивной очистки уменьшилось из-за проблем с эрозией, и теперь в основном используется жидкая промывка. Новые компрессоры высокого давления очень восприимчивы к загрязнению лопастей, что не только может привести к снижению производительности, но также может вызвать помпаж компрессора. Эффективность промывки зависит от конкретного участка из-за различных условий окружающей среды на каждом предприятии. Существует множество отличных методов и систем для мытья водой.Операторы часто должны определять лучший подход для своих газовых турбин. Это включает рассмотрение того, какие растворители следует использовать, если таковые имеются, а также частоту стирки. Это сложная технико-экономическая проблема, которая также зависит от службы, в которой находятся газовые турбины, и от окружающей среды завода.

Промывка водой в автономном режиме (с моющими средствами или без них) очищает за счет воздействия воды и удаления водорастворимых солей. Важно, чтобы используемая вода была деминерализованной. Соотношение моющее средство / вода также является другим важным параметром.Мытье водой с использованием водно-мыльной смеси — эффективный метод очистки. Эта очистка наиболее эффективна, если проводится в несколько этапов, которые включают нанесение мыльного раствора с последующими несколькими циклами полоскания. Каждый цикл ополаскивания включает ускорение машины примерно до 20% -50% от начальной скорости, после чего машине дают возможность остановиться по инерции. Затем следует период замачивания, во время которого мыльный водный раствор может растворять соль.

Оперативная промывка широко используется как средство борьбы с загрязнением, не позволяя ему в первую очередь развиваться.Промывка может выполняться с использованием воды, растворителей на водной основе и растворителей или поверхностно-активных веществ на нефтяной основе. Растворители действуют путем растворения загрязняющих веществ, в то время как поверхностно-активные вещества действуют путем химической реакции с загрязняющими веществами. Растворители на водной основе эффективны против соли, но плохо против масляных отложений. Растворители на нефтяной основе плохо удаляют солевые отложения. При использовании растворителей существует вероятность повторного осаждения загрязняющих веществ на более поздних ступенях компрессора.

Как уже отмечалось, даже при хорошей фильтрации соль может скапливаться в компрессорной секции.

В процессе сбора как соли, так и других загрязняющих веществ быстро достигается состояние равновесия, после чего происходит повторное попадание в организм крупных частиц. Это повторное попадание внутрь должно быть предотвращено путем удаления соли из компрессора до насыщения. Скорость насыщения сильно зависит от качества фильтра. Как правило, соли могут безопасно проходить через турбину, когда температура газа и металла ниже 1000 ° F. Агрессивные атаки произойдут, если температура будет намного выше.Во время очистки фактическая мгновенная скорость прохождения соли очень высока вместе со значительным увеличением размера частиц.

Некоторое ухудшение характеристик газовой турбины можно устранить путем очистки двигателя, в то время как ухудшение характеристик из-за внутреннего износа компонентов двигателя (рис. 4) можно устранить только путем проведения заводского осмотра и капитального ремонта двигателя.

Основными факторами, определяющими ухудшение характеристик газовой турбины, которое можно устранить путем очистки, являются количество загрязняющих веществ, попадающих в турбину (через входные воздушные фильтры и воздуховоды, воду из испарительных охладителей и из топлива), а также частота, а также тщательность проведения очистки. промывка двигателя водой.Иногда необычные условия на площадке могут ускорить деградацию газовой турбины. Необычные загрязнители, переносимые по воздуху из технологического тумана, дыма (например, от сжигания сахарного тростника), масла, выбросов химических веществ и пыльных бурь, например, были задокументированы как причины ускоренной деградации двигателя.

Поэтому необходимо провести программу испытаний для конкретного объекта, чтобы оптимизировать эффективность программы промывки турбины водой. По мере ухудшения характеристик газовой турбины обычно проявляются следующие условия: медленный разгон двигателя; склонность компрессора к помпажу; пониженная выходная мощность; потеря давления нагнетания компрессора двигателя; повышение температуры нагнетания компрессора двигателя; и снижение давления нагнетания компрессора.

Опции промывки

Существует три основных типа систем промывки газотурбинного компрессора: система промывки в реальном времени; автономная система промывки кривошипа; и ручная ручная система мойки кривошипа.

По большей части, онлайн-системы промывки предназначены как дополнение к автономным системам промывки кривошипа, а не в качестве замены. В общем, чрезвычайно важно реализовать программу промывки кривошипа турбины, чтобы восстановить большую часть возмещаемого ухудшения рабочих характеристик.

Иногда, когда промывка кривошипа турбины откладывается из-за рабочих ограничений, может возникнуть необходимость вручную очистить лопатки турбинного компрессора для удаления больших скоплений грязи на лопатках.

Испытания показали, что дополнительные пять точек эффективности были восстановлены в турбине Mars, когда была проведена промывка водой в автономном режиме.

Оперативная промывка применяется при стабильных рабочих параметрах турбины. Систему можно использовать, не нарушая работу агрегата, и не имеет значения, работает ли турбина с частичной или полной нагрузкой.Оперативная стирка должна быть регулярной и плановой функцией технического обслуживания.

Оперативная промывка обычно включает в себя впрыскивание распыленной чистящей жидкости, что позволяет избежать любых проблем, которые могут быть связаны с методами абразивной очистки, которые могут привести к эрозии лезвий и повреждению покрытий компонентов.

Для промывки кривошипа в автономном режиме турбина запускается вручную стартером двигателя с отключенными топливом и системой зажигания. Как уже отмечалось, этот тип стирки более эффективен для устранения ухудшения рабочих характеристик.Перед выполнением промывки кривошипа в автономном режиме большая часть трубопровода низкого дренажа вместе с воспламенителем, горелкой, системами запального газа и т. Д. Снимается во избежание образования жидких карманов в трубопроводе воспламенителя турбинного топлива. Производители рекомендуют различные моющие жидкости на основе воды и растворителей, а технические специалисты испробовали множество различных комбинаций относительно широко доступных бытовых чистящих средств.

Предпочтительным методом для выполнения промывки кривошипа является использование ручной моющей трубки. Необходимо снять несколько смотровых люков воздухозаборника турбины, чтобы получить доступ к впускному отверстию компрессора.Затем ручная трубка вращается вокруг входного экрана турбины для равномерного распыления воздуха на входе компрессора.

Ручная чистка лопаток компрессора — еще один метод восстановления производительности компрессора двигателя. Это очень трудоемко, но помогает восстановить дополнительный уровень производительности. Не все компрессоры газовых турбин можно проверить в полевых условиях, и необходимо тщательно оценить затраты и выгоды, прежде чем применять этот метод. В настоящее время мы выполняем этот тип очистки на турбине Solar Mars 15000 SoLoNox, которая должна непрерывно работать от 11 до 12 месяцев без остановок, сводя к минимуму потери мощности.В результате ожидаемое повышение политропного КПД компрессора двигателя составляет примерно от 0,5 до 1,0 балла КПД. В двигателе, который должен проработать 11 месяцев без промывки кривошипа, такая дополнительная эффективность обеспечивает существенное увеличение экономии топлива и передаваемой мощности.

Качество воды для промывки как в режиме онлайн, так и в автономном режиме должно строго контролироваться, чтобы исключить попадание примесей. В приведенной ниже таблице приведены типичные характеристики качества воды, необходимые для успешной мойки водой:

Проверка качества воды крайне важна перед выполнением плановой промывки водой в режиме онлайн.Общей проблемой источников деминерализованной воды является случайное прохождение жидкости в слоях катализатора. Для промывки турбинной водой рекомендуется установка для полировки деминерализованной водой, чтобы обеспечить хорошее качество воды.

Эффективность промывки водой в режиме онлайн значительно повышается, если уделять внимание проверке качества воды. Детальный анализ воды при каждой промывке водой требует времени и средств, но в качестве альтернативы можно использовать ручной измеритель для измерения проводимости, общего содержания растворенных твердых веществ и pH.Показания счетчика должны указывать на проводимость воды <0,5 мкм, общее количество растворенных твердых веществ <1,0 ppmw и pH от 7 до 9.

Самые популярные растворители на водной основе для промывки компрессоров в оперативном и автономном режиме имеют низкое содержание металлов, и получены из высокоактивных натуральных масел и поверхностно-активных веществ. Агенты на водной основе безвредны для окружающей среды и не содержат растворителей, способных растворять и удалять отложения в двигателе, которые накапливаются со временем. Известно, что другие промышленные чистящие средства, такие как Mr Clean, хорошо работают в сочетании с реагентами на водной основе и средствами на основе растворителей.Большинство производителей турбин предлагают пользователям утвержденный список мыла, которое можно использовать с их турбинами.

Многие различные типы растворителей на основе растворителей также используются для промывок турбин в оперативном и автономном режиме. Большинство растворителей получают из углеводородных базовых компонентов и содержат очень мало металла. Считается, что большинство из этих растворителей не совсем безвредны для окружающей среды, но при соблюдении соответствующих процедур эти агенты можно использовать безопасным образом. Эти растворители преимущественно используются во время промывки кривошипа в автономном режиме.

Самым распространенным средством для мытья воды является деминерализованная вода. Системы деминерализованной воды очень эффективны, если система фильтрации эффективно отфильтровывает большинство взвешенных в воздухе частиц и маслянистых веществ.

Тесты

Чтобы помочь определить оптимальные процедуры промывки компрессора, было проведено исследование трех турбин на предприятии, в котором задействовано 36 газовых турбин различного назначения, 28 — для применения с механическим приводом и восемь — для выработки электроэнергии.Объект был выбран потому, что все турбины были одинаковыми, от одного производителя, Solar, и, находясь на одном участке, условия атмосферного загрязнения и загрязнения воздуха были одинаковыми для каждого блока.

Тесты были направлены на определение наиболее эффективных растворителей и оптимальной частоты промывок.

Турбины используются в режиме комбинированного цикла горячего масла с рекуперацией энергии отходящего тепла. Большинство газовых турбин имеют мощность 4000 л.с., а самая большая из них — это установка Mars мощностью 15000 л.с., приводящая в движение осевой компрессор технологического газа.Тридцать три из тридцати шести газовых турбин были оборудованы возможностью промывки водой в оперативном режиме.

В качестве турбин, использованных для всех тестов на промывку водой в режиме онлайн, были машины Solar T4702S Centaur. Все турбины имеют одинаковую конфигурацию, и все турбины имеют примерно одинаковое количество часов работы.

Турбины оснащены фильтрами предварительной очистки воздуха на входе и фильтрами предварительной очистки производства Donaldson Filters. Фильтры сконфигурированы с цилиндрическим / коническим фильтрующим материалом из синтетического материала.Система фильтрации представляет собой систему фильтрации по принципу «напор и затяжка». Эффективность фильтрации составляет 99,5% для частиц размером 1-3 мкм. Среднее падение давления на фильтрах составляет 2,4 дюйма вод. Ст.

Двигатели Centaur, соединенные с редуктором скорости и генератором, способны производить 3 МВт. Выхлоп турбины направляется в блок рекуперации тепла, который нагревает горячую масляную среду, которая используется в технологических целях. Типичная температура выхлопных газов составляет около 950 ° F перед змеевиками с горячим маслом и 200 ° F после змеевиков.

Все газовые турбины оснащены системой промывки водой в режиме онлайн, см. Рис. 5. Система промывки в режиме онлайн состоит из промывочного кольца, расположенного за пределами впускного коллектора воздуха турбины, с несколькими косичками, соединенными с восемью форсунками распылительного типа. , которые направлены на входные направляющие лопатки, как показано на рисунке 6.

На рисунке 7 показан вид изнутри впускной воздушной камеры турбины, показывающий автономное кольцо для промывки водой и сопла для промывки водой в режиме онлайн. Промывочные форсунки рассчитаны на выпуск 0.24 галлона промывочной жидкости при 100 фунтах на квадратный дюйм. Промывочная жидкость хранится в резервуаре для хранения SS на 26 галлонов. Бак оборудован штуцером для нагнетания давления в баке с целью нагнетания промывочной жидкости в промывочное кольцо через трубопровод из нержавеющей стали. Система портативна и перемещается от турбины к турбине.

Турбины также оснащены промывочным кольцом кривошипа с форсунками, которые не распыляют воду.

Четыре испытания были проведены на трех идентичных газотурбинных генераторных установках, установленных рядом друг с другом, как показано на Рисунке 8.

Первый тест: деминерализованная вода с мылом от разных поставщиков

На рисунке 9 показаны результаты промывки только водой и мыла с использованием мыла от двух разных поставщиков один раз в неделю на трех идентичных соседних газовых турбинах. На этом участке промывка кривошипа была проведена 19 июля. 23 июля качество воды не контролировалось, и турбины были ошибочно промыты некондиционной водой. Было отмечено большое падение производительности компрессора, что свидетельствует о загрязнении компрессора загрязняющими веществами в воде.Затем турбины были снова промыты водой, соответствующей спецификациям, приведенным в таблице на стр. 39, и водно-мыльным раствором с использованием мыла от двух разных поставщиков. 25 июля на всех трех агрегатах улучшились характеристики турбины. Как видно, стирка только водой была ничем не хуже мыльных растворов.

Второй тест: деминерализованная вода, мыло на водной основе и мыло на основе растворителя

Целью этого теста было определить, какое мыло лучше, мыло на основе растворителя или мыло на водной основе.Деминерализованная вода использовалась в качестве третьего агента. На Рисунке 10 обратите внимание на вертикальный зазор между водой и мыльным раствором, полученный в более ранней части теста. Со временем вертикальный разрыв между мылом и водой сократился почти до нуля. Это говорит о том, что растворители были более эффективными в течение первой недели, но через некоторое время эффективность растворителей снизилась до такой степени, что они были не более эффективными, чем обычная деминерализованная вода.

Испытание третье: различные растворители на водной основе

Целью этого испытания было определить, есть ли какие-либо различия между мылами на водной основе, поставляемыми разными поставщиками.

Мыла на водной основе считаются более экологически безопасными, чем варианты на основе растворителей, но каждый поставщик заявляет, что их мыло на водной основе имеет другой химический состав и другую «философию» с точки зрения того, как мыло очищает лопатки компрессора.

В ходе испытаний мыла использовались два раза в неделю с ополаскиванием деминерализованной водой.

На рис. 11 показаны результаты этих испытаний и показано, что все мыла работали одинаково.

Тест четвертый: разные частоты промывки деминерализованной водой и растворителями на водной основе

Целью этого теста было определение оптимальной частоты для выполнения тестов на промывку водой в режиме онлайн.Испытания включали ежедневную промывку деминерализованной водой на одной газовой турбине и промывку деминерализованной водой два раза в неделю на второй газовой турбине. Третью газовую турбину промывали ежедневно деминерализованной водой, смешанной с растворителем на водной основе.

Рисунок 12 показывает результаты и показывает, что с течением времени промывка деминерализованной водой два раза в неделю оказывается наиболее эффективной.

Анализ затрат

Средний расход топлива для типичной турбины Centaur составляет около 36 MMBtu / h. Нередко можно встретить пользователей, которые выполняют промывку кривошипа на основе потери мощности, а не общей потери тепловой эффективности или потери эффективности компрессора, которая редко измеряется.Потери мощности в газовой турбине простого цикла вызываются многими факторами, такими как увеличение падения давления в системе фильтрации воздуха, засорение компрессора, изменения теплотворной способности топлива, засорение камеры сгорания, засорение расширителя турбины и увеличение противодавления турбины. Таким образом, 10% -ная потеря выходной мощности, что соответствует 10% -ной потере теплового КПД, может иметь как часть своих потерь потеря КПД компрессора на 6-8%, что приводит к потере 3% -4% общего теплового КПД. .

В турбине Centaur экономия топлива на 3% в течение одного года составляет 29 171 доллар только для одной турбины, исходя из стоимости природного газа 5 долларов за миллион БТЕ.Для парка из 30 турбин это составляет 875 124 долларов в год.

При планировании эффективной программы промывки водой необходимо учитывать потери топлива, необходимые материалы и рабочую силу, а также производственные потери. Как правило, вода в режиме онлайн, рассматриваемая здесь, может быть выполнена одним человеком за час. Поскольку каждое применение турбины отличается, пользователь должен сравнить затраты, связанные с потерей производительности, с экономией топлива, связанной с автономной программой промывки водой.

Вода не менее эффективна, чем мыло

То, что составляет лучшую комбинацию водной промывки в режиме онлайн и промывки кривошипа, будет варьироваться от места к месту. Контролируя производительность и выполняя несколько тестов на промывку водой, любой объект может определить лучшую комбинацию промывки водой. Результаты описанных выше испытаний показали, что в большинстве рабочих условий промывка деминерализованной водой, проводимая два раза в неделю, так же эффективна, как и использование водно-мыльных смесей. Еще несколько замечаний, касающихся очистки компрессора:

  • Хорошая фильтрация воздуха — ключ к продлению срока службы и предотвращению загрязнения компрессора.
  • Используемая вода должна быть деминерализована. Использование недеминерализованной воды может повредить турбину.
  • В тестах использовалась деминерализованная вода, а также мыльные растворы.
  • После всех промывок водой с растворителем следует ополаскивание водой.
  • После многочисленных промывок водой производительность компрессора ухудшится, и потребуется промывка кривошипа в автономном режиме.
  • Промывка в автономном режиме должна выполняться всякий раз, когда производительность компрессора снижается на 3–4%.
  • Неосмотрительно допускать накопление загрязняющих веществ до начала режима промывки водой, поскольку загрязняющие вещества будут смываться вниз по потоку, вызывая закупорку на последних стадиях.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *