1. Турбогенератор
Турбогенератор является основной, и наиболее наукоёмкой и трудоёмкой частью установки.
В отличие от компаний, которые для сокращения затрат на разработку, используют в качестве первичного двигателя - авиационные двигатели, специалисты компании Elliott, используя богатый опыт в создании вспомогательных энергоустановок, разработали турбогенератор с «чистого листа», максимально учитывая особенности эксплуатации энергетических установок в наземных условиях.
В результате получился турбогенератор, который принципиально отличается от агрегатов на основе авиационных двигателей.
Это проявляется:
- в простоте конструкции (значительно сокращено количество высокоточных и очень трудоёмких в изготовлении деталей, узлов и агрегатов)
- в снижении степени повышения давления на выходе из компрессора
- в применении в конструкции решений, которые традиционно используются в силовых установках наземного применения таких как: гидродинамический подшипник скольжения, металлокерамические материалы, рекуператор, низкоэмиссионная камера сгорания
- в более низком расходе масла
- в более низких затратах на техническое обслуживание
- в более высоком назначенном и межремонтном ресурсе
Общий вид турбогенератора в разрезе показан на рисунке
(нажмите для увеличения)
Что представляет собой турбогенератор?
Это высокооборотный одновальный агрегат с частотой вращения ротора 68000 об/мин. Конструктивно он выполнен в едином корпусе, в котором устанавливается ротор. К корпусу со стороны турбины пристыковывается камера сгорания, представляющая собой отдельный самостоятельный узел.
Ротор является наиболее ответственной частью турбогенератора. На одном валу, который изготовлен из нержавеющей стали, последовательно размещены:
- напрессованная на вал втулка высокоскоростного генератора с 2-мя постоянными магнитами
- колесо одноступенчатого центробежного компрессора из нержавеющей стали, которое закреплено на роторе при помощи сварки трением
- колесо одноступенчатой центростремительной турбины, выполненное из термопрочного сплава, с низким коэффициентом ползучести, также закреплённое при помощи сварки трением.
В статоре, ротор устанавливается на двух опорах: первая опора перед передним торцом втулки генератора, а вторая - между втулкой генератора и колесом компрессора.
Первой опорой является подшипник качения с керамическими шариками с плавающими кольцами, второй – упорный гидродинамический подшипник. Оба подшипника охлаждаются и смазываются высококачественным синтетическим маслом.
Использование подшипника качения позволило сократить в 2..3 раза прокачку масла через опору по сравнению с подшипником скольжения.
Гидродинамический подшипник между втулкой генератора и колесом компрессора, позволил уменьшить размеры ступицы колеса, сделать плавным вход воздуха в колесо, снизить потери и как следствие, повысить КПД и запасы газодинамической устойчивости компрессора.
Отличительной особенностью конструкции ротора является консольная схема размещения колёс компрессора и турбины.
Такое конструкторское решение позволило вынести все подшипники из горячей зоны. В результате удалось:
- значительно уменьшить безвозвратные потери масла (около 0,003 гр/ кВт час против 0,3 гр/ кВт час у ГПА)
- уменьшить производительность насоса маслосистемы
- увеличить сроки замены масла и масляных фильтров (один раз в 24000 ч против 750…1000);
Использование высокоскоростного генератора позволило избавиться от «ахиллесовой пяты» большинства газовых турбин малой мощности – редуктора.






