Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 46. 16 december 1952 - Fartygsmaskineri med gasturbin, av Bengt Forsling
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
25 november 1952
1077
emellertid värmeväxlaren sig själv, och tryckfallet föll till
nästan det ursprungliga.
När gasturbinen ånyo startades efter uthållighetsprovet,
var tryck och inloppstemperatur till högtrycksturbinen
samt aggregatets totala termiska verkningsgrad ungefär
desamma som vid uthållighetsprovets början. Detta tydde
på att det mesta av beläggningen på högtrycksturbinens
skövlar hade fallit av efter avstängningen av aggregatet,
sannolikt under avkylningen på grund av skillnaden i
värmeutvidgning mellan beläggningen och skovelmaterial.
Denna förmodan stvrkes även av skovlarnas utseende i
högtrycksturbinen efter proven.
Någon försämring av kompressorn i slutet av proven
kunde icke märkas, ehuru aggregatet hade körts i 593 b med
ofiltrerad luft utan rengöring.
Provningsresultat
Provningsresultaten för de två viktigaste proven nämligen
fullastprov med dieselolja och överlastprov med tjock
eldningsolja har räknats om till 20°C temperatur på
ingående luft enligt följande tabell:
Bränsle
Dieselolja Tung eldningsolja
avläst korrigerat avläst korrigerat
Konipressorinlopp
temperatur ............. . "C 6 20 4 20
tryck .................. at a 0,992 1,030 0,996 1,030
Kompressorutlopp
temperatur ............. . °C 160 182 167 192
tryck .................. at a 3,919 4,095 4,220 4,361
Brännkammare, inlopp
temperatur ............. . °G 252 278 260 291
tryck .................. at a 3,910 4,054 4,177 4,316
Ilögtrycksturbin, inlopp
temperatur ............. . °G 556 598 589 640
tryck .................. at a 3,806 3,944 3,855 4,201
Låglrycksturbin, inlopp
temperatur ............. . °C 412 447 438 479
tryck .................. at a 1,588 1,646 1,652 1,707
Adiabatisk verkningsgrad
kompressor ............ . Vo 87,0 87,0 86,3 86,3
Ilögtrycksturbin ........ . »/o 85,2 85,2 84,3 84,3
lågtrycksturbin ........ . »/o 88,4 88,4 89,5 89,5
Värmeväxlare
gasens inloppstemperatur °C 344 375 361 398
gasens utloppstemperatur °C 250 276 258 289
tryckfall ............ mm vp 152 158 175 181
högtrycksturbin ........ r/m 5 850 5 996 6 000 6 171
lågtrycksturbin ........ r/m 2 800 2 870 2 940 3 020
Koinpressionsförhållande 3,98 3,98 4,24 4,24
Luftkvantitet ........... kg/s 12,5 12,6 13,6 13,6
Oljeförbrukning ....... kg/Ii 351 422 420 493
Generatoreffekt ......... kW 875 930 1 022 1 087
Oljeförbrukning .... kg/kWh 0,401 0,101 0,110 0,410
Termisk verkningsgrad . . Vo 21,1 21,1 21,4 21,4
Bränsleförbrukningen vid tomgång är ungefär 45 kg/h och
gasens inloppstemperatur i turbinen ca 400°C, om
lågtrycksturbinens varvtal hålles vid 1 500 r/m. Ökas
tomgångsvarvtalet till 3 000 r/m, stiger bränsleförbrukningen
till ungefär 90 kg/h, men inloppstemperaturen sjunker till
350°C. Dessa värden på bränsleförbrukningen gäller för
fortfarighet och utgör ca 12, resp. 24 °/o av
bränsleförbrukningen vid normal last.
Värmeväxlarens temperalurverkningsgrad uppgick till 50
—52 °/o, vilket är i god överensstämmelse med det
beräknade värdet. Provningsresultaten visar vidare, att
kompressorn och högtrycksturbinen icke är väl avvägda.
Kompressorn arbetar därför inte med sin bästa verkningsgrad.
Vid bedömning av provningsresultaten bör hänsyn tas till
att denna gasturbin provades och levererades i samma
utförande som den konstruerats, bortsett från justering
av luftfördelningen i brännkamrarna, att
värmeåtervinningen i värmeväxlaren är begränsad och att den normala
inloppstemperaturen är något lägre än den högsta som
kan tillåtas för ett aggregat av denna typ.
Start
Vid en normal start accelereras högtrycksturbinen med
kompressorn till ca 1 200 r/m (20 °/o av fullastvarvtalet),
för vilket ca 30 kW erfordras. Vid detta varvtal tänds
start-brännarna, vilka i sin tur tänder huvudbrännarna.
Högtrycksturbinen och kompressorn accelereras nu vidare,
samtidigt som effekten från startmotorn minskas. Denna
urkopplas automatiskt, när momentet fallit till noll, vilket
sker vid 1 800 r/m.
Under startperioden stiger turbinens inloppstemperatur
hastigt upp till en spets på ca 500°C. Temperaturen
sjunker därefter under aggregatets acceleration till ca 350°C
vid tomgång, då varvtalet för
högtrycksturbinen-kompressorn är ca 3 000 r/m.
Brännkammare
Provning och justering av brännkammare utförs i
provriggar, som arbetar med atmosfäriskt tryck (jfr Tekn. T.
1952 s. 733). Riggarna är utrustade med en centrifugalfläkt,
som ger ett tryck av ca 800 mm vp. och levererar luften
genom en rak ledning av tillräcklig längd för luftmätning
med strypfläns.
Luften till brännkammaren är i ett gasturbmaggregat
alltid förvärmd, dels genom temperaturstegringen i
kompressorn, dels genom värmetillskottet i värmeväxlaren, när
sådan finnes. Vid provriggen däremot är temperaturen
efter fläkten endast obetydligt över provrumstemperaturen.
För att man skall få korrekt lufttemperatur med
atmosfärsriggen förvärmer man luften i hjälpbrännkammare,
som är placerade i förbigångsledningen parallellt med en
strypventil i huvudledningen.
Provning vid atmosfärstryck förutsätter, att
driftförhållandena i en brännkammare under tryck kommer att bli
desamma, om luft-bränsleförhållandet och luftens
inlopps-temperatur är desamma, så alt alla luft- och
gashastigheter är oförändrade. Erfarenheterna med brännkamrarna
för marinaggregatet visade, att detta icke är fullt riktigt.
Lågan växer, och dess form ändras, samtidigt som
tendensen till sotbildning tilltar med trycket. Justering av en
brännkammare i rigg är dock mycket värdefull och
nödvändig, när provning under tryck ej kan utföras.
Värmeväxlare
Värmeväxlarnas uppgift är att överföra värme från
avloppsgaserna efter turbinen till den komprimerade luften
före brännkammaren. Genom inkoppling av en
värmeväxlare i gasturbinprocessen förbättras den totala termiska
verkningsgraden för anläggningen, men effekten för
samma luftmängd minskas till följd av ökade
ledningsförluster. Värmeväxlaren ökar således anläggningskostnaden men
reducerar bränslekontot. I värmeväxlaren i "Auris" ledes
luften inuti tuberna och avloppsgaserna på utsidan.
Tuberna har en jämförelsevis stor diameter och vid delning.
Gasen strömmar i ett pass antingen längs tuberna eller i
tvärström i rät vinkel inot tuberna. I det senare fallet
måste luften ledas i minst två pass. Längsgående
strömning har använts för gasturbinaggregatet på "Auris". Detta
utförande är lämpligt för marina gasturbinaggregat,
emedan det ger en liten tvärsektionsarea för värmeväxlaren,
så att värmeväxlaren kan byggas in i ett något förstorat
gasupptag.
Värmeväxlarens temperaturverkningsgrad är för "Auris"
av utrymmesskäl begränsad till 50 °/o. För framtida
marinaggregat kommer en betydligt högre värmeåtervinning —
ungefär 65 °/o temperaturverkningsgrad — att tillämpas.
För en bedömning av den praktiska gränsen för
värmeväxlarens storlek kan man använda en formel, baserad på
följande förenklande antaganden: perfekt
motströmsprincip, samma konstanta specifika värme för luft och gas,
inga värmeförluster till omgivningen.
Dessa antaganden är mycket nära korrekta med undantag
av "perfekt motströmsprincip", vilket vid jämförelse kan
ersättas med "lika avvikelser från perfekt motström".
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
