25.11.2024

Устройство и применение дизель-газотурбинных установок

Еще относительно недавно дизельный двигатель и газовая турбина были отдельными и независимыми энергетическими установками. Работа в экстремальных условиях, исключение зависимости от одного вида топлива, необходимость получения мощного вращательного момента и ряд других факторов натолкнули инженеров на решение задачи объединения дизельного двигателя и газовой турбины в один агрегат. В итоге получился дизель-газотурбинный агрегат, который сокращенно именуют ДГТА. В нем присутствуют лучшие черты обоих используемых элементов, примеры здесь https://kmz1.ru/. Тандемное соединение позволяет использовать единый вал как для дизеля, та и для турбины. Турбина позволяет получить высокое сжатие воздуха, что позволяет сжигать топливо с максимально достижимой эффективностью.

Одновременно работающие газовая турбина и дизельный двигатель, в состоянии эффективно передавать механическую энергию через вал на генератор, который вырабатывает электричество или к иному потребителю, который находится на валу. Подобная схема совместного использования двигателей различных видов снижает общее потребление топлива и позволяет достичь максимальной эффективности. Наряду с этим повышается общая надежность системы, состоящей из 2 двигателей.

ДГТА хорошо зарекомендовали себя на морском и речном транспорте. В отдаленных районах, где требуется обеспечить локальное электроснабжение, существенная часть генераторов подключается именно к ДГТА.

Процесс преобразования тепловой энергии в механическую в варианте работы ДГТА:

• У обоих двигателей есть камеры сгорания, в которых в топливо добавляется воздух и получаемая воздушно-топливная смесь сжигается под действием искрового разряда или давления.
• Все полученные при сгорании топлива газы поступают в турбину газовой части двигателя.
• Ротор турбины приводится в движение высокотемпературными газами, которые оказывают давление на лопатки.
• Вращающийся ротор газовой турбины соединен с основным валом двигателя.
• Возникающий крутящий момент предназначен для вала дизельного двигателя.
• Энергия вращения вала дизельного двигателя используется для выработки электроэнергии в генераторе или для иных целей.

Участие дизельного двигателя в общей работе

Есть ряд вспомогательных устройств, которые получают энергию именно от дизельного двигателя. Его расход топлива минимален по сравнению с газовой турбиной и именно он позволяет достичь высокой мощности всей сборки.

Дизельный двигатель запускается первым и от него приводится в действие газотурбинная часть. Так же он является резервным источником энергии. В случае прекращения работы газовой турбины по причине исчерпания топлива или иной, происходит автоматический запуск дизельного двигателя, что позволяет исключить перебои в электроснабжении в случае, если нагрузкой является генератор, или не останавливать корабль, если нагрузкой является гребной вал.