Способы регулирования частоты вращения ГТУ (ГТУ 1-го рода, ГТУ 2-го рода)
Регулирование ГТУ І-го рода
В ГТУ І-го рода режим работы устанавливается за счет изменения температуры газа Т3 перед Т. Изменение количествава теплоты, подводимого в КС – достаточно сильное средство для этого, чтобы энергетическая установка могла работать на всех режимах в диапазоне от холостого хода до режима макс. мощности на валу (холост. ход – режим на котором машина обеспечивает только свою самоходность, но полезной мощности нет).Вместе с т-рой меняются также в небольшой степени частота вращения, давление перед Т (Р3) и расход газа. Изменение этих параметров можно видеть на характеристике ОК и Т.
Для каждой установившейся температуры газа Т30 на диаграмме можно построить свою характеристику AB и A’B’ – характеристики Т, связывающие давление газа перед Т и расход через нее.
Для одновальной ГТУ, служащей приводом генератора, работающего в сеть, вращение вала во всём диапазоне нагрузки должна быть неизменной или изменяться незначительно. В этих условиях рабочая линия на универсальной характеристике в первом приближении может быть представлена отрезком ab на линии CD, построенной для ОК при пост. частоте вращения. В действительности рабочая линия всегда занимает положение ab’.
Точка a – на пересечении характеристики Т (AB) и ОК (CD), определяет режим, при котором удовлетворяется уравнение балансов расхода воздуха через ОК и газа через Т. Это означает, что эта точка отмечает один из возможных установившихся режимов работы ГТУ при данной т-ре Т3a. Соответственно, точка b’ представляет другой установившийся режим работы ГТУ при иной начальной температуре Т3b. Соответственно, если точки a и b’ отвечают крайним по температуре Т3 режимам, то отрезок ab’ представляет раб. линию, охватывающую все возможные установившиеся режимы работы ГТУ. Как видно из диаграммы, расход газа через Т во всем диапазоне нагрузок изменяется сравнительно мало.
Регулирование ГТУ І І -го рода
Принцип регулирования таких машин основан на существенном, а иногда и значительном изменении расхода топлива. Это достигается выделением в особые группы ступеней ОК (КВД и КНД) с приводом от собственной Т (ТВД и ТНД). Каждый агрегат (Т+К) имеет свою частоту вращения и изменяет ее в процессе регулирования. При этом между валами имеется только газодинамическая связь. От количества таких выделенных агрегатов зависит число степеней свободы всей ГТУ.
Чаще всего используются двухвальные ГТУ с выделенной Т полезной мощности и трехвальные ГТУ с выделенной СТ и агрегатированными отсеками Т и ОК (КНД-ТНД и КВД-ТВД).
В ГТУ ІІ-го рода одновременно с изменением температуры Т3 существенно меняется и частота вращения выделенных в агрегаты отсеков, что влечет за собой также существенное изменение расхода РТ.
На характеристике Т и ОК двухвальной ГТУ представлен переход от точки a к точке b. Точка a лежит на пересечении характеристики Т (AB) и характеристики ОК (CD) при угловой скорости wa и температуре Т3a. Точка b лежит на другой характеристике ОК (C’D’) при иной угловой скорости. Точке b также соответствует своя характеристика Т (A’B’), построенная для температуры Т3b.
Рассматривая наклон линии ab можно сделать вывод, что уменьшение мощности ГТУ происходит не только непосредственно от снижения температуры Т3 ,но и за счет значительного снижения расхода РТ. В таком случае на режиме b температура Т3b может отличаться от ее значения Т3a на режиме a в гораздо меньшей степени, чем при такой же смене режимов в ГТУ І-го рода. В этом и состоит основное отличие типов регулирования.