WWW.DOC.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные документы
 

Pages:   || 2 | 3 |

«2015 КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ ОРГАНИЗАЦИИ НА ДАЛЬНЕМ ВОСТОКЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ИМПОРТОЗАМЕЩАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА СУДОВОГО И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БОРУДОВАНИЯ НА БАЗЕ ...»

-- [ Страница 2 ] --

В ряду других шагов по поддержке отрасли, реализованных в последние годы стал комплекс мер по структурным преобразованиям. Его целью стало создание в отрасли ряда интегрированных структур для координации деятельности входящих в их состав научно-проектных и производственных организаций, что обеспечивает решение государственных задач по модернизации и пополнению корабельного состава ВМФ, по производству продукции гражданского назначения и морской техники для освоения континентального шельфа, а также осуществление поставок кораблей и оказание услуг иностранным заказчикам. Основной из интегрированных структур является ОАО "Объединенная судостроительная корпорация", в состав которой вошли почти все государственные активы ведущих проектноконструкторских бюро и крупнейших заводов.

Техническое перевооружение, модернизация и развитие отечественной судостроительной и судоремонтной отраслей полностью соответствует национальным приоритетам в области производства гражданских и военных судов на системной основе..

Эти национальные приоритеты были провозглашены и закреплены в следующих нормативных правовых актах:

Морская доктрина Российской Федерации на период до 2020 года (утверждена Президентом Российской Федерации 27 июля 2001 года).

Морская доктрина Российской Федерации является основополагающим документом, определяющим государственную политику Российской Федерации в области морской деятельности - национальную морскую политику Российской Федерации.

Морской доктриной определено, что в целях обеспечения национальной безопасности страны строительство современных морских судов для обновления российского флота – транспортного, научно-исследовательского, промыслового, морской техники для освоения месторождений нефти и газа на шельфе, объектов инфраструктуры для устойчивой работы Северного морского пути, средств спасения на море и других видов надводной и подводной техники новых поколений – должно осуществляться преимущественно на отечественных предприятиях.

Стратегия развития морской деятельности Российской Федерации до 2030 года (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 8 декабря 2010 г. N 2205-р).

Стратегия направлена на обеспечение интересов Российской Федерации в Мировом океане, предусмотренных в Морской доктрине Российской Федерации на период до 2020 года (далее - Морская доктрина), повышение эффективности основных видов морской деятельности, поддержание сбалансированности специализированного флота, а также на развитие морской деятельности в целом.

Стратегия сформирована с учетом определенных Морской доктриной критериев эффективности национальной морской политики - степени реализации краткосрочных и долгосрочных задач национальной морской политики, степени реализации торговым, рыбопромысловым, научноисследовательским флотом и другим специализированным флотом суверенных прав Российской Федерации в ее исключительной экономической зоне и на континентальном шельфе, свобод открытого моря в районах Мирового океана, способности военной составляющей морского потенциала России во взаимодействии с видами Вооруженных Сил Российской Федерации, другими войсками и воинскими формированиями обеспечить защиту интересов и безопасность Российской Федерации.

Стратегия в первую очередь направлена на достижение целей национальной морской политики, непосредственно связанных с социально-экономическим развитием Российской Федерации, обеспечением ее государственного суверенитета в территориальном море и внутренних водах, реализацией юрисдикции и защитой суверенных прав на континентальном шельфе и в исключительной экономической зоне, обеспечением безопасности морской деятельности, включая экономическую безопасность, использованием Российской Федерацией свобод открытого моря.

Государственная программа «Развитие судостроения на 2013–2030 годы» (принята 8 ноября 2012 года).

Ответственным исполнителем программы в соответствии с распоряжением Правительства является Минпромторг России. В реализации программы участвуют Росморречфлот и Росрыболовство.

Программа предусматривает реализацию подпрограмм развития судостроительной науки, развития гражданской морской и речной техники, развития производственных мощностей гражданского судостроения и материально-технической базы отрасли, государственной поддержки обеспечения реализации государственной программы военного кораблестроения, а также развития научного и производственного потенциала судостроительной промышленности.

Программа направлена на обеспечение независимой морской деятельности Российской Федерации и защиты ее государственных интересов в Мировом океане, морях и внутренних водах путем полного удовлетворения потребностей государства и бизнеса в современной конкурентоспособной отечественной продукции судостроения, на расширение объемов высокотехнологичного экспорта и увеличение вклада судостроительной промышленности в прирост внутреннего валового продукта (ВВП).

В состав программы интегрированы ФЦП «Развитие гражданской морской и речной техники» на 2009–2016 годы и комплекс мероприятий по обеспечению морскими средствами ФЦП «Развитие оборонно-промышленного комплекса Российской Федерации на 2011–2020 годы».

Программа направлена на реализацию государственной политики по повышению уровня технологического развития российской судостроительной промышленности, её конкурентоспособности на внутреннем и мировом рынках сбыта и определяет развитие этой отрасли промышленности до 2030 года.

В программе предусматривается решение следующих приоритетных задач:

создание опережающего научно-технического задела и технологий, необходимых для создания перспективной морской и речной техники;

укрепление и развитие научного, проектно-конструкторского и производственного потенциала отрасли;

обеспечение безусловного выполнения государственного оборонного заказа и государственной программы вооружения;

развитие кадрового потенциала судостроительной промышленности и закрепление его на предприятиях отрасли;

обеспечение эффективности работы отрасли и инвестиционной привлекательности отечественного судостроения, включая достижение уровня передовых стран по качеству судостроительной продукции.

В рамках реализации программы к 2016 году планируется:

разработать 1180 технологий, обновить производственные фонды научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро на 72%, до 2020 года повысить рост фондоотдачи предприятий судостроения в 1,4 раза по отношению к 2011 году, до 2030 года увеличить объём выпуска гражданской продукции российского судостроения в денежном выражении к 2011 году в 3,2 раза, повысить производительность труда по отношению к 2011 году в 4,5 раза.

В госпрограмме «Развитие судостроения на 2013-2030 гг.» упор делается на развитие судостроительной науки, формирование опережающего научнотехнического задела. Из объема бюджетных ассигнований по данной госпрограмме в размере 337 млрд рублей на эти цели предполагается использовать 261 млрд рублей (77%). На строительство и техперевооружение предприятий – только 27 млрд рублей (8%). В то же время, очевидно, что делать ставку на опережающий научно-технический задел бессмысленно при неразвитых производственных фондах. Соответственно, необходимо перераспределить финансирование, предусматриваемое в госпрограмме от науки в сторону производства, причем кардинальным образом.

Федеральная целевая программа "Развитие транспортной системы России (2010 - 2020 годы)" (далее именуется - Программа) (в ред.

Постановлений Правительства РФ от 20.05.2008 N 377, от 05.05.2013 N 401).

Государственный заказчик - Министерство транспорта Российской Федерации, госзаказчиками также являются отраслевые агентства.

К отрасли судостроения относятся следующие подпрограммы:

Подпрограмма "Морской транспорт" (Государственный заказчик подпрограммы - Федеральное агентство морского и речного транспорта).

Задачами подпрограммы являются: обеспечение роста перевозок грузов и пассажиров по социально значимым маршрутам; увеличение пропускной способности российских морских портов и провозной способности российского транспортного флота; обеспечение надежности и безопасности функционирования морского транспорта.

Важнейшие целевые индикаторы подпрограммы: объем перевалки грузов в российских морских портах составит в 2020 году 782,2 млн. тонн; дедвейт морского транспортного флота, контролируемого Российской Федерацией, возрастет до 23,8 млн. тонн; дедвейт морского транспортного флота под российским флагом возрастет до 11,2 млн. тонн; прирост производственной мощности российских портов составит 462,4 млн.тонн в год.

Объемы и источники финансирования - общий объем финансирования подпрограммы: 811 млрд.

рублей (в ценах соответствующих лет), в том числе:

средства федерального бюджета - 245,8 млрд.рублей; внебюджетные средства

- 565,2 млрд. рублей. Из общего объема финансирования капитальные вложения составляют 809,7 млрд. руб., научно-исследовательские и опытноконструкторские работы - 0,44 млрд. рублей, прочие нужды - 0,86 млрд. рублей.

Планируемое количество построенных судов, работающих на социально значимых маршрутах – 22 единиц. Поставки судов обеспечивающего флота – 65 единиц.

Подпрограмма "Внутренний водный транспорт" (Общее управление реализацией подпрограммы осуществляется государственным заказчиком подпрограммы - Федеральным агентством морского и речного транспорта).

Задача повышения конкурентоспособности внутреннего водного транспорта на основе обновления транспортного флота будет решена путем размещения крупных заказов на строительство сухогрузных и наливных судов грузоподъемностью 5 тыс. тонн для замены судов типа "Волго-Дон" и "Волгонефть".

Обновление обслуживающего флота предполагает строительство 352 судов, используемых на контроле состояния путевых условий на внутренних водных путях (обстановочных, экологического назначения, служебно-вспомогательных, для промерных и изыскательских работ, земснарядов).

Общий объем финансирования подпрограммы рассчитан в ценах соответствующих лет и составляет 244,6 млрд. рублей, в том числе за счет средств федерального бюджета 205,3 млрд. рублей и за счет средств внебюджетных источников - 39,3 млрд. рублей.

Подпрограмма "Развитие экспорта транспортных услуг".

Государственный заказчик - координатор: Министерство транспорта Российской Федерации.

Данная подпрограмма включает следующие проекты:

1) Комплексное развитие Мурманского транспортного узла, сумма инвестиций:

152 054,6 млн. руб., в том числе: федеральный бюджет 62 728,7 млн. руб.,

2) Создание сухогрузного района морского порта Тамань, сумма инвестиций:

228 040,2 млн. руб, в том числе федеральный бюджет: 76 040,2 млн. руб.

3) Развитие транспортного узла "Восточный - Находка" Приморский край), сумма инвестиций: 148400,4 млн. руб., в том числе федеральный бюджет: 28 506,7 млн. руб.

Однако фактически задачи первого этапа Стратегии развития судостроительной промышленности выполнены так и не были.

Единственной выполненной задачей данного этапа стало образование интегрированной управленческой структуры, которой стала сформированная в 2007-2009 гг. ОАО "Объединенная Судостроительная Корпорация" (ОСК).

Основная цель второго этапа – широкомасштабная модернизация и техническое перевооружение предприятий отрасли и создание новых объектов научно-производственной базы, начало строительства основных перспективных кораблей. Недостаточный технический уровень отечественных верфей, ограниченность их технологических возможностей привели к разработке проектов новых крупных судостроительных предприятий. Их продукция должна обеспечить передовой морской техникой программы освоения полезных ископаемых на шельфе, в первую очередь в Арктике, но строительство этих новых верфей по разным причинами затягивается. Таким образом, Россия по состоянию на 2012 год не может полноценно конкурировать с судостроителями Китая, Южной Кореи, Японии и ЕС.

Приказ Минпромторга России № 661 от 31 марта 2015 года "Об утверждении отраслевого плана мероприятий по импортозамещению в судостроительной отрасли Российской Федерации" Приказ Минпромторга России № 660 от 31 марта 2015 года "Об утверждении плана мероприятий по импортозамещению в отрасли транспортного машиностроения Российской Федерации" Приказ Минпромторга России № 645 от 31 марта 2015 года "Об утверждении плана мероприятий по импортозамещению в отрасли нефтегазового машиностроения Российской Федерации В условиях вступления Российской Федерации в ВТО ряд мер господдержки являются запрещенными (субсидирование экспорта), ограничены в применении (таможенное тарифное регулирование), трудно применимы (техническое регулирование), требуют значительного временного периода (таможенное нетарифное регулирование). Для большинства мер необходима сложная интерпретация – адаптация к условиям ВТО.

Как в целях стимулирования спроса, так и в целях безопасности, необходимо совершенствование действующих технических регламентов, нормативов и требований к плавающим средствам, направленное на ограничение использования физически и морально устаревших судов.

Для того, чтобы стать стимулом к развитию отечественного судостроения, эта мера должна быть подкреплена:

- ограничением поставки в Россию аналогичной иностранной продукции путем ужесточения технических регламентов на суда,

- системой поддержки спроса на продукцию отечественного судостроения, включая предоставление заказчикам налоговых льгот.

Важнейшей из таких системных мер видится «связанное» льготное финансирование со стороны государственных финансовых институтов (ГК «Внешэкономбанк» и др.) как заказчиков, так и производителей. В том числе, в рамках программы долгосрочных договоров на продукцию тяжелого машиностроения.

Обеспечение снижения себестоимости производства и уменьшения сроков строительства кораблей и другой продукции судостроения за счет следующих мер:

обеспечение оптимальной загрузки и распределения заказов между заводами соответствующей специализации предприятий и серийности заказов;

модернизация производства для применения современных технологий (крупноблочное строительство), повышения уровня межзаводской кооперации в рамках региональных центров, создание производственных кластеров с распределением функций (специализацией) и объединением ряда дублирующих производств, оптимизацией управления товарными запасами, доступными для всех предприятий региона;

повышение качества проектирования, внедрение PLM систем в связке КБ

- завод, применение 3х-мерного проектирования на ранних этапах проекта, создание типовых платформ и унификация технических решений;

повышение эффективности закупок материалов и оборудования:

внедрение на всех предприятиях механизмов конкурентных закупок в т.ч.

с помощью электронных площадок.

отказ или минимизация закупок от единственных поставщиков, путем целенаправленной работы центров судостроения и департамента закупок. Локализация производства зарубежного оборудования;

предоставление государственных гарантий взамен банковских по контрактам с государственными заказчиками (ФГУП «Росморпорт», ДГЗ МО РФ, ФГУП «Атомфлот» и другими).

Комплексные программы развития гражданского и военного судостроения России могут и должны стать локомотивом развития широкой кооперации с предприятиями тяжёлого машиностроения. На этих предприятиях могут изготавливаться отдельные узлы, агрегаты и даже готовые блоки для судостроения.

Внедрение такой кооперации позволит сократить сроки исполнения заказов, оптимизировать издержки, получать комплексный высокотехнологичный продукт гарантированного качества, осуществлять постоянный мониторинг хода изготовления продукции и локализовать максимум производства на территории РФ.

Отечественное судостроение в ближайшие десятилетия должно базироваться на решении общегосударственных задач, в которых велика доля судостроительной продукции, и которые определяют цели государственной программы.

Такими общегосударственными приоритетными направлениями являются:

обеспечение эффективной эксплуатации Северного Морского Пути, превращение Северного морского пути в национальную транзитную магистраль. Решение такой комплексной задачи требует в первую очередь строительства ледокольного флота, флота транспортных судов ледового плавания, новых технических решений, позволяющих рентабельно перевозить транзитные грузы.

эффективное и экологически безопасное освоение морских месторождений углеводородов на морском арктическом шельфе Российской Федерации. Основная техническая проблема, которая должна быть решена в ближайшие десятилетия - производство и доставка конечного продукта переработки углеводородного сырья по конкурентным ценам. К этой общегосударственной задаче примыкает задача добычи морских биологических ресурсов, что напрямую связано с обеспечением продовольственной безопасности Российской Федерации.

обеспечение транспортной доступности по внутренним водным путям для грузовых и пассажирских перевозок. Российская Федерация обладает внутренними водными путями протяженностью около 200 тыс. км, оснащенными системой каналов, соединяющих внутренние водоемы с внешними морями. Основной технической задачей для грузовых речных перевозок является максимально возможное продление сезона перевозок. В области пассажирских перевозок ставятся следующие технические задачи: обеспечение круглогодичных пассажирских перевозок при повышении скорости, комфортности и безопасности.

II раздел. Производство и эксплуатация судовых энергетических установок.

1. Судовые двигатели.

1.1. Судовые силовые установки.

Судовые силовые установки являются теплосиловыми комплексами, состоящими из котлов, машин, различных механизмов, теплообменных аппаратов, систем и приспособлений, преобразующих тепловую энергию, получающуюся при сгорании топлива или делении ядра расцепляющихся элементов, в механическую работу.

Судовые силовые установки по своему значению подразделяются на две основные категории:

1) главные судовые силовые установки (ГССУ), являющиеся неотъемлемой частью всякого самоходного судна. Они вырабатывают механическую энергию, передающуюся движительному комплексу, обеспечивающему движение судна с заданной скоростью;

2) судовые вспомогательные механизмы, предназначающиеся для обеспечения работы силовой установки и общесудовых нужд. Они подразделяются на палубные механизмы, обеспечивающие нормальную эксплуатацию судовых устройств, и судовые насосы, обслуживающие судовые системы, а также холодильные и водоопреснительные установки, вспомогательные котлы и т. д.

–  –  –

1 — низкооборотный дизель, непосредственно работающий на гребной винт; 2 — дизельредукторная установка; 3 — паротурбинная установка; 4 — газовая турбина; 5 — атомная установка; 6 — газотурбинная установка с электрической передачей на винт Двигатели, применяемые в судовых силовых установках, разделяются по роду рабочего тела, при расширении которого тепло превращается в работу, на две группы: к первой относятся двигатели внутреннего сгорания и газовые турбины, у которых рабочим телом является смесь газов, получившихся при сгорании топлива, а ко второй – паровые турбины и поршневые паровые машины, рабочим телом которых служит водяной пар.

Все эти двигатели в основном работают на жидком топливе. В отдельных случаях на судах, используется ядерное топливо; в этом случае единственным двигателем пока что является паровая турбина.

Выбор типа главной силовой установки судна производится в зависимости от ее мощности, а также от водоизмещения, назначения и условий эксплуатации судна и главных элементов судна.

Сравнение массы и стоимости энергетических установок представляет в благоприятном свете многомашинные установки со среднеоборотными дизелями и, пожалуй, прежде всего газовые турбины. Если в качестве главного судового двигателя принять газовую турбину, то можно уменьшить массу установки на 50% по сравнению с паровой турбиной и на 60% по сравнению с тихоходным дизелем, непосредственно работающим на гребной винт. При мощности 30 тыс. кВт экономия массы составляет от 1000 до 1500 т. Сравнение габаритов дает такие результаты: газовая турбина 20 тыс. кВт имеет длину 7 м, высоту 1,5 м, а массу всего 8,5 т. Длина же тихоходного дизеля примерно 20 м, высота около 10 м, а масса почти 1000 т. Если сравнивать энергетические установки в целом, а не только главные двигатели, разница будет несколько меньше, так как для газовой турбины требуются редуктор и сложная система каналов для подвода свежего воздуха и отвода отработавших газов.

Рис. 8. Энергетические установки с низкооборотным дизелем и газовыми турбинами.

Каждый тип судовой силовой установки имеет свои преимущества и недостатки. Так, поршневые паровые установки, наряду с простотой их обслуживания и надежностью в эксплуатации, имеют низкий коэффициент полезного действия, лежащий в пределах 10-15%. На судах новой постройки паровые поршневые машины почти не устанавливают.

Паротурбинные установки имеют значительные преимущества, заключающиеся в малых габаритах и малом весе установки при больших ее мощностях (достигающих 70 000 л.с.) и фактически неограниченных возможностях дальнейшего роста мощности. Большие выгоды и удобства представляет применение на судах газотурбинных установок.

Наиболее широкое распространение на современных судах находят дизельные установки (мощность которых доходит до 30 000 л. с.) благодаря высокой экономичности.

На судах с очень высокими маневренными качествами, таких, как ледоколы, буксиры, спасательные суда и т. п., используют электродвижение (приведение в действие движителей электродвигателями). В этом случае для питания электрической энергией гребных электродвигателей устанавливают главные электрические генераторы с вращением от двигателей внутреннего сгорания, от паровой или газовой турбины. Большинство советских ледоколов и ледокольно-транспортных судов имеют главные судовые дизельэлектрические установки.

Судовой двигатель является частью энергетической установки судна.

Двигатели для судов можно разделить на главные (ими обеспечивается движение судна) и вспомогательные (применяются как привод для насосов, электрогенераторов, вентиляторов и пр.).

Судовые двигатели могут выполняться в виде паровой турбины, двигателя внутреннего сгорания и газовых турбин.

Судовые двигатели должны обладать следующими характеристиками:

возможностью реверсирования, большим ресурсом, низкой трудоемкостью обслуживания, использованием энергоносителей тяжелых сортов, отсутствием ограничений по размерам и массе двигателя.

Двигатели должны отличаться особой конструкцией и оборудованием для каждого отдельного плавсредства в соответствии с требованиями специального регистра страны для привода движителей и вспомогательных агрегатов.

Наиболее распространено применение на судах дизельных двигателей, или двигателей внутреннего сгорания. Это обусловлено облегченными техническими характеристиками прибора и простотой его работы, а также невысокой стоимостью и низким расходом используемого топлива. Помимо ДВС, на судовом оборудовании используются паровые и газовые турбины.

Паровые турбины - оснащены паровым котлом, из которого топливо под высоким давлением поступает в лопатки турбины, таким образом, приводя ее в состояние вращения. Под воздействием такого эффекта, механическая энергия поступает в генератор для дальнейшего преобразования в электричество. По распространенности судовые газовые турбины значительно уступают дизельным двигателям и применяются для контейнеровозов, крупных танкеров, газовозов и прочих судов специального назначения. Мощность - до 80 Мвт.

Газовые турбины - применяются в качестве главного двигателя на военных кораблях и судах на воздушной подушке. Состоят из осевого компрессора, форсунка, компрессионной и рабочей турбин, камеры сгорания, редуктора, пускового мотора и газоотводной трубы.

Судовые паровые турбины обычно состоят из двух каскадов: высокого и низкого давления, каждый из которых через понижающий редуктор вращает вал гребного винта. На военно-морских судах часто дополнительно ставят небольшие турбины для крейсерского режима, которые используют для повышения экономичности, а при максимальных скоростях включаются мощные турбины. Каскад высокого давления вращается со скоростью 5000 об/мин.

–  –  –

На современных паровых судах питательная вода из конденсаторов в подогреватели подается через несколько ступеней нагрева. Нагрев производится за счет тепла рабочего тела турбины и отходящих топочных газов, обтекающих экономайзер.

Почти все вспомогательное оборудование имеет электрический привод.

Электрогенераторы с приводом от паровых турбин обычно вырабатывают постоянный ток напряжением 250 В. Используется и переменный ток.

Если передача мощности от турбины на винт осуществляется через редуктор, то для обеспечения заднего хода (обратное вращение винта) применяется дополнительная небольшая турбина. Мощность на валу при обратном вращении составляет 20–40% основной мощности.

Электропривод от турбины к гребному винту был очень популярен в 1930-е годы. В этом случае турбина вращает высокооборотный генератор, а выработанная электроэнергия передается на малооборотные электродвигатели, которые вращают гребной вал. КПД зубчатой передачи (редуктора) примерно 97,5%, электропривода – около 90%. В случае электропривода обратное вращение обеспечивается просто переключением полярности.

Газовые турбины появились на судах значительно позже, чем в авиации, поскольку выигрыш в весе в судостроении не так важен, и этот выигрыш не перевешивал высокую стоимость и сложность монтажа и эксплуатации первых газовых турбин.

Газовые турбины используют на судах не только как главные двигатели; они нашли применение в качестве приводов для пожарных насосов и вспомогательных электрогенераторов, где выгодны их небольшой вес, компактность и быстрый запуск. В военно-морском флоте газовые турбины широко применяются на небольших скоростных судах: десантных катерах, минных тральщиках, судах на подводных крыльях; на больших кораблях их используют для получения максимальной мощности.

Современные газовые турбины обладают приемлемым уровнем надежности, стоимости эксплуатации и производства. Учитывая их малый вес, компактность и быстрый запуск, они во многих случаях становятся конкурентоспособными с дизелями и паровыми турбинами.

Детальная классификация всех судовых двигателей осуществляется в соответствии со следующими критериями:

По характеру топливного расхода и сгорания;

По агрегатной мощности;

По способу цилиндрического воздухоснабжения;

По типу смесеобразования;

По способу воспламенения топливной жидкости или пара;

По частоте и направлению вращения вала;

По типу камер сгорания;

По быстроходности;

По расположению и количеству цилиндров;

По скорости поршня;

По способу отвода тепла.

Для судового двигательного оборудования важным аспектом является климатическое исполнение. Двигатель подбирается с учетом всех особенностей судна и его прямого предназначения.

Газотурбинный судовой двигатель.

1.2.

Газотурбиный судовой двигатель - это разновидность двигателя внутреннего сгорания. В основном, двигатель можно рассматривать как устройство для преобразования энергии, которое преобразует накопленную в топливе энергию в полезную механическую энергию в виде мощности вращательного движения. Термин “газ” относится к окружающему воздуху, который забирается в двигатель и используется в качестве рабочего тела в процессе преобразования энергии.

Этот воздух сначала всасывается в двигатель, где он сжимается, а затем смешивается с топливом, и смесь воспламеняется. Образующиеся горячие газы расширяются с высокой скоростью в ряде лопаток аэродинамического

–  –  –

Рис.10. Основные составные части.

Компрессор. Компрессор забирает воздух снаружи, а затем сжимает его и создает давление, воздействуя на молекулы воздуха с помощью ряда вращающихся и неподвижных лопаток компрессор.

Камера сгорания. В камере сгорания к находящимся под давлением молекулам воздуха добавляется топливо, и смесь воспламеняется. Нагретые молекулы расширяются и с высокой скоростью перемещаются в турбинную секцию.

Турбина. Турбина преобразует энергию высокоскоростного газа в полезную мощность вращательного движения, благодаря расширению нагретого и сжатого газа в ряде лопаток ротора турбины.

Выходной вал и редуктор. Мощность вращательного движения от турбинной секции передается оборудованию через выходной вал и редуктор.

Выхлоп. Выхлопная секция двигателя направляет отработанный газ из турбинной секции в атмосферу.

Турбины, в зависимости от используемого рабочего тела, бывают гидравлические, паровые и газовые. В зависимости от среднего направления потока через турбину они делятся на осевые, в которых поток параллелен оси турбины, и радиальные, в которых поток направлен от периферии к центру.

Краткая историческая справка.

Первым специально спроектированным судном с газотурбинной установкой (ГТУ) стало двухвинтовое накатное судно «Адмирал Каллаган»

водоизмещением 24 000 т, построенное в 1967 г. в Германии для нужд американского ВМФ. Его главная энергетическая установка (ЭУ) первоначально проектировалась в различных вариантах: с ПТУ и ГТУ. Сравнительный анализ проектов показал, что масса ГТУ оказалась на 50%, а занимаемый ею объем — на 8 % меньше, чем у ПТУ, что позволяло заметно увеличить грузовместимость судна.

Первым в мире гражданским морским судном, на котором были установлены газовые турбины длительного срока службы, стал построенный в 1968 г.

сухогруз «Парижская коммуна» дедвейтом 16185 т и скоростью хода 18,2 узла.

На нем применили установку типа ГТУ-20, состоявшую из двух одинаковых двигателей ГТУ-10 мощностью по 4350 кВт, работавших на общий двухступенчатый редуктор с передаточным числом 57,5.

В середине 1960-х гг. ГТУ малой и средней мощности нашли широкое применение на быстроходных отечественных судах. Пассажирские суда на подводных крыльях типа «Буревестник» и воздушной подушке типа «Сормович» снабжались одновальными двигателями АИ-20. Первое судно типа «Буревестник» построили в 1967 г., первый «Сормович» сдали в эксплуатацию в 1965 г. В качестве движителей на них использовались водометы и воздушные винты.

С начала 1970-х гг. газотурбинные установки стали использоваться в качестве главных двигателей для быстроходных транспортных и пассажирских судов. В 1971г. в Германии был построен контейнеровоз «Евролайнер», ставший головным в серии из четырех судов. Контейнеровоз дедвейтом 27900 т был оборудован двухвальной ГТУ мощностью 22200 кВт, позволявшей развивать ему скорость хода 26 узлов. В 1977 г. в Финляндии начал эксплуатироваться паром «Финн- джет», снабженный ГТУ мощностью 55200 кВт, обеспечивавшей ему скорость хода до 30,5 узлов. На этих судах были установлены турбины типов FT4A и FT4C. Они относились к авиационному типу и работали на легком топливе без регенерации теплоты. Основным недостатком этих установок являлась недостаточная экономичность.

Более экономичная установка с ТУК была использована на австралийском ролкере «Айрон монарх», построенном в 1973 г. Судно длиной 173 м и дедвейтом 14400 т оборудовали одновальной ГТУ длительного срока службы типа MS5112R с мощностью 12850 кВт.

В течение 1979—1987 гг. в эксплуатацию были сданы четыре отечественных газотурбинных ролкера типа «Капитан Смирнов» с установками М25, имеющими глубокую утилизацию тепла. Двухвальные суда дедвейтом 20000 т при суммарной мощности ЭУ 36800 кВт развивали скорость хода до 25 узлов при частоте вращения гребных винтов фиксированного шага 130 об/мин.

Одной из последних отечественных разработок в области судовых ГТУ является созданный в конце 1980-х гг. двигатель М37, предназначенный для быстроходных судов на воздушной подушке и подводных крыльях. Его мощность составляет 5880 кВт при частоте вращения гребного винта 860 об/мин, что позволяет обеспечивать судам скорость хода до 42 узлов.

Максимальная температура газов перед турбиной достигает 985 оС, удельный расход топлива равен 0,295 кг/(кВт-ч). Масса установки равна 7 т, расчетный срок ее службы до капитального ремонта должен составлять 8000 часов.

На развитие судовых ГТУ сильное влияние оказал быстрый рост стоимости судовых топлив, пришедшийся на начало 1970-х гг. После нескольких лет успешной эксплуатации началось их переоборудование в дизельные.

Несмотря на значительные успехи, достигнутые в ходе совершенствования конструкций ГТУ, в настоящее время их использование на судах гражданского назначения ограничено. Это, в первую очередь, связано с тем, что экономичность даже самых лучших газовых турбин значительно уступает экономичности МОД и СОД. Их эффективный КПД не превышает 32—37 % против 45—52 % у дизелей. В настоящее время затраты на топливо достигают 60 и более процентов всех эксплуатационных расходов по судну. Поэтому существующие типы ГТУ являются неконкурентоспособными по сравнению с дизелями. Основной областью их использования являются военные корабли.

В 1950—1970-х гг. вспомогательные ГТУ мощностью 50—300 кВт использовались в судовых и корабельных условиях в качестве привода электрогенераторов и некоторых вспомогательных механизмов (насосов, компрессоров), а также как главные двигатели шлюпок и других небольших плавсредств.

В качестве перспективной рассматривается одновальная ГТУ, приводящая в действие валогенератор и винт регулируемого шага, вращающийся с частотой 80—120 об/мин, оборудованная системой глубокой утилизации тепла.

Направлениями совершенствования ГТУ в будущем станут:

увеличение степени повышения давления и начальной температуры газа перед ТВД;

повышение КПД турбин и компрессоров;

дальнейшее развитие систем утилизации теплоты;

совершенствование способов охлаждения лопаток газовых турбин, разработка более эффективных систем охлаждения с меньшими расходами воздуха;

применение жаропрочных сплавов и покрытий.

Газовая турбина.

1.2.1.

По принципу действия газовая турбина аналогична паровой. Рабочей средой в них служат газы, образующиеся в результате сжигания жидкого топлива.

Газовые турбины используют, в качестве приводов для центробежных компрессоров в турбонаддувочных агрегатах ДВС. В газовых турбинах газы образуются в особой камере сгорания. Так как температура газов очень высока, что влияет на срок службы турбин, в камеру сгорания необходимо подавать намного больше воздуха, чем требуется для сжигания топлива. Из-за избытка воздуха температура рабочих газов понижается до 700—800°С.

На рисунке дана схема газовой турбины с так называемым открытым циклом, когда воздух забирается из атмосферы и отработавшие газы также выбрасываются в атмосферу. Тринадцати ступенчатый осевой компрессор приводится в действие специальной двухступенчатой газовой турбиной.

Сжатый до давления около 0,4 МПа воздух подается в камеру сгорания, служащую для получения и последующего охлаждения газов. Отработавшие газы проходят через турбину компрессорного двигателя; при этом их давление понижается до 0,17 МПа, а температура - с 750 до 580°С. Вторая - тоже двухступенчатая - газовая турбина является собственно рабочей турбиной, которая через редукторную передачу приводит в движение либо судовой движитель, либо генератор. В судовых газовых турбинах довольно часто применяются поршневые компрессоры, так называемые свободнопоршневые генераторы.

–  –  –

1 — осевой компрессор; 2 — форсунка; 3 — камера сгорания; 4 — компрессорная турбина; 5 — рабочая турбина; 6 — редуктор; 7 — пусковой мотор; в — сжатый воздух; 9 — газоотводная труба; 10 — отработавшие газы.

Газотурбинные двигатели устанавливают в основном на кораблях военноморского флота. На торговых судах они не оправдали себя; в настоящее время газовые турбины используют только на небольшом количестве судов.

Причинами понизившегося интереса к этому виду двигателей являются малый термический КПД, довольно большой расход топлива и высокая рабочая температура, требующая применения высокопрочных и дорогих материалов. К преимуществам газотурбинного двигателя относятся малые габаритные размеры по сравнению с достигаемой мощностью и небольшая собственная масса. Газовые турбины можно также использовать в качестве главных и вспомогательных двигателей на судах на подводных крыльях и воздушной подушке.

Детали газовых турбин (лопатки, диски, камера сгорания и др.) работают в области высоких температур, испытывают большие напряжения и подвержены действию сильно окисляющей среды. Для изготовления таких деталей применяют сплавы, содержащие никель, хром, ванадий, молибден, вольфрам, кобальт. Жаропрочные материалы газовых турбин должны обладать высокими пределами ползучести и длительной стойкости и противостоять коррозии в условиях высоких температур.

Детали, работающие при температурах до 823° К, изготовляют из малоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей с содержанием около 0,5% молибдена, а также из хромомолибденовых, хромомолибденованадиевых и кремнехромомолибденовых сталей. К ним относятся стали ЭН10, ЭН145 и др.

Для деталей (сопловых и рабочих лопаток, дисков, жаровых труб камер сгорания), работающих при температурах 773—923° К, используют стали аустенитного класса на хромоникелевой основе. Они содержат 14— 18% хрома и 9—30% никеля, имеют присадки титана, молибдена, вольфрама и ниобия. К этим сплавам относятся стали марок ЭИ69, ЭИ123, ЭИ405, 1Х18Н9Т, ЭИ417, ЭИ395 и др. Детали (сопла, лопатки, жаровые трубы камер сгорания), работающие при температурах 923—1073° К, изготовляют из сплавов на кобальтовой, никелевой и хромовой основе с присадками молибдена, вольфрама, ниобия.

Указанные материалы трудно поддаются механической обработке резанием, поэтому для облегчения изготовления деталей газовых турбин применяют прецизионное литье и прецизионную штамповку. В последнее время разрабатываются керамические и керамикометаллические материалы.

По конструкции газовые турбины принципиально не отличаются от паровых. Так как газовые турбины срабатывают меньшие теплоперепады, чем паровые, то они имеют в большинстве небольшое число ступеней (обычно одну или две).

Регулирование мощности газовой турбины осуществляется за счет изменения количества сжигаемого в камере сгорания топлива (в турбине отсутствуют регулирующие клапаны — сопловые).

Судовая Г'ГУ характеризуется относительной простотой и отсутствием целого ряда элементов оборудования, присущих современной паротурбинной установке. В состав судовой газотурбинной установки входит, газовая турбина, воздушный компрессор, камеры сгорания, редуктор, топливная система, система смазки, охлаждения и пуска, приборы контроля и управления. В ГТУ с регенерацией тепла и промежуточным охлаждением воздуха входят также теплообменники — регенератор и воздухоохладители.

В настоящее время судовые ГТУ выполняют двух типов:

1) турбокомпрессорные и 2) со свободно-поршневыми генераторами газа (СПГГ).

Для повышения экономичности работы ГТУ применяют регенеративный подогрев воздуха, поступающего в камеру сгорания, либо ступенчатое сгорание топлива в нескольких последовательных камерах сгорания, которые обслуживают отдельные турбины. Из-за конструктивной сложности ступенчатое сгорание применяют редко. С целью повышения эффективного к. п. д.

установки наряду с регенерацией используют двухступенчатое сжатие воздуха, при этом между компрессорами включают промежуточный охладитель воздуха, что сокращает потребную мощность компрессора высокого давления.

В ГТУ закрытого цикла отработавшее рабочее тело не поступает в атмосферу, а после предварительного охлаждения вновь направляется в компрессор.

Следовательно, в цикле циркулирует рабочее тело, не загрязненное продуктами сгорания. Это улучшает условия работы проточных частей турбин в результате чего повышается надежность работы установки и увеличивается ее моторесурс. Продукты сгорания не смешиваются с рабочим телом и поэтому для сжигания пригодно топливо любого вида.

Основными достоинствами газовых турбин по сравнению с паровыми являются: малые вес и габариты, так как отсутствуют котельная и конденсационная установка со вспомогательными механизмами и устройствами; быстрый пуск в ход и развитие полной мощности в течение 10— 15 мин; весьма малый расход охлаждающей воды; простота обслуживания.

Основные преимущества газовых турбин по сравнению с двигателями внутреннего сгорания являются: отсутствие кривошипно-шатунного механизма и связанных с ним инерционных сил; малые вес и габариты при больших мощностях (ГТУ по весу легче в 2— 2,5 раза и по длине короче в 1,5— 2 раза, чем дизели); возможность работы на низкосортном топливе; меньшие эксплуатационные расходы.

Недостатки газовых турбин следующие:

небольшой срок службы при высоких температурах газа (так,, при температуре газа 1173° К срок службы 500—1000 ч); меньшая, чем у дизелей, экономичность; значительная шумность при работе.

В настоящее время газовые турбины применяют в качестве главных двигателей морских транспортных судов. В отдельных случаях газовые турбины малой мощности применяют в качестве привода насосов, аварийных электрогенераторов, вспомогательных наддувочных компрессоров и др. Особый интерес представляют газовые турбины как главные двигатели для судов с подводными крыльями и судов на воздушной подушке.

В турбокомпрессорных ГТУ продукты сгорания перед поступлением в проточную часть турбины ввиду их значительной температуры приходится охлаждать до приемлемых температур путем подачи компрессором большого избытка воздуха. На привод компрессора затрачивается значительная доля мощности газовой турбины. В установках с поршневыми генераторами газа сгорание топлива осуществляется в отдельном цилиндре с последующим охлаждением продуктов сгорания. При их частичном расширении газ совершает частичную работу, используемую на привод поршневого компрессора. В качестве генератора газа обычно используют двигатель с противоположно движущимися поршнями в горизонтальном исполнении.

Рис. 12. Принципиальная схема газотурбинной установки СПГГ.

На рис. 12 показана принципиальная схема ГТУ со свободно-поршневым генератором газа. Во время рабочего хода поршни 1 расходятся от в. м. т.

(внутренний) к н. м. т. (внешний) и при обратном ходе — сближаются. Когда поршни находятся вблизи в. м. т. в цилиндр 3 через топливные форсунки 4 подается топливо, которое сгорает и образовавшиеся продукты сгорания, расширяясь, совершают рабочий ход. При рабочем ходе поршней 1 поршни 6 воздушных компрессоров сжимают воздух в буферных цилиндрах 10. Через нагнетательные клапаны 11 сжатый воздух поступает во внешний цилиндр 12.

В конце рабочего хода открываются выпускные окна 5 и затем продувочные окна 2, осуществляется выпуск газов и продувка цилиндра 3. Отработавшие в двигателе газы, смешиваясь с продувочным воздухом, охлаждаются и через ресивер Б направляются к газовой турбине А. Потенциальная энергия воздуха, сжатого в буферных цилиндрах, обеспечивает обратный ход поршней 1. При этом в буферные цилиндры всасывается атмосферный воздух через клапаны 9, а в цилиндре 3 двигателя происходит сжатие свежего заряда до параметров, обеспечивающих самовоспламенение топлива, впрыскиваемого через форсунки.

После этого цикл повторяется. Для синхронизации работы поршней используется зубчатое колесо 8 и рейка 7.

Газотурбинная установка подобного типа с четырьмя СПГГ мощностью 2940 квт установлена на лесовозах типа «Павлин Виноградов».

Газотурбинной установкой ГТУ-20 отечественного производства оборудовано крупнейшее сухогрузное судно «Парижская коммуна». Установка состоит из двух ГТУ-10 мощностью по 4775 квт каждая. Обе ГТУ-10 через двухступенчатый зубчатый редуктор приводят во вращение ВРШ.

Рис. 13. Принципиальная схема ГТУ-20

Принципиальная схема ГТУ-20 представлена на рис. 13. Атмосферный воздух в количестве 34,2 кг/сек поступает в осевой пятиступенчатый компрессор низкого давления 1, где сжимается до давления 0,23 Мн/м2, нагреваясь за счет сжатия до температуры 383° К. Из компрессора низкого давления воздух направляется в поверхностный промежуточный воздухоохладитель 7 с поверхностью охлаждения около 535 м2, где охлаждается забортной водой. Охлажденный воздух с температурой около 308° К поступает в осевой двенадцатиступенчатый компрессор высокого давления 6, где сжимается до 0,897 Мн/м2 и нагревается за счет сжатия до 473° К. Из компрессора высокого давления воздух направляется в трехходовой регенератор трубчатого типа 3 с поверхностью нагрева около 1340 м2, где нагревается до 608° К за счет теплоты отработавших газов ТНД 2. Нагретый воздух поступает в трубчатокольцевую камеру сгорания 4 с шестью жаровыми трубами диаметра 200 мм. В камеру сгорания подается мазут, при сгорании которого образуются продукты сгорания — газы. Газы давлением 0,854 Мн/м2 и температурой 1023° К попадают в двухступенчатую газовую ТВД 5, приводящую в действие компрессор высокого давления и специальную коробку передач, от которой приводятся в действие топливный насос и насос перекладки лопастей ВРШ. В ТВД газы расширяются до 0,413 Мн/м2 и температуры 863° К. ТВД кинематически не связана с ТНД. В двухступенчатой ТНД газы расширяются до давления, близкого к атмосферному, и температуры 648° К. Отработавшие газы ТНД проходят регенеративный воздухоподогреватель и с температурой 518° К направляются в утилизационный котел. ТНД приводит в действие компрессор низкого давления и через двухступенчатый редуктор 8 — ВРШ 9. Запуск установки осуществляется пусковым электродвигателем.

На рис. 14 показаны турбокомпрессорные агрегаты ГТУ-10. Турбина высокого давления 12 приводит в действие двенадцатиступенчатый осевой компрессор высокого давления 11, а турбина низкого давления 6 — шестиступенчатый осевой компрессор низкого давления

2. Обе турбины — двухступенчатые, однодисковые с развитыми диффузорами. Проставка 5 соединяет корпуса ТВД и ТНД и осуществляет подвод газа к ТНД. Компенсатор 7 воспринимает тепловое расширение проставки.

Внутренний корпус проставки имеет две диафрагмы 4, через которые подводится по трубе 13 воздух для охлаждения дисков ТВД и ТНД. Турбина высокого давления имеет двойной корпус 10 с изоляцией 9 между Рис. 14. Турбокомпрессорные агрегаты ГТУ-10 корпусами. Наружный корпус 8 охлаждается водой (дистиллат). Для восприятия осевых усилий турбокомпрессоры снабжены подшипниками скольжения. Упорные подшипники 1 одногребенчатые самоустанавливающиеся. Патрубок 3 служит для перепуска газа во время маневрирования, минуя ТНД.

В корабельных энергетических установках с ускорительными двигателями основная установка (паровая турбина, дизель) рассчитана на длительный срок работы па режимах малого и среднего хода. Обычно она же обеспечивает задний ход судна, а ускорительные двигатели — газотурбинная установка работают короткое время при полном переднем ходе. На полном ходу работают одновременно основная установка и ускорительная, которая дополняет мощность переднего хода до 100%. Поскольку мощность корабельной энергетической установки для режимов малого и среднего хода небольшая, то мощность ускорительных установок значительная. Применение ускорительных установок на кораблях (быстроходные катера) позволило получить комбинированные энергетические установки, обеспечивающие кораблю тактико-технические характеристики, недостижимые при других типах двигателей.

Рис. 15. Всережимная корабельная ГТУ.

На рис. 15 показана всережимная корабельная газотурбинная установка мощностью 4400 квт. Установка состоит из трех последовательно включенных турбин ТВД, ТСД и ТНД, ТВД вращает двухступенчатый центробежный компрессор высокого давления (КВД), ТСД работает на ВРШ через двухступенчатый редуктор и ТНД вращает осевой одиннадцатиступенчатый компрессор низкого давления (КНД). В установке применено двукратное промежуточное охлаждение воздуха и регенерация тепла отработавших газов.

Начальная температура газа 1100° К и давление 1,8 Мн/м2.

1.2.2. Паровая турбина судовая.

Тепловой ротативный двигатель, в котором энергия нагретого под давлением водяного пара преобразуется в механическую работу вращения вала. Паровая турбина (П.Т.) состоит из статора с неподвижными каналами, направляющих лопаток (сопел) и ротора с расположенными на нем рабочими лопатками, образующими рабочие каналы, вращающиеся вместе с валом. Различают активные П.Т., в которых расширение пара происходит в направляющих каналах, и реактивные, в которых пар расширяется и в направляющих, и в рабочих каналах. По параметрам пара П.Т. делятся на турбины высокого и низкого давления, которые могут располагаться как в одном, так и в нескольких корпусах (однокорпусные и многокорпусные турбины). По направлению движения потока пара П.Т. разделяют на радиальные и аксиальные, по числу ступеней (совокупности направляющих и рабочих каналов) - на одноступенчатые и многоступенчатые. КПД современных П.Т. находится в пределах 89-94%. П.Т. применяют в качестве главных двигателей (котлотурбинные и атомные энергетические установки) и вспомогательных приводящих в действие генераторы электрического тока, насосы и другой вспомогательные механизмы.

Паровые турбины в качестве главных двигателей широко применяют на крупнотоннажных сухогрузах и танкерах и быстроходных пассажирских лайнерах.

Турбины в отличие от других двигателей имеют следующие преимущества:

непрерывность рабочего процесса, обеспечивающая при установившемся режиме работы в каждой определенной точке проточной части турбины постоянство параметров во времени;

возможность использования расширения пара до весьма низкого противодавления, благодаря чему значительно увеличивается располагаемый теплоперепад и снижается расход пара;

отсутствие прямолинейно-возвратного движения рабочих частей, что обусловливает спокойную работу турбины, уменьшение потери на трение и нормальные условия эксплуатации;

низкое расположение центра тяжести, по сравнению с поршневыми двигателями, обеспечивающее улучшение остойчивости и мореходных качеств судна;

расположение вращающихся частей в закрытом корпусе (это создает безопасность обслуживания);

сосредоточение больших мощностей в одном агрегате, компактность и малый вес (80—95 кг/квт).

Основные недостатки паровых турбин:

нереверсивность, в связи с чем возникает необходимость установки специальных ступеней заднего хода, которые при работе турбины на переднем ходу вращаются вхолостую;

значительное увеличение удельного расхода пара, а следовательно, и уменьшение к. п. д. при малых и средних ходах;

высокая частота вращения, в результате чего между турбиной и движителем необходимо устанавливать передачи для понижения частоты вращения.

Судовые паровые турбины подразделяются по следующим основным признакам:

По назначению — главные, предназначенные для вращения гребного 1.

винта и обеспечения движения судна, и вспомогательные, применяемые в качестве привода вспомогательных механизмов машинно-котельного отделения: электрогенераторов, насосов, вентиляторов и др.

По принципу расширения пара — активные, реактивные и активнореактивные. Активные турбины в свою очередь могут быть с одной или несколькими ступенями давления, а каждая из ступеней давления может состоять из одной или нескольких ступеней скорости. Реактивные турбины всегда строятся многоступенчатыми, со ступенями давления. В активнореактивных турбинах несколько первых ступеней активные, а последующие — реактивные.

По параметрам свежего пара — низкого давления, работающие на 3.

насыщенном паре с начальным давлением до 29 бар; среднего давления, работающие на паре с давлением от 29 бар и температурой 375° С и выше, и высокого давления, работающие на паре с давлением от 60 бар и температурой 450° С и выше.

По давлению отработавшего пара — конденсационные с выпуском всего 4.

отработавшего пара в конденсатор, где поддерживается высокий вакуум, и с противодавлением, у которых давление отработавшего пара выше атмосферного. Главные судовые турбины являются конденсационными.

Вспомогательные турбины могут работать на конденсатор и на магистраль отработавшего пара с давлением выше атмосферного. Отработавший пар турбины с противодавлением используется для подогрева питательной воды, что приводит к повышению экономичности работы всей паротурбинной установки.

По числу протоков пара — однопоточные обычного типа, у которых поток 5.

пара протекает в одном направлении, и двухпоточные, у которых поток пара протекает в двух взаимно противоположных направлениях. Двухпоточные турбины применяют обычно в турбинах низкого давления с целью уменьшения высоты лопаток и диаметра турбины, а также в реактивных для уравновешивания осевых усилий.

По направлению вращения — реверсивные (со ступенями переднего и 6.

заднего ходов) и нереверсивные.

По количеству корпусов — однокорпусные, у которых вся проточная 7.

часть размещена в одном корпусе, и многокорпусные, проточная часть которых размещена в нескольких корпусах.

По расположению турбинного вала — горизонтальные и вертикальные.

8.

По способу передачи мощности — с прямой передачей мощности на вал 9.

рабочего механизма и с зубчатой, электрической или гидравлической передачей мощности.

10 По способу регулирования мощности — с дроссельным регулированием (качественное), с сопловым регулированием (количественное) и со смешанным регулированием (дроссельно-сопловое). Для главных судовых турбин обычно применяют смешанное регулирование.

Паровые турбины являются гидравлическими тепловыми двигателями, в которых в отличие от поршневых паровых машин и поршневых двигателей внутреннего сгорания не требуется преобразовывать возвратнопоступательное движение поршня во вращательное движение гребного винта.

За счет этого упрощается конструкция и решаются многие технические проблемы. Кроме того, паровые турбины даже при очень большой мощности имеют сравнительно небольшие размеры, так как частота вращения ротора довольно высока и в зависимости от типа и назначения турбины составляет от 3000 до 8000 об/мин.

Устройство судовых паровых турбин.

Каждая турбина включает в себя следующие основные конструктивные детали:

- неподвижные направляющие лопатки или сопла, в которых тепловая энергия пара за счет перепада давления и температуры преобразуется в кинетическую (энергия потока);

- направляющие лопатки как части ротора, при сквозном проходе, через которые кинетическая энергия пара производит работу.

Направляющие лопатки применяют в том случае, когда конечное давление расширения составляет более 55% давления пара на входе, в других случаях используют сопла. Скорость выхода пара из турбины достигает 500—600 м/с. Прохождение потока пара через сопло показано на рисунке.

Рис. 16. Прохождение пара в Стрелка символически показывает расширительном устройстве повышение скорости входа пара и паровой турбины.

одновременно рост кинетической энергии.

Использование кинетической энергии для совершения механической работы происходит следующим образом.

Выходящий из расширительных устройств пар попадает на вогнутые профили лопаток, отклоняется от них, изменяет свое направление и за счет этого воздействует тангенциальной силой на ротор. В результате создается вращающий момент, который вызывает вращение ротора турбины. Принцип действия ступени паровой турбины показан на рисунке ниже. Этот принцип может быть осуществлен за счет активного и реактивного действия пара.

Ступень активной паровой турбины:

1 — направляющие лопатки; 2 — рабочие лопатки; 3 — вал ротора.

В активных турбинах тепловая энергия преобразуется в кинетическую непосредственно в неподвижных расширительных устройствах; по обеим сторонам венца рабочих лопаток действует одинаковое давление. В реактивной турбине только часть тепловой энергии в неподвижных расширительных установках преобразуется в кинетическую. В каналах между рабочими лопатками происходит дальнейшее падение давления и превращение оставшейся тепловой энергии в кинетическую, которая используется там Рис. 17. Ступень реактивной паровой турбины одновременно для выполнения механической работы. По обеим сторонам ротора рабочих лопаток в реактивной турбине действуют различные давления, которые вызывают дополнительное осевое усилие, стремящееся вращать ротор в направлении основного потока пара. Ступень реактивной турбины изображена на следующей рисунке. Здесь показано осевое усилие, возникающее из-за перепада давления перед венцом рабочих лопаток и за ним.

Современные паровые турбины главной энергетической установки состоят обычно из двух корпусов. В одном корпусе находится ротор турбины высокого давления, а в другом — низкого. Каждая турбина состоит из нескольких ступеней, которые в зависимости от вида турбины обозначаются как ступени давления или ступени скорости. Рабочий пар последовательно проходит через неподвижные венцы расширительных устройств и венцы рабочих лопаток. Так как объем пара во время процесса расширения постоянно увеличивается, рабочие лопатки по мере падения давления должны быть длиннее.

В корпусе турбины низкого давления находятся особые венцы рабочих лопаток турбины заднего хода. Турбины главной энергетической установки на судах, гребные винты которых имеют изменяющийся шаг, не нуждаются в турбинах заднего хода. Наряду с турбинами главной энергетической установки в машинных отделениях судов устанавливают вспомогательные турбины, которые служат для привода генераторов, насосов, вентиляторов и т. д. Иногда их используют и на судах с дизельной энергетической установкой, например на танкерах, в качестве турбогенераторов или грузовых насосов с турбоприводом.

–  –  –

1 — турбина высокого давления; 2 — турбина низкого давления; 3 — подшипник вала турбины;

4 — редуктор: 5 — подшипник вала с фундаментом; 6 — подшипник вала турбины; 7 — гребной винт; 8 — управляющий клапан переднего хода; 9 — управляющий клапан заднего хода.

Параметры рабочего пара современных паровых турбин главной энергетической установки достигают 7,85 МПа при температуре перегрева от 510 до 520°С. Расход пара равен 2,72 кг/(кВт-ч), в то время как в поршневых паровых машинах в зависимости от типа и конструкции он составляет 5,4—8,2 кг/(кВт-ч). Мощность турбин главной энергетической установки в настоящее время достигает 36 800 кВт, удельный расход топлива — 272 г/(кВт-ч). Почти до 1920 г. частота вращения главных паровых турбин подгонялась к частоте вращения гребного вала, в связи с чем строили турбины с очень большим диаметром ротора. Для возможности увеличения частоты вращения турбин независимо от частоты вращения гребных винтов между турбинами и гребными валами стали устанавливать редукторные передачи.

Применение паровых турбин в судостроении.

Последние 40 лет паровая турбина доминировала на судах-газовозах в качестве пропульсивной установки, дизель-электрическая установка с использованием двух видов топлив, газа и мазута (Dual Fuel Diesel Electric engine — DFDE), заметно потеснила позиции паровой турбины и в последние годы становится нормой для судов-газовозов. Если еще в 2007 г. доля турбин на газовом флоте составляла около 85 %, то уже к 2010 г. она снизилась до 25 %. Первые два судна с двухтопливными дизельными двигателями, Provalys и Gaz de France energy, были спущены на воду в 2006 г., а к 2010 г. таковых стало уже более 30.

Около 10 лет назад фирма Wrtsil и другие компании изучали применение газодизельных двигателей в комплексе с электродвигателем. В настоящее время ведутся разработки по внедрению двухтактных газодизельных двигателей совместно с двумя компрессорными установками. Некоторые суда оснащаются двухтактными дизельными двигателями с установкой для повторного сжижения газа (diesel and reliquification unit — DRL).

ПТУ без промежуточного перегрева пара менее экономичны, чем поршневые двигатели, однако затраты для переоборудования на газообразное топливо незначительны. Высокая надежность и долговечность главных турбозубчатых агрегатов (ГТЗА), непрерывность рабочего процесса и, как следствие, отсутствие циклических термических напряжений, более низкие затраты на строительство, техническое обслуживание и ремонт обеспечивают Газовоз «Гранд Анива»

достаточно низкие фрахтовые ставки и способствуют дальнейшему поступлению заказов на постройку газовозов с ПТУ. Кроме того, перспективными являются ПТУ с промежуточным перегревом пара, обладающие КПД не менее 35–37 %, которые в комплексе с энергосберегающими мероприятиями по выработке электроэнергии легко могут конкурировать с альтернативными поршневыми двигателями. Как известно, исходя из назначения судна, условий и дальности плавания определяется доля водоизмещения, предназначенного для судовой энергетической установки (СЭУ) вместе с запасами топлива, масла и воды. Распределение между сухой массой и расходными составляющими определяется всем комплексом тактикотехнических и технико-экономических требований к СЭУ.

Главный двигатель — судовая паровая турбина MS 36-2 (рис.19 ) производства Mitsubishi Heavy Industries. Главные котлы MB 3E (2 шт.) той же фирмы. Тип котла — двухбарабанный, водотрубный, с горелками для топлива двух видов.

Параметры пара: 6,0 МПа и 515 °С; максимальный расход пара 55 тыс. кг/час (15,28 кг/с). Пар поступает в турбину высокого давления (ТВД) через 5 сопловых клапанов. Различные комбинации открытых сопловых клапанов обеспечивают количественное регулирование: 100, 90, 75, 50 и 20 % номинальной мощности. Конденсатно-питательная система включает в себя конденсатор, деаэратор и другое оборудование. Главный конденсатор (ГК) поверхностного типа с камерой охлажденного пара производства Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Поверхность охлаждения — 2860 кв. м, расход охлаждающей воды — 11 500 м3/час, расстояние между трубными досками — 5 м, диаметр тру-бок — 19 мм, толщина стенок — 0,7 мм.

Рис. 19. Компоновка главного турбозубчатого агрегата танкера-газовоза «Гранд Анива»

Условия эксплуатации судна (скорость хода, осадка, дифферент, ветер, волнение моря, течения, глубина воды, состояние атмосферы и др.) могут значительно изменяться, следовательно, турбина всегда работает на переменных режимах.

В эксплуатации номинальная характеристика гребного винта может быть обеспечена только при комплексе номинальных условий: соответствующая осадка, чистый корпус, чистая и глубокая вода номинальной плотности, отсутствие ветра, течений и др. Любое отклонение условий от номинальных влияет на относительную поступь винта и его характеристику, следовательно, на соотношение скорости судна и оборотов гребного вала. Изменение мощности судовых турбин практически всегда связано с изменением расхода рабочего тела. При этом устанавливаются новые обороты, другие окружные скорости рабочих лопаток, изменяются распределение давлений, теплоперепадов и реактивности по ступеням. В результате изменяются КПД отсеков и турбоагрегата в целом. Кроме того, уменьшение расхода пара приводит к снижению параметров пара в регенеративных отборах и падению экономичности тепловой схемы ПТУ.

Пропорционально расходу пара изменяется давление в отборах и, соответственно, температура подогрева питательной воды. Эти изменения столь значительны, что влияют на выбор параметров. Например, при питании деаэратора из второго отбора, при нагрузке турбоагрегата менее 30 % может прекратиться самотечный выход газов в атмосферу, что недопустимо. Для обеспечения подогревателей и особенно деаэраторов паром стабильного давления при всех ходах судна и маневрах применяются трубопроводы и автоматические устройства подпитки системы от главных котлов. При питании теплообменников свежим паром регенеративный процесс не осуществляется, но обеспечивается надежность и стабильность работы котельного оборудования и конденсатно-питательной системы.

Переменные режимы работы турбины характеризуются изменением мощности, расхода пара и частоты вращения, что в свою очередь приводит к уменьшению коэффициента полезного действия машины. Величина снижения КПД зависит от типа парораспределения и его конструктивных особенностей, параметров пара, конструкции турбины, аэродинамических характеристик ее лопаточных аппаратов и других факторов.

С уменьшением расхода пара на ПТУ снижается производительность парогенераторов и вспомогательных механизмов. Нагрузка питательного, конденсатного и топливного насоса падает пропорционально мощности ГТЗА, однако нагрузка масляных и циркуляционных насосов, эксгаустеров, вентиляторов в машинно-котельном отделении (МКО) может оставаться на прежнем уровне..Котельный вентилятор вследствие одновременного снижения подачи и напора уменьшает потребление энергии быстрее падения мощности на гребном валу.

Морской нефтегазовый комплекс.

2.

Проекты освоения месторождений на шельфе существенно отличаются от проектов разработки наземных месторождений. Главная их особенность — высокие затраты и недостаточность места для размещения оборудования.

Если в районах мира с мягким климатом и глубокими водами установлены отдельные специализированные платформы, то для районов с суровыми климатическими условиями, ледовым периодом, каковой является Арктика, количество и размер платформ будет ограничено до минимума. Они должны полностью охватывать буровые, добывающие, капремонтные, жилые и факельные функции в едином монолитном блоке.

Под морским нефтегазовым промыслом понимается комплекс сооружений, обеспечивающий бурение и эксплуатацию нефтегазовых скважин в море, транспорт нефти и газа по трубопроводам к береговому терминалу или плавучему нефтехранилищу. Морской нефтегазовый промысел в условиях

Арктики, как правило, включает следующие объекты:

- морскую ледостойкую платформу (в дальнейшем ЛСП),

- подводный и наземный трубопроводы к плавучему нефтехранилищу и береговому производственному комплексу;

- плавучее нефтехранилище с оборудованием для швартовки танкера (функционирует на 1-ом этапе эксплуатации месторождения в условиях без ледового периода);

- береговой производственный комплекс;

- береговую базу снабжения;

- береговой жилищно-бытовой комплекс;

Морская ледостойкая платформа состоит из опорной части и верхнего строения, в состав которого входит энергетический комплекс, обеспечивающий электроэнергией и теплом технологические процессы, жилой комплекс и комплекс жизнеобеспечения. При этом, основными условиями, определяющими технические требования к энергетическому комплексу, к составу его оборудования являются режимы работы ЛСП, а также обеспечение потребителей электроэнергией и теплом.

Энергетический комплекс обеспечивает следующие режимы работы ЛСП:

бурение нефтегазовых скважин;

бурение и одновременная добыча нефти и газа;

бурение, добыча и транспортировка нефти и газа;

добыча нефти и газа;

добыча и транспортировка нефти и газа;

аварийный режим работы, учитывающий отключение основного энергоисточника.

В качестве основных источников электроснабжения используются газотурбогенераторы и дизельгенераторы. В качестве источников тепла используются утилизационные котлы, устанавливаемые на газоотводах дизелей и турбин. Диапазон потребляемой электрической мощности в зависимости от типа ЛСП составляет от 1,5-2,0 до 50 МВт, а на некоторых ЛСП и более.

Обеспечение потребителей электроэнергией указанных мощностей осуществляется от автономных источников единичной мощностью от 2 до 30 МВт и общей установленной мощностью от 4 до 100 МВт.

Выбор типа привода дизеля или турбины производится для каждой ЛСП на стадии ТЭО; при этом исходят из положения, что при потребляемой мощности более 4 МВт целесообразно использование газотурбогенераторных установок.

Одним из главных факторов экономичной работы энергетического комплекса является возможность его функционирования на углеводородном сырье, добываемом непосредственно на ЛСП (как нефтяного газа, так и нефти с минимальной ее подготовкой).

Электротехнический комплекс ЛСП представляет собой совокупность подсистем, обеспечивающих выработку, распределение, преобразование и использование электрической энергии, а также управление указанными подсистемами.

Электрооборудование ЛСП характеризуется широким спектром уровней напряжений:

переменного тока - 10 кВ, 6 кВ, 660 В, 380 В, 220 В;

постоянного тока - 800 В, 440 В, 220 В, 110 В, 24 В.

Энергетический комплекс ЛСП включает:

- газотурбинные или дизельные двигатели;

- турбогенераторы или дизельгенераторы;

- котельные утилизационные установки;

- котлоагрегаты;

- топливные системы, обеспечивающие подготовку и подачу топлива, резервуары

- запаса топлива и т. д.;

- масляную систему, обеспечивающую обработку, подачу и хранение масла;

- систему охлаждения;

- электротехническое оборудование,

- системы газоотвода газотурбогенераторов;

- систему сбора отработанного масла;

- блок опреснительных установок;

- дренажную систему, обеспечивающую сбор и отведение маслосодержащих сточных вод ;

- микропроцессорную систему автоматического управления электротехнической и теплотехнической частями энергетического комплекса.

Морская платформа ПА-Б установлена в Охотском море на Пильтунском участке Пильтун-Астохского нефтегазоконденсатного месторождения.

Платформа ПА-Б предназначена для проведения процесса бурения скважин, круглогодичной добычи нефти, газа и конденсата в условиях Сахалинского шельфа с учетом ледовых условий, низких температур, ветровых и волновых режимов, сейсмических нагрузок, характерных для данного района.

Рисунок 20. Внешний вид платформы ПА-Б

Система энергоснабжения.

Обеспечение платформы ПА–Б электроэнергией и теплом предусматривается от автономного энергетического комплекса, включающего основные энергоисточники и резервные источники электроэнергии. На платформе также предусматриваются аварийные источники электроэнергии и система бесперебойного электропитания. Производство электроэнергии для платформы предусматривается с использованием двух газотурбинных электрогенераторов, способных работать на двух видах топлива и обеспечивающих максимальную потребляемую мощность платформы, включая потребности системы поддержания пластового давления (ППД). Параметры генераторов выбраны таким образом, чтобы один генератор мог удовлетворить максимальную потребность в электроэнергии при бурении, добыче и транспортировке нефти и газа, составляет 24,0 мВт. Закачка воды в пласт предусматривается при работе двух генераторов. Работа газотурбинных электрогенераторов предусматривается на природном газе и дизельном топливе.

Газовые турбины в комплекте с генератором широко используются как на морских платформах, так и на материковых нефтяных месторождениях. В процессе проектирования газовых турбин особое внимание уделяется обслуживанию, что обеспечивает минимальные потери времени при техобслуживании газотурбинного оборудования. Благодаря возможности работы на газах с низшей теплотворной способностью газовые турбины заслужили свою репутацию в процессе утилизации попутного нефтяного газа и широко применяются для постоянного и резервного энерго- и тепло обеспечения нефтяных месторождений, нефте- и газоперерабатывающих комплексах, компрессорных станциях.

–  –  –

возможность работы в режиме тригенерации (выработка электроэнергии, тепла и холода);

надежность запуска составляет более 98,8% тех. обслуживание через 8000 часов;

практически полное отсутствие вибраций;

снижение издержек нефтедобычи.

В рамках государственной программы «Разработка технологий создания морского ГТД мощностью 8 МВт с полным ресурсом до 100 тысяч часов на базе российского газотурбинного двигателя гражданского назначения» специалисты предприятия ведут работы по созданию системы автоматического управления для газотурбинного привода главного механизма и системы автоматизации судового энергоблока мощностью 8 МВт.

Уникальный гражданский ГТД Е70/8РД морского исполнения с автоматическим переходом с жидкого (дизельного) топлива на газообразное без потери мощности предназначен для электростанций на объектах нефтегазового комплекса, связанных с береговой линией, шельфовой зоной, с возможным применением на буровых платформах, погрузочно-разгрузочных терминалов, заводов по сжижению газа и плавучих электростанций. Кроме того, универсальный ГТД Е70/8РД может использоваться в составе главных энергетических установок судов (газовозов, скоростных грузопассажирских паромов, ледоколов).

Рис. 22. Двухтопливный газотурбинный двигатель Е70/8РД

В настоящее время реализуется стратегия Федеральной целевой программы по техническому перевооружению и развитию производственных мощностей судостроения для разработки и производства конкурентоспособной судостроительной продукции, становления научно-экспериментальной базы и критических технологий в судостроении. У российских корабелов появился опыт строительства ряда крупных нефтегазовых объектов: самоподъемной буровой платформы «Арктическая» (завод «Звездочка»), ледостойкой платформы для Приразломного месторождения («Севмашпредприятие»), опорного основания для платформы «Моликпак» и модификации платформы «Орлан» (Амурский судостроительный завод), ряда полупогружных платформ для норвежской компании Moss Maritime AS (Выборгская судоверфь).

3. Ведущие производители паро- газотурбинных судовых установок.

3.1. Зарубежные.

Примерами зарубежных авиадвигателей, переработанных для использования в качестве судовых, могут служить ГТД LM1500 и LM2500 (оба фирмы "General electric"), FT4A и FT9 (обa "Turbo Power & Marine System"), "Spey" фирмы "Rolls Royce" и др.

General Electric – одна из крупнейших мировых корпораций, производитель многих видов техники включая локомотивы, энергетические установки, газовые турбины, медицинское оборудование и многое другое.

Газовая турбина LM2500 используется в промышленности и на море.

В промышленности: производство электроэнергии и комбинированное производство энергии (тепло и электроэнергия), на суше и в открытом море.

На море: система обеспечения движения военных суден, паромов и круизных судов.

Rolls-Royce Group plc (Шаблон:Lse) — британская компания, специализирующаяся на производстве оборудования для авиации, судов и энергетического оборудования. Rolls-Royce является мировым лидером в области морских силовых установок, инжиниринга и гидродинамических испытаний.

Компания Wrtsil на сегодняшний день является одним из крупнейших производителей газовых двигателей. Фирма Wrtsil имеет 40-летний опыт разработки газовых двигателей для морского транспорта, однако настоящим прорывом стало введение технологии комбинированного использования топлива в середине 1990-х годов. В настоящее время около 180 морских судов уже оборудовано силовыми установками, работающими на двух видах горючего. Удачным проектом данной компании является поставка с последующим монтажом силовых установок на танкер-продуктовоз дедвейтом 25000 тонн «Bit Viking», построенный в середине 2011 года для судоходной компании «Statoil». Морское судно было оснащено двумя силовыми агрегатами типа Wrtsil 6L50DF, работающее на дизельном топливе и сжиженном природном газе. Данное судно является пока единственным в мире с двухтопливной судовой установкой, причем прекрасно эксплуатируется в суровых зимних условиях Северного моря.

Mitsubishi Heavy Industries, Ltd (MHI) — японская компания, входит в Mitsubishi Group. Штаб-квартира — в Токио. Компания занимает 273 место в Fortune Global 500 за 2011 год.

Появилась в 1934 году в результате слияния авиастроительной и кораблестроительной ветвей Mitsubishi.

Корпорация MAN Diesel & Turbo, специализируется на разработке надежных силовых дизельных двигателей, а также комбинированных энергетических установок. Свой первый газовый агрегат ME-GI разработала и тестировала в мае 2011 года.

Дальнейшим развитием судовой установки может стать агрегат MC-GI, работающий на двух видах топлива, способный сжигать природный газ и дизельное топливо в любой пропорции, в зависимости от источника потребления энергии на борту судна.

MTU-AeroEngines GmbH, Мюнхен - это открытая акционерная компания с оборотом 3,5 миллиарда долларов США, в которой трудятся около 7000 работников. Компания MTU проектирует и производит авиационные, судовые и промышленные газотурбинные установки, а также осуществляет их техническое обслуживание.

Scania – компания мирового масштаба, производитель тяжелого грузового транспорта, городских и туристических автобусов, деятельность которого развертывается в Европе, Латинской Америке, Азии, Африке и Австралии.

Вдобавок компания Scania выпускает промышленные и судовые двигатели, создает продукцию для технического обслуживания, а также предлагает финансовые услуги.

В России Scania представлена с 1993 года, с 1998 года работает ООО «СканияРусь», которая является динамично развивающейся компанией и поставляет на российский рынок не только высококачественную технику, но также предлагает исчерпывающий комплекс по ее обслуживанию. Сегодня Scania уже имеет широкую сервисную сетью во всех регионах России.

Государственное предприятие «Научно-производственный комплекс газотурбостроения «Зоря» – «Машпроект» — один из ведущих в мире разработчиков и производителей газотурбинной техники. Входит в мировую тройку уникальных предприятий — создателей газотурбинных установок.

За 60 лет существования предприятия разработано и освоено производство 4-х поколений газотурбинных двигателей мощностью от 2,5 до 110 МВт и десятки проектов зубчатых передач передаваемой мощностью до 70 МВт, изготовлено и поставлено заказчикам около 4000 судовых и промышленных двигателей и тысячи редукторных передач. В настоящее время идет разработка новых турбин пятого поколения.

Газотурбинными установками «Зоря» – «Машпроект» оснащены более 500 кораблей 20 государств. За последнее время комплекс выполнил поставки корабельных газовых турбин для ВМС Индии, Греции, России, Китая, США и ряда других стран. Производство судовых газотурбинных установок занимает в общих объемах около 14 процентов. Исторически главным и постоянным заказчиком остается ВМФ России, в составе которого находится наибольшее число кораблей, оснащенных установками предприятия.

3.2. Отечественные.

ОАО «НПО «Сатурн» – двигателестроительная компания, специализирующаяся на разработке, производстве и послепродажном обслуживании газотурбинных двигателей для военной и гражданской авиации, энергогенерирующих и газоперекачивающих установок, военных кораблей и гражданских судов. ОАО «НПО «Сатурн» входит в состав Объединенной Двигателестроительной Корпорации (ОДК), которая является дочерней компанией (созданной для управления двигателестроительными активами) ОАО «ОПК «ОБОРОНПРОМ».

Е70/8РД – морской двухтопливный газотурбинный двигатель (ГТД) для применения в составе силовых установок широкого спектра судов, привода электрогенераторов и газовых компрессоров в составе морских и приморских промышленных объектов малой и средней мощности (от 8 МВт и выше).

Конструктивные особенности • 10-ступенчатый компрессор высокого давления

• кольцевая камера сгорания • 2-ступенчатая турбина высокого давления • 3-ступенчатая силовая турбина Применение Е70/8РД – основа газотурбинного электрогенератора СГТГ-8

Варианты применения Е70/8РД:

• судовые системы электродвижения

• суда/платформы разведочного бурения

• суда/платформы для добычи, переработки и хранения углеводородов

• буровые платформы, обеспечивающие эксплуатацию морских нефтегазовых месторождений (добыча, погрузка/перекачка по трубопроводам нефти и газа)

• береговые/припортовые/плавучие комплексы по переработке, погрузке, перекачке углеводородов, сжижению природного/попутного газа

• трубопроводные магистрали (перекачивающие станции) для транспортировки углеводородов, эксплуатируемые в условиях морского/арктического климата

Преимущества:

• возможность работы на различных видах топлива: газообразном (природный газ, попутный нефтяной газ) и жидком (керосин, дизельное топливо)

• возможность переключения с одного вида топлива на другое без останова двигателя

• высокий КПД и топливная эффективность

• конструкция, специально разработанная для применения в морских условиях

• высокие показатели надежности и ресурсов ГТД и агрегатов на их основе (газогенератор, проверенный в эксплуатации в составе газотурбинных приводов ГПА)

• конструкция, специально разработанная для применения в морских условиях, одобрена Российским Морским Регистром Судоходства

–  –  –

М70ФРУ Разработка - ОАО «НПО «Сатурн»

Серийное производство - ОАО «НПО «Сатурн»

М70ФРУ – морской газотурбинный двигатель мощностью 14 000 л.с., разрабатываемый по заказу ВМФ РФ и предназначенный для установки на корабли и суда всех классов.

Массогабаритные характеристики, мощности и оборотности силовых турбин обеспечивают возможность применения двигателя М70ФРУ на целом ряде построенных ранее и эксплуатирующихся в настоящее время в России и за ее пределами боевых кораблей различных классов.

Наличие вариантов, работающих на газовом топливе, позволяет применять М70ФРУ в качестве приводов электрогенераторов и газовых компрессоров (нагнетателей) на любых гражданских морских и приморских объектах, имеющих доступ к газовому топливу (плавучие электростанции, морские буровые платформы, припортовые заводы и т.д.).

–  –  –

М75РУ Разработка - ОАО «НПО «Сатурн». Серийное производство ОАО «НПО «Сатурн».

М75РУ – морской газотурбинный двигатель мощностью 7000 л.с., разработанный по заказу ВМФ РФ.

Испытания опытного ГТД М75РУ, ставшего первым российским корабельным газотурбинным двигателем, были начаты в 2003 г. Акт государственной комиссии по приемке ГТД М75РУ максимальной мощностью 7000 л.с. подписан 25 ноября 2006 г. На базе М75РУ будет создано семейство двигателей для ВМФ России, Пограничной службы и гражданских судов.

–  –  –

ЗАО «Турборус». В него вошли от России Рыбинское конструкторское бюро моторостроения (в настоящее время ОАО НПО «Сатурн»), Концерн НПО «Аврора» и ООО «Турбокон», а со стороны Украины – НПП «Машпроект» и ПО «Зоря» (ныне – ГП НПКГ «Зоря – Машпроект»).

Цели, задачи и направления решения проблемы обеспечения потребностей российского ВМФ при строительстве и эксплуатации надводных кораблей с газотурбинными энергетическими установками определены «Концепцией создания и применения газотурбинных двигателей и агрегатов на надводных кораблях ВМФ», утверждённой Главнокомандующим ВМФ.

ЗАО «Турборус», руководствуясь данной Концепцией, обеспечило использование уникального опыта, накопленного ГП НПКГ «Зоря – Машпроект»

за более чем пол века деятельности по созданию и поставке корабельной газотурбинной энергетики, сохранение широкой кооперации по комплектующим и материалам, организацию сервисного обслуживания боевых кораблей ВМФ РФ, оснащённых газотурбинными энергетическими установками, на всех флотах и флотилиях ВМФ РФ.

Наиболее значимыми проектами ЗАО «Турборус» за 20 лет были:

- создание корабельного газотурбинного двигателя (ГТД) 4 - го поколения М90ФР, газотурбинного агрегата М56Р и дизель - газотурбинного М55Р на его основе;

- организация сервисного обслуживания боевых кораблей ВМФ РФ, оснащённых ГТА, на всех флотах и флотилиях ВМФ РФ;

- организация ремонта ГТД кораблей ВМФ РФ, находящихся в эксплуатации;

- активное участие в создании на предприятии – соучредителе ЗАО «Турборус»

- ОАО «НПО «Сатурн» конструкторской школы морского газотурбиностроения, обеспечившей появление на свет первых российских морских ГТД 4-го поколения М75РУ (мощностью 7 тыс. л.с.) и М70ФРУ (мощностью 14 тыс. л.с.).

Аэросила, научно-производственное предприятие.

Производство:

Паровые и газовые турбины и двигатели, Турбины газовые судовые, Турбины паровые судовые, Турбины на отработанном выхлопном газе, Турбины на отработанном, мятом паре и др.

Открытое акционерное общество «Пензадизельмаш» - крупное, специализированное предприятие по производству дизелей и турбокомпрессоров, а также комплектующих узлов для дизелестроительных заводов, основанное в 1949 году.

ОАО «Пензадизельмаш» входит в состав ЗАО «Трансмашхолдинг»

(www.tmholding.ru), крупнейшей российской компании, объединяющей ведущие предприятия транспортного машиностроения.

Завод остается единственным в России предприятием, обеспечивающим дизель-генераторами типа Д50 и турбонагнетателями (турбокомпрессорами) железнодорожный транспорт, судо-, дизеле-, тепловозостроение и другие отрасли промышленности.

Пензенский дизельный завод известен также как один из ведущих производителей турбокомпрессоров. Сегодня 5 основных видов турбокомпрессоров типа ТК для тепловозных, судовых, стационарных, автомобильных дизелей мощностью 200-400 лошадиных сил.

Калужский турбинный завод, ОАО.

Открытое акционерное общество «Калужский Турбинный Завод» (ОАО “КТЗ”) крупнейший в России заводизготовитель паровых турбоагрегатов малой и средней мощности, один из лидеров российского энергетического машиностроения.

Паровые турбины и паровые турборедукторные установки для механического привода технологического оборудования:

- турборедукторы с противодавлением мощностью от 505 до 1650 кВт (дымососы, сетевые насосы);

- турборедукторы судовых насосов мощностью от 235 до 810 кВт;

- паровые турбины конденсационные мощностью от 1500 до 6000 кВт (компрессоры, питательные насосы, нагнетатели).

И.др.

4. Структурная схема процесса производства паровых и газовых турбин.

4.1. Организация технологической подготовки производства.

Процесс создания и производства машин охватывает несколько связанных между собой этапов: от разработки конструкции машин, технологии их изготовления до производства, включающего испытание, отладку, отделку и отправку заказчику.

Технологии это сами операции добычи, обработки, переработки, сборки, монтажа, ремонта, технического контроля, транспортирования, складирования, хранения. Все операции могут быть выявлены в процессе производства паровых и газовых турбин.

Совершенствование методов обработки и сборки, применение станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и обрабатывающих центров заставило привести в соответствие и методы технического контроля ведущихся процессов.

К важнейшим показателям, характеризующим технико-экономическую эффективность технологического процесса, относятся:

- удельный расход сырья, полуфабрикатов и энергии на единицу продукции;

- качество и количество готовой продукции;

- уровень производительности труда;

- интенсивность процесса;

- затраты на производство;

- себестоимость продукции.

Достигнутые показатели эффективности техпроцесса не следует рассматривать как конечную цель технологической подготовки производства, рассчитанной на длительный период. Технология должна постоянно развиваться, обновляться и совершенствоваться по мере развития техники.

Рассматривая парогазотурбинное производство в свете характеристик типа производства, следует отнести его к серийному с отдельными участками мелкосерийного типа (цилиндры, роторы), среднесерийного (диски, диафрагмы) и крупносерийного (рабочие и направляющие лопатки).

В парогазотурбиностроении, особенно в лопаточных цехах для обработки крупных лопаток, широко используется поточный метод организации производства с применением специальных и специализированных станков.

Для обработки крупных деталей (цилиндры, роторы, диски, диафрагмы) создаются групповые поточные линии, которые в отличие от поточных линий обработки одних и также массовых деталей служат для одновременной обработки различных, но технологически однородных деталей с одинаковым или близким технологическим маршрутом. Оборудование в групповой поточной линии устанавливается в соответствии с последовательностью выполнения технологических операций для изготовления типовой, или комплексной, детали, т. е. такой детали, для которой используется наибольшее количество операций.

Для отдельных типов операций, например для обработки пазов под лопатки в роторах газовых турбин, расточки цилиндров высокого давления по половинам, фрезерования косых разъемов у диафрагм и других наиболее сложных и трудоемких операций, обычно применяются специальные станки. При использовании универсальных станков их приходится модернизировать и снабжать групповыми наладками.

Режущим инструментом служат резцы различных типов, сверла, метчики, фрезы, развертки, зенкеры и др. При выборе типа и конструкции режущего инструмента необходимо учитывать метод обработки, размеры и конфигурацию обрабатываемой детали, требуемую точность обработки, материал обрабатываемой детали, тип станка, характер производства.

При обработке деталей машин абразивными инструментами основным режущим инструментом является абразивный круг. Обработка деталей производится на шлифовальных станках. Процесс механической обработки осуществляется с удалением металла с обрабатываемой поверхности, но не в виде стружки, а в виде металлической пыли. При шлифовании достигается высокая точность обработки.

Для повышения прочности деталей, работающих в условиях ударной нагрузки, для предупреждения их растрескивания при работе в коррозионных средах, повышения маслопоглощающих свойств обработанной поверхности применяют дробеструйное наклепывание. Обработанную заготовку подвергают многочисленным ударам дробинок из чугуна, стали, алюминия или стекла.

Твердость в результате наклепа повышается.

Другие виды обработки металла давлением (калибрование отверстий шариком или оправкой, редуцирование или формообразование деталей методом обжатия и др.) также предназначены для повышения прочностных свойств металла и получения требуемых параметров шероховатости.

Основной вид оборудования любого машиностроительного и, следовательно, турбиностроительного завода – это металлорежущие станки. Металлорежущий станок – машина для обработки резанием металлических и других материалов, полуфабрикатов или заготовок с целью получения из них изделий путем снятия стружки металлорежущим инструментом.

Станки подразделяются:

по специализации:

- универсальные (для выполнения разнообразных операций на изделиях широкой номенклатуры);

- широкого назначения (для выполнения ограниченного числа операций на изделиях широкой номенклатуры);

- специализированные (для обработки однотипных изделий разных размеров);

- специальные (для обработки изделий одного типоразмера);

- агрегатные (специальные, состоящие из нормализованных деталей, узлов, силовых головок);

по управлению:

- с ручным управлением (вручную производится загрузка и установка заготовок, пуск, переключение режима обработки, холостые движения, снятие изделия);

- полуавтоматы (вручную установка заготовок, пуск, снятие изделия, автоматически остальные движения цикла);

- автоматы (автоматически все рабочие и холостые движения; человек осуществляет контроль за циклом работы);

- автоматические линии (группы автоматов, объединенные системой транспортировки заготовок от одного к другому);

- станки с числовым программным управлением (закодированная программа, введенная в станок и посылающая преобразованные импульсы на исполнительные и управляющие механизмы, обеспечивает все рабочие и холостые движения);

по точности:

- нормальной точности - Н (большинство универсальных металлорежущих станков);

- повышенной точности - П (изготавливают на базе станков нормальной точности);

- высокой точности – В;

- особо высокой точности – А;

- особо точные – С;

по массе:

- легкие (до 1 т);

- средние (до 10 т);

- тяжелые (10 – 100 т);

- уникальные (свыше 100 т).

Наконец, станки подразделяются по характеру выполняемых работ и применяемого режущего инструмента (например: токарный, фрезерный, разрезной, расточный, долбежный, карусельный, сверлильный, шлифовальный, строгальный, протяжный и т. д.).

Технологическая подготовка производства на турбинных заводах осуществляется отделами главного технолога (ОГТ) и главного металлурга (ОГмет). Ведущим отделом в технологической подготовке производства является ОГТ. Возглавляют ОГТ главный технолог и его заместители по каждому виду производства (например, газотурбинного и паротурбинного) и еще один заместитель по перспективной технологии для всех имеющихся на заводе видов производства.

Согласно организационной структуре, заместителю главного технолога по турбиностроению подчинены 3 отдела:

1) турбинный с секторами технологии: паровых турбин, газовых турбин, узлов регулирования и разных мелких деталей;

2) лопаточного производства с секторами: технологическим, конструкторским (инструментов и приспособлений), развития технологии.

3) конструкторский (проектирование специальных режущих и измерительных инструментов и приспособлений для всех турбинных деталей, кроме рабочих и направляющих лопаток).

В ведении заместителя главного технолога по перспективной технологии находятся два отдела:

1-й – экспериментальный с 4 секторами: заказов специальных станков, наладки специальных станков, лаборатории резания, универсальносборных приспособлений (УСП).

2-й – отдел маршрутизации с секторами: подготовки производства, маршрутизации, бюро копирования.

Отдел нормирования непосредственно подчинен главному технологу и производит нормирование технологических процессов, разрабатываемых технологическими секторами всех видов производства.

Технологическая подготовка производства начинается уже с процесса конструирования машин и заключается в обеспечении контроля технологичности конструкции новых машин, а также выбора видов заготовок.

Процесс технологической подготовки производства в ОГТ начинается в отделе маршрутизации после получения чертежей и спецификаций из отдела главного конструктора. Чертежи поступают непосредственно в отдел маршрутизации ОГТ.

Первым документом, с оформления которого начинается системная плановая технологическая подготовка производства в ОГТ, является "Ведомость материалов" (ВМ). ВМ составляют на изделие в целом или на его части. На турбинных заводах, имеющих дело с крупными изделиями, ВМ составляют по частям, соответствующим цехам-исполнителям сборки этих частей. После составления ВМ технологи отдела маршрутизации разрабатывают технологические маршруты для каждой позиции ВМ, руководствуясь в основном типовыми технологическими процессами.

Разработка технологического маршрута называется расцеховкой. После расцеховки ВМ передается соответствующим технологическим бюро ОГТ.

ВМ предназначена для технологической подготовки производства.

На этом этапе она представляет собою организующее начало для осуществления слаженной работы по технологической подготовке производства всех технических отделов, а также всех звеньев аппарата заводоуправления:

плановых, экономических, снабжения и кооперирования.

Технологическую подготовку производства можно разделить на три периода:

подготовительный, освоения и совершенствования. Подготовительный период включает в себя разработку всей технической документации (чертежи турбины, технологическая документация, чертежи специального оснащения) и изготовление специального оснащения в металле. Период освоения определяется временем освоения производства новой турбины и заканчивается выпуском головного образца. В течение этого периода допускаются некоторые отступления от запроектированной технологии, связанные обычно с отсутствием полного комплекта оснастки для специальных видов оборудования или с другими причинами. Период совершенствования технологических процессов изготовления турбин начинается после полного освоения производства нового объекта по запроектированной технологии и длится практически до полного окончания его производства.

В Единой системе технологической подготовки производства (ЕСТПП) задача разработки технологических процессов рассматривается с позиции типовых и стандартных технологических процессов, обеспечивающих максимальную применимость на различных предприятиях машиностроения.

Процесс конструирования, т. е. создания изделия, состоит из нескольких стадий, охватывающих период замысла и период оформления рабочей документации. На всех стадиях создания изделия ведутся работы по обеспечению технологичности конструкции.

Технологичность конструкции изделия – это совокупность свойств конструкции, которые обеспечивают его изготовление, ремонт и техническое обслуживание по наиболее эффективной технологии по сравнению с однотипными конструкциями того же назначения.

Процесс отработки технологичности конструкции изделия направлен на снижение трудоемкости изготовления изделия и его себестоимости.

Этот процесс связан с условиями изготовления, которые определяются:

- типом производства (единичное, серийное, массовое);

- организацией производства;

- специализацией производства;

- программой выпуска;

- повторяемостью выпуска.

Основой проектирования технологических процессов механической обработки, сборки или других способов являются производственная программа, рабочие чертежи машин и технологические условия на их изготовление. Такие чертежи состоят из рабочих чертежей деталей выпускаемой машины, сборочных чертежей узлов и общего вида машины.

Технические условия на изготовление машины определяют требования, в зависимости от которых выбирают методы обработки и сборки.

При проектировании технологических процессов механической обработки деталей и сборки изделия необходимо решить следующие вопросы:

– определить тип производства и организационные формы выполнения технологического процесса;

– осуществить выбор заготовок с определением их черновых размеров;

– разработать маршрут механической обработки с указанием последовательности технологических операций и методов обработки;

– произвести выбор оборудования, исходя из его технических характеристик, выбор приспособлений, режущего и измерительного инструментов;

- подсчитать количество оборудования, потребного для обработки детали и изделия в целом;

– определить режимы резания на выбранных станках и нормы времени на обработку по каждой операции;

– указать квалификацию рабочих на каждой операции;

– оценить технико-экономическую эффективность запроектированного технологического процесса;

– провести оформление всей документации по технологическим процессам.

4.2. Особенности турбинного производства.

1. Относительно малое число турбин, одновременно находящихся в производстве. План производства крупных турбин на заводах показывает, что их выпуск в месяц редко превышает одну, две, это относится и к выпуску турбин средних и малых мощностей.

Одновременное изготовление нескольких турбин одного и того же типа, как правило, не ведется.

Исключение составляют газовые турбины небольших мощностей.

2. Отсутствие опытного образца турбины. Первый образец нового типа турбины не является опытным. В первоначальной стадии эксплуатации первого образца турбины в производство запускают следующий экземпляр этого типа турбины.

Уточнение чертежей, технологического процесса и оснастки происходит параллельно с изготовлением турбины.

3. Продолжительность цикла изготовления турбин больших мощностей составляет 5-8 мес., а турбин малых мощностей 2,5-3 мес. Изготовление первого головного образца турбины новой марки составляет 12-18 мес.

4. Оборудование, применяемое для изготовления турбин, в основном универсальное. Для обработки наиболее крупногабаритных деталей (корпус цилиндров) в настоящее время применяют многоцелевые специализированные станки с максимальной концентрацией всех видов обработки.

5. Объем разметочных работ составляет около 6,5 %, а объем слесарных работ с учетом механизированного инструмента по паровым и газовым турбинам соответственно 40-45 и 50-55 %.

Приведенные технико-экономические показатели являются в основном общими для турбостроительных заводов. Поэтому турбинное производство можно отнести к мелкосерийному.

Изготовление диафрагм и турбинных лопаток и др. сборочных единиц и деталей имеет характер крупносерийного и массового типа производственного процесса.

Особенностями технической подготовки производства паровых и газовых турбин являются большая сложность и длительная предварительная подготовка самого производства. Срок конструкторской подготовки производства при проведении экспериментально-исследовательских работ для отдельных турбин больших мощностей 12-30 мес. Этот срок включает разработку технического проекта турбины с утверждением его у заказчика и выпуск рабочих чертежей.

Разработка технологического процесса, проектирование специальной оснастки и режущего инструмента, их изготовление в инструментальных цехах завода занимает время от 4 до 8 мес. Общий срок технической подготовки производства является весьма продолжительным и превышает сроки изготовления головного образца турбины.

Турбостроительные заводы имеют специальные участки и стенды, на которых осуществляются испытательные работы по отработке наиболее ответственных деталей и узлов турбины. Каждая турбина после окончательной сборки на специальном стенде завода испытывается. Только после испытаний турбины отгружают заказчику.

Производственная система представляет собой группу станков, последовательно обрабатывающих одну заготовку. Для массового изготовления применяются специализированные производственные системы, называемые автоматическими линиями. Такая линия состоит из отдельных станков (фрезерных, сверлильных, расточных), связанных между собой системой перемещения деталей от одного станка к другому. Автоматические линии позволяют удешевить массовое производство однотипных деталей.

4.3. Технологии сборки.

Заключительной частью технологического процесса изготовления машины является сборка турбины. Сборка турбины – определенная последовательность операций по соединению отдельных деталей и узлов машины, составляющих готовое изделие или часть его. В процессе сборки выполняют взаимную пригонку сопрягаемых деталей, координацию и соединение их между собой, подготовку турбины к испытаниям и фиксацию в формуляре турбины полученных на заводе изготовителе данных сборки.

Сборка турбины, как и любой другой машины, подразделяется на общую и узловую. Построение технологического процесса и графика ведения сборочных работ зависит от степени рационального расчленения конструкции турбины на сборочные узлы. Подготовка турбины к сборке проводится на стадии конструирования машины и разработки чертежей.

Сборка основана на разных методах решения размерных цепей. Таких методов существует пять: 1) метод полной взаимозаменяемости; 2) метод неполной взаимозаменяемости; 3) метод селекции; 4) метод доводки или изготовления деталей по месту; 5) метод компенсаторов.

Применение тех или иных методов сборки либо их сочетаний должно оправдываться технико-экономическими соображениями производства или выгодами эксплуатации.

Организация сборки турбины связана с числом выпускаемых изделий, их конструкцией, размерами и назначением. Первоначально из отдельных деталей собирают менее сложные сборочные узлы, потом из отдельных деталей и ранее собранных узлов собирают более сложные узлы, механизмы или сборочные единицы, а затем и машину в целом.

Наиболее часто в турбостроении применяется стационарный метод сборки, сущность которого состоит в том, что собираемая турбина или узел на протяжении всего цикла сборки неподвижны и находятся на одном рабочем месте или сборочном стенде. Все материалы, детали, узлы, необходимые для сборки изделия, доставляются к месту сборки. Здесь же сосредоточены инструменты и приспособления, необходимые для выполнения сборочных работ.

Более совершенный подвижный метод сборки, который характеризуется тем, что собираемый узел или турбина перемещаются относительно специализированных рабочих мест, на которых выполняют определенную часть процесса сборки. Подвижный метод сборки может быть как со свободным, так и принудительным перемещением собираемого узла. Свободное движение характеризуется транспортированием изделия с одного рабочего места на другое вручную или при помощи обычных подъемно-транспортных средств.

Время пребывания на каждом рабочем месте различное. Принудительное движение собираемого узла относительно рабочих мест осуществляется со строго определенной скоростью, так как собираемый узел установлен на конвейере или тележках, связанных между собой.

Нормальному ведению сборочных работ способствует правильная организация заводского планирования, т. е. своевременное обеспечение сборочных участков и цехов деталями и узлами турбины. Для четкой организации сборочных работ составляют схемы и графики сборки. Схемы дают наглядное представление о составе узла или машины в целом. Такими схемами могут быть схемы комплектации и непосредственно схемы сборки.

Если схемы относятся к организационно-технологическим документам, то графики сборки являются планово-экономическими разработками и составляются исходя из технологических процессов производства турбин.

График позволяет определить объем и продолжительность выполнения сборочных работ. Наиболее совершенным является сетевой график, с помощью которого можно наглядно определить, какие работы могут выполняться параллельно, а какие – последовательно. Сетевой график сборки является составной частью общего сетевого графика изготовления турбины, что позволяет своевременно изготовить заготовки деталей и обеспечить планомерный и ритмичный выпуск и отправку готовых изделий.

В основе проектирования технологического процесса сборки турбин лежит принцип соблюдения всех требований к качеству турбин, указанных в сборочных чертежах и технических условиях, при использовании наиболее экономичных и производительных методов и средств сборки.

Весь технологический процесс сборки машин разделяется на операции, каждая из которых представляет собой законченную часть технологического процесса и может выполняться самостоятельно, независимо от других работ (например, мойка, очистка, пригонка, центровка, установка болтов и затяжка гаек и т. д.).

Операции различают по виду работ и по сложности выполнения.

Соответственно при заполнении карт технологического процесса сборки в них указывается профессия и квалификация (разряд работы) исполнителя.

Разделение процесса сборки на операции позволяет установить последовательность выполнения работ; точнее определить потребность в нормальных и специальных инструментах и приспособлениях, необходимых для выполнения каждых отдельных работ, и своевременно подготовить их;

определить время, необходимое для выполнения каждой отдельной операции и общей сборки всего изделия; определить потребное количество рабочих по специальностям и квалификации; составить график выполнения работ;

обеспечить лучшее планирование работ и контроль за их выполнением.

Сборка турбины заключается в установке корпусов цилиндров и подшипников, узлов статора и роторов в положение, обеспечивающее надежную работу турбины в течение всего периода ее эксплуатации. Это достигается центровкой всех узлов турбины (корпусов турбин и подшипников, роторов, опорных вкладышей, сопловых аппаратов, обойм, диафрагм, обойм уплотнений, маслозащитных колец и других деталей).

Условия сборки газовых и паровых турбин во многом сходны.

Последовательность сборки турбины зависит от ее конструкции.

Для большинства конструкций современных двухцилиндровых турбин принята следующая последовательность сборки:

– подготовка стенда для сборки турбины;

– крепление фундаментных рам к корпусу турбины и подшипников;

– установка и центровка опорных вкладышей, установка и центровка корпусов турбин и подшипников;

– проверка центровки роторов по полумуфтам;

– сбалчивание полумуфт;

– контроль отсутствия смещения осей роторов и перекоса торцов полумуфт;

– центровка обойм диафрагм;

– центровка диафрагм;

– сборка уплотнительных колец в диафрагму;

– сборка паровых и масляных уплотнений;

– центровка и крепление соплового аппарата;

– установка ротора и замеры зазоров проточной части;

– сборка упорного подшипника;

– установка узлов регулирования;

– пригонка необходимых приспособлений;

– закрытие турбины под испытание;

– испытание турбины, проверка и подготовка узлов для отправки на монтаж.

Сборка многоцилиндровых турбин базируется на операциях, осуществляемых при сборке двухцилиндровых турбин. При сборке турбин необходимо обеспечить минимальный объем работ на монтаже, что достигается качественным выполнением всех сборочных работ и надлежащим оформлением паспортов турбины.

Стенд для испытания турбин должен иметь массивную железобетонную площадку, выложенную фундаментными плитами, к которым должны быть прикреплены стальные блоки с обработанными опорными поверхностями.

Основное требование, которое предъявляют к такому сооружению, — максимальная его жесткость.

Вспомогательное оборудование стенда, состоящее из конденсатора, эжекторов, маслоохладителей, циркуляционных и конденсатных насосов, паропроводов, сепараторов и пр., расположено рядом со сборочным цехом. Все эти устройства являются постоянным оборудованием стенда. Турбины проходят испытание без своих вспомогательных агрегатов, которые заменяются оборудованием стенда.

Кроме испытательных стендов в сборочном цехе строят вспомогательные стенды, на которых производят частичную или полную сборку турбины с последующей транспортировкой ее на испытательный стенд. Газовые турбины средней мощности современных конструкций могут быть полностью собраны на вспомогательном стенде.

Завершением сборочных работ являются стендовые испытания турбины. Цель стендовых испытаний – проверка правильности сборки, снятие некоторых характеристик работающей турбины и настройка органов регулирования. В зависимости от мощности паровой или газовой турбины условия и объем стендовых испытаний различны. Наиболее полная и всесторонняя проверка их работоспособности и настройка узлов регулирования могут быть осуществлены при высоких параметрах пара для паровых турбин и при обеспечении условий работы камеры сгорания для газовых турбин, соответствующих номинальной нагрузке. Полный объем испытательных работ выполняют при монтаже.

Обычно стенд, на котором осуществляется общая сборка турбины, одновременно является и испытательным. После выполнения полного объема сборочных работ закрывают цилиндры турбины и осуществляют стендовые испытания. Успех испытаний зависит не только от качества изготовления и сборки турбины, но и от степени ее подготовки, состояния оборудования стенда, трубопроводов и контрольно-измерительных приборов, предназначенных для стендовых испытаний.

Если подготовительные работы являются общими для паровых и газовых турбин, то пуск их имеет существенные отличия. Испытания мощных паровых турбин могут быть выполнены при параметрах и расходах пара значительно ниже номинальных. При этом достигается рабочая частота вращения вала ротора турбины на холостом ходу. Параметры пара, подаваемого на турбину при ее испытании, определяются возможностями завода-изготовителя.

Сборка и монтаж узлов регулирования, защиты и парораспределения являются сложным и ответственным процессом. Задача сборки заключается в установке строгой взаимосвязи собираемых деталей и узлов. Все узлы регулирования на заводе-изготовителе проходят испытания и наладку как на специальных стендах при узловой сборке, так и в процессе испытания турбины. Узлы регулирования подвергаются ревизии и консервации, упаковываются и отправляются заказчику.

Основные узлы масляной системы (маслобак, маслоохладители, масляные насосы, автоматические устройства маслосистемы) собираются и испытываются на заводах-изготовителях.

4.4. Монтаж турбины.

Монтаж должен быть произведен таким образом, чтобы в смонтированном виде турбина удовлетворяла тем же требованиям, которые были выполнены при общей сборке на заводе. При этом должно быть повторено взаимное пространственное положение отдельных элементов и узлов турбины и получена зафиксированная в формуляре турбины плавная линия валопровода.

Основные этапы монтажа турбины следующие:

– подготовка узлов турбины к монтажу;

– сборка цилиндров турбины;

– установка и выверка корпусов цилиндров и подшипников;

– установка вкладышей подшипников;

– установка и проверка центровки роторов;

– установка постоянных подкладок;

– проверка центровки деталей проточной части;

– подливка фундаментных рам;

– закрытие турбины под испытание;

– нанесение тепловой изоляции;

– испытание турбоагрегата.

Одновременно ведется монтаж вспомогательного оборудования.

Пробные пуски и комплексное опробование турбоагрегата являются заключительным этапом монтажа оборудования энергоблока или компрессорной станции перед вводом в эксплуатацию. Задачей пробных пусков являются проверка качества монтажа и надежности работы турбоагрегата в целом и наладка узлов и механизмов как на холостом ходу, так и при полной эксплуатационной нагрузке.

В связи с большим количеством типов турбин и особенностями их систем регулирования, пуск следует производить в строгом соответствии с инструкциями, разработанными заводами-изготовителями. Поскольку пуск турбины будет производиться в комплексе с другим смонтированным оборудованием, необходимо убедиться в его готовности к пуску. Проверяются генератор, возбудитель, вспомогательное оборудование и др. Обеспечивается выполнение противопожарных мероприятий и правил техники безопасности.

Готовятся все необходимые документы, оформляются промежуточные акты и формуляры по монтажу турбины и вспомогательного оборудования. К пусковым работам привлекается квалифицированный персонал.

Завершением цикла монтажных работ является комплексное непрерывное опробование турбоагрегата, которое продолжается не менее 72 ч. В процессе комплексного опробования турбоагрегат и вспомогательное оборудование испытывают при максимально возможной нагрузке. Затем пусковая комиссия оформляет акт о передаче турбоагрегата в эксплуатацию.

III раздел. Организация импортозамещающего производства на Дальнем Востоке Российской Федерации.

1. Проект строительства машиностроительного предприятия Хабаровский газотурбинный завод.

По поручению Аппарата полномочного представителя Президента Российской Федерации в Дальневосточном федеральном округе АНО «Центр стратегических исследований топливно-энергетического комплекса Дальнего Востока» (директор Светлов И.Б.) в 2010г. разработал Программу модернизации территориальных энергетических систем в субъектах ДФО с применением когенерационных газотурбинных установок малой и средней мощности.

Производственной частью Программы является проектирование и строительство завода по производству газотурбинных установок в г.

Хабаровске.

Настоящий проект предусматривает строительство «под ключ» в городе Хабаровске машиностроительного предприятия (Хабаровского газотурбинного завода, сокращенно – ХГТЗ) в целях организации на нем «с нуля» серийного производства малых когенерационных газотурбинных электростанций (малых ТЭЦ) для комбинированной выработки электроэнергии и тепла.

Для реализации данного проекта в качестве его оператора 31.03.2009 года было создано Открытое акционерное общество "Дирекция строящегося Хабаровского газотурбинного завода" (в дальнейшем – ОАО "ХГТЗ").

Правительство Хабаровского края в апреле 2009 года выделило ОАО "ХГТЗ" под строительство завода земельный участок площадью 31,6 га в Северном промышленном узле г. Хабаровска.

Совместно с заинтересованными министерствами, ведомствами и организациями Хабаровского края разработан план мероприятий по реализации проекта строительства научно-производственного комплекса "Хабаровский газотурбинный завод", который утвержден Правительством Хабаровского края.

Краткая характеристика участка:

Примерная плошадь: около 32 га.

Объекты расположенные в границах участка:

– ПНС (повысительная насосная станция);

– наземная теплотрасса, диаметр трубы 820 мм;

– ТП 110/10кВ. К ней подходит высоковольтная линия (ВЛ), отходят кабельные линии;

- водопровод (диаметр 530 мм);

- канализация.

Часть участка находится в зоне коммунальной застройки – на ней запрещено строительство промышленных объектов. Для этой части разрешение получено на строительство комплекса административных зданий и объектов логистической и транспортной инфраструктуры.

–  –  –

Транспорт:

– существующая железнодорожная ветка (на завод металлоконструкций) проходит рядом с правой границей участка. Прямо по границе участка проходит ВЛ. Левая граница участка проходит вдоль дороги с асфальтовым покрытием.

Расстояние до речного грузового порта 11 км.

Расстояние до аэропорта 14 км.

Проект согласован с Минэнерго, Минпромторгом. Минэкономразвития.

Экспертным управлением Президента РФ, Аппаратом полномочного представителя Президента РФ, Правительством Хабаровского края.

Проект включен в Протокол российско-японской Межправительственной комиссии утвержденную Распоряжением Правительства № 466-р от 29.03.2013г.; в «Государственную программу социально-экономического развития Дальнего Востока и Байкальского региона до 2025 года» и для него было предусмотрено выделение государственных бюджетных средств в объеме 1,550 млрд рублей, начиная с 2014 года.

Резюме проекта.

Объект: Хабаровский газотурбинный завод Оператор проекта: ОАО "Дирекция строящегося Хабаровского газотурбинного завода" Юридический адрес: г. Владивосток, ул. Фонтанная 17 Уставный капитал: 418298050 рублей Генеральный директор: Светлов Игорь Борисович Планируемая к выпуску продукция: когенераторные газотурбинные установки с установленной электрической мощностью 0,4 МВт, 0.6МВт, 1,5 МВт и 7 МВт с суммарным к.п.д. свыше 80% Планируемый объем производства: на этапе сборки до 50ед. в год; на этапе выхода на проектную мощность 200 ед. в год.

Численность персонала: 1300 чел Отведенная площадь под строительство: 31,6 га в Северном промышленном узле г. Хабаровска.

Лицензии, технологии: “Kawasaki Heavy Industries, Ltd” Оборудование: фирмы-производители – "Shin Nippon Koki Co., LTD", "Mitsubishi Heavy Industries, LTD", "Makino Milling Machine Co., LTD" и “Yamazaki Mazak Corporation”; инжиниринговая компания – "Euroasiatic Machinary (PTE) LTD.";

торговая компания-поставщик проекта и оборудования – "Sojitz Corporation".

Организации, сопровождающие проект: Japan Institute for overseas investment (Японский институт зарубежных инвестиций), Tokyo; The Economic Research Institute for Northeast Asia (Институт исследования проблем Северо-Восточной Азии), Niigata; "The Center for Promotion of Natural Gas" (до 01.04.2009 г.

назывался Japan Cogeneration Center) Tokyo; Полномочное представительство Президента Российской федерации в Дальневосточном федеральном округе, г.

Хабаровск; Правительство Хабаровского края, г. Хабаровск; ДВО РАН, г.

Владивосток; Центр стратегических исследований топливно-энергетического комплекса Дальнего Востока, г. Владивосток.

Банк-гарант: ВЭБ Банк-кредитор: Банк международного сотрудничества Японии Сумма кредита: 1 млрд. долл. США Срок кредита: от 8 лет Общая стоимость проекта: 1 млрд. 300 млн.долл. США Планируемый экономический эффект от внедрения продукции завода на территории ДФО ~ не менее 37.4 млрд.рублей в год (оценочно).

Краткая информация об основных участниках проекта.

Получателем средств является Открытое акционерное общество «Дирекция строящегося Хабаровского газотурбинного завода»

(сокращенное наименование – ОАО «Дирекция ХГТЗ»).

Уставный капитал – 418298050 рублей.

Генеральный директор – Светлов Игорь Борисович.

Учредителем и владельцем 100% акций ОАО «Дирекция ХГТЗ» является Общество с ограниченной ответственностью «Восточная индустриальная группа».

ОАО «Дирекция ХГТЗ» является оператором проекта, организует разработку и реализацию проекта и несет за него полную ответственность На базе построенного завода планируется масштабное проведение НИОКР по внедрению российских оригинальных технологий производства проточной части турбин из новейших наноматериалов (фторид кремния, углеводородные трубки и др.). Для руководства этими НИОКР и для внедрения их результатов в производство 30.04.2009 года было создано ООО "Научнопроизводственный комплекс "ХГТЗ" (в дальнейшем – ООО "НПК "ХГТЗ").

Инициатором проекта является Автономная некоммерческая организация «Центр стратегических исследований топливно-энергетического комплекса Дальнего Востока» (сокращенное наименование – АНО «ЦСИ ТЭК ДВ») Директор – Светлов Игорь Борисович.

АНО «ЦСИ ТЭК ДВ» принимал решение о реализации проекта. В ходе его реализации занимается проектным и аналитическим сопровождением проекта, включая разработку «Программы модернизации территориальных систем энергоснабжения субъектов Российской Федерации, входящих в ДФО».

Продукция завода планируется к использованию в рамках реализации этой Программы одновременно с газификацией территорий ДФО.

Общество с ограниченной ответственностью «Восточная индустриальная группа» (сокращенное наименование – ООО «ВИГ»).

Директор – Светлов Игорь Борисович.

ООО «ВИГ» зарегистрировано при создании 04.03.2008г.

Является генеральным подрядчиком по проектированию и строительству КГТЭС, сборке ГТЭС из сборочных комплектов на территории ДФО до ввода в строй Хабаровского газотурбинного завода, включая импорт необходимого оборудования; генподрядчиком по реализации пилотных проектов, импортером комплектного оборудования для строительства завода по заказу ОАО «Дирекция ХГТЗ».



Pages:   || 2 | 3 |
Похожие работы:

«ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ № 01И 75/05 Руководителям органов управления здравоохранением администраций субъектов Россйиской Федерации (по списку) Руководителям учреждений здраво...»

«Протокол №1/2016 заседания Совета Некоммерческого партнерства "Саморегулируемая организация "Гильдия Строителей Урала" Основание созыва Совета решение Президента Партнерства Некоммерческого партнерства "...»

«ИСПАНСКИЕ И ПОРТУГАЛЬСКИЕ ПОЭТЫ ЖЕРТВЫ ИНКВИЗИЦИИ ИСПАНСКИЕ И П О РТУГАЛЬСКИ Е поэты ЖЕРТВЫ ИНКВИЗИЦИИ Ф. Гойя. Капричос, № 2 4.Т У Т НИЧЕГО НЕЛЬЗЯ БЫЛО ПОДЕЛАТЬ ИСПАНСКИЕ И ПОРТУГАЛЬСКИЕ ПОЭТЫ ЖЕРТВЫ ИНКВИЗИЦИИ СТИХОТВОРЕНИЯ, СЦЕНЫ ИЗ КОМЕДИЙ, ХРОНИКИ, ОПИСАНИЯ АУТОДАФЕ, ПРОТОКОЛЫ...»

«Дополнительные условия к Условиям предоставления и обслуживания Карт "Русский Стандарт" Дополнительные условия предоставления и обслуживания Карт "Малина" Настоящие Дополнительные условия предоставления и обслуживания Карт "Малина" (далее – Дополнительные 1. условия) являются неотъемлемой ча...»

«Канадский ежегодник Выпуск 19 – 2015 _ УДК 82/821 Тимоти Финли ВСЕ ЭТИ ВОЙНЫ* ГЛАВА ПЯТАЯ После лечения в английском госпитале Роберт Росс возвращается в свой полк и по пути становится свидетелем ужасающей картины окопной войны. Вместе с группой спасенных им коней и мулов Роберт пытает...»

«Руководство пользователя пакета программного обеспечения для управления сканирующим зондовым микроскопом и обработки изображений ФемтоСкан Онлайн Версия 2.3.89 А. С. Филонов А. Д. Сушко И. В. Яминский Москва, Центр перспективных технологий, 2010 i ...»

«Глава 4 Язык программирования X++ В этой главе Введение Задания Система типов Синтаксис Classes and interfaces Code access security Compiling and running X++ as.NET CIL Design and implementation patterns Введение Язык X++ – это объектно-ориентированный...»

«О НАС РА Sffera более 7 лет успешно развивается на российском рынке, специализируясь на создании и производстве эффективных рекламных продуктов. Мы ценим свое и ваше время и знаем, сколько оно стоит! Наши проекты – это...»

«УДК 535.247 А.И. Буть, А.М. Ляликов ГОЛОГРАФИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ КАРТИН, СНИЖАЮЩИЕ ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ МАЛОЙ КЛИНОВИДНОСТИ ПЛАСТИН Возрастающие требования к метрологическим характеристикам угловых мер, качеству плоскопараллельных и клиновидных...»

«Оглавление Пояснительная записка.. Общая характеристика предмета.. Место курса "Русский язык" в базисном учебном плане. Ведущие принципы и ценностные ориентиры содержания учебного предмета "Русский язык".. 14 Результаты освоения обучающимися 7 класса программы по русскому (родному) языку....»

«Council of Europe Treaty Series – No.197 + Explanatory Report Non official translation in Russian КОНВЕНЦИЯ СОВЕТА ЕВРОПЫ О ПРОТИВОДЕЙСТВИИ ТОРГОВЛЕ ЛЮДЬМИ Варшава,16.V.2005 http://www.coe.int/trafficking Преамбула Государства члены Совета Европы и другие государства, подписавшие настоящую Конвенцию, считая, что цель Сов...»

«Лариса Вергиз Рассада. Лучше, чем у всех. Секреты, хитрости, подсказки умного садовода. Лунный календарь: самый удобный и полезный Серия "Лучшие рецепты умного садовода" http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=6648991 Лариса Вергиз. Рассада. Лучше, чем у всех. Сек...»

«Анемия и хроническое заболевание почек Стадии 1-4 Инициатива качественного контроля последствий заболевания почек, созданная National Kidney Foundation Известно ли вам, что в рамках Инициативы качественного контроля последствий заболевания почек (NKF-KDOQI), созданной National Kidney Foundation, разрабатываются руководства...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРИКАЗ от 17 декабря 2010 г. N 1897 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА ОСНОВНОГО ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Список изменяющих документов (в ред. Пр...»

«Экосистемы. 2015. Вып. 1. С. 97–105. УДК 582.477:653.9 (477.75) МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ДЕКОРАТИВНОСТИ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА JUNIPERUS L. Савушкина И. Г., Сеит-Аблаева С. С. Таврическая академия ФГАОУ ВО "Крымский федеральный университет им. В...»

«УДК 621.373.826.535 Вестник СПбГУ. Сер. 4. 2013. Вып. 2 Т. В. Радина, А. В. Гусев СУПЕРУЗКИЕ РЕЗОНАНСЫ В ГАЗОВОМ ЛАЗЕРЕ С ПОГЛОЩАЮЩЕЙ ЯЧЕЙКОЙ И ЭФФЕКТ КОНДЕНСАЦИИ СПЕКТРА Введение. Метод стабилизации частоты газовых лазеров, использующий узкие резонансы в поглощающих газах низ...»

«ЧЕК-ЛИСТ И ПОДВОДНЫЕ КАМНИ МОБИЛЬНОГО МАРКЕТИНГА Все ли ушли в мобайл? Mobile vs. Desktop Источник: TNS Web Index УИ, Россия 0+, май-октябрь 2015, Monthly reach, млн. чел., 12+ лет Проникновение интернета в возрастных группах Источник: TNS Web Index УИ, Россия 100k+, Monthly reach, % от населения указанного возра...»

«Николай Месник www.gipertonia.net Кодекс гипертоника Оглавление Об авторе... 3 Введение... 5 1. Матчасть... 6 2. Первая помощь при повышенном давлении.. 7 3. Удостоверьтесь в диагнозе.. 8 4. Общие рекомендации.. 9 5. Процедура измерения АД.. 10 6. Лекарства...»

«Отчет о результатах самообследования Автономной некоммерческой организации дошкольной образовательной организации "Остров сокровищ" I. Общая характеристика образовательного учреждения. Автономная некоммерческая организация дошкольная образовательная организация "Остров сокровищ" функционирует с 2016 года. Находимся в зеленом м...»

«"Проблемы и перспективы развития личностно-ориентированного обучения на современном этапе" Проблема личностно-ориентированного подхода в обучении является одной из главных проблем в современной системе образов...»

«Оглавление Введение Раннее начало как один из принципов в реализации программ раннего вмешательства Жизнь ребенка в семье – базовый принцип раннего вмешательства Особенности командной работы в реабилитационном центре "Апрель". 22 Р...»

«Гильдия Управляющих Документацией Организация межведомственного электронного документооборота между органами государственной власти Российской Федерации Жук Сергей Алексеевич, заместитель директора Департамента делопроизводства и архива Правительства Российской Федерации, к.т.н., доцент Внедрение автоматиз...»







 
2017 www.doc.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.