БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ГА)
ГТД могут работать на газообразном топливе (природном газе, попутных и побочных горючих газах, газогенераторных газах, газах доменных и сажевых печей и подземной газификации); на жидком топливе (керосине, газойле, дизельном топливе, мазуте); твёрдом топливе (угольной и торфяной пыли). Тяжёлые жидкие и твёрдые топлива находят применение в ГТД, работающих по полузамкнутому и замкнутому циклу (рис. 4 ). В ГТД замкнутого цикла рабочее тело после совершения работы в турбине не выбрасывается, а участвует в следующем цикле. Такие ГТД позволяют увеличивать единичную мощность и использовать в них ядерное топливо. ГТД нашли широкое применение в авиации (см. Авиационный двигатель ) в качестве основных двигателей силовых установок самолётов, вертолётов, беспилотных летательных аппаратов и т. п. ГТД используют на тепловых электростанциях для привода электрогенераторов; на передвижных электростанциях, например в энергопоездах; для привода компрессоров (воздушных и газовых) с одновременной выработкой электрической и тепловой энергии в нефтяной, газовой, металлургической и химической промышленности; в качестве тяговых двигателей газотурбовозов, автобусов, легковых и грузовых автомобилей, гусеничных тракторов, танков; как силовые установки кораблей, катеров, подводных лодок и для привода вспомогательных машин и механизмов (лебёдок, насосов и др.); на объектах военной техники в качестве энергетических и тяговых силовых установок. Область применения ГТД расширяется. В 1956 мощность ГТД во всём мире составила 900 Мвт, к 1958 она превысила 2000 Мвт, а к началу 1968 достигла 40 000 Мвт (без авиации и военной техники). Наибольшая единичная мощность выпускаемых в СССР ГТД составляет 100 Мвт (1969). Достигнутый эффективный кпд двигателей — 35%.
Развитие ГТД идёт по пути совершенствования его элементов (компрессора, турбины, камеры сгорания, теплообменников и др.), повышения температуры и давления газа перед турбиной, а также применения комбинированных силовых установок с паровыми турбинами и свободнопоршневыми генераторами газа. Эксплуатация таких установок в стационарной энергетике и на транспорте показала, что при утилизации тепла отходящих газов и высоком совершенстве основных элементов их эффективный кпд достигает 42—45%.
Лит.: Бикчентай Р. Н., Лоноян Г. С., Поршаков Б. П., Применение газотурбинных установок в промышленности, М., 1959; Уваров В. В. и Чернобровкин А. П., Газовые турбины, М., 1960; Шнеэ Я. И., Газовые турбины, М., 1960; Основы проектирования и характеристики газотурбинных двигателей, [пер. с англ.], М., 1964; Газотурбинные установки. Атлас конструкций и схем, М., 1967; Simmons С. R., Gas turbine manual, L., 1968.
См. также лит. при ст. Авиационная газовая турбина .
С. З. Копелев.
Рис. 4. Схема газотурбинного двигателя, работающего по замкнутому циклу: 1 — поверхностный нагреватель; 2 — турбина; 3 — компрессор; 4 — охладитель; 5 — регенератор; 6 — аккумулятор воздуха; 7 — вспомогательный компрессор.
Рис. 2. Рабочий цикл газотурбинного двигателя в PV-диаграмме: 1РН Р2 2 — LК ; 4РН Р2 3 — LТ ; 4 123 — Lе ; 41 1231 — L1 2 .
Рис. 1. Газотурбинный двигатель: 1 — центробежный компрессор; 2 — камера сгорания; 3 — топливная форсунка; 4 — сопловой аппарат; 5 — рабочее колесо турбины; 6 — выхлопной патрубок.
Рис. 3. Схема газотурбинного двигателя с регенерацией тепла, охлаждением воздуха в процессе сжатия и подогревом газа в процессе расширения: 1 — пусковой двигатель; 2, 3, 4 — компрессоры низкого, среднего и высокого давления; 5 — камера сгорания; 6, 7 — турбины высокого и низкого давления; 8 — регенератор; 9 — охладитель воздуха.
Газотурбовоз
Газотурбово'з, локомотив с газотурбинным двигателем (ГТД) или комбинированным двигателем, свободнопоршневым генератором газа (СПГГ), соединённым с газовой турбиной. Почти все существующие Г. имеют одновальную газотурбинную установку открытого цикла с электрической передачей (рис. 1 ).
Г. появились впервые в США в 1948, в 1969 на железной дороге Юнион Пасифик эксплуатировалось до 50 Г. с ГДТ мощностью 3300 квт (4500 л. с. ) и 6300 квт (8500 л. с.). Отдельные Г. были изготовлены также в Великобритании, Швеции, Швейцарии и Чехословакии. Первые советские Г. находятся в эксплуатации с 1965.
Силовая установка Г. с электрической передачей состоит из газовой турбины, компрессора, генератора постоянного тока и тяговых электродвигателей. Генератор обеспечивает питание электрической энергией тяговых электродвигателей, устанавливаемых обычно по одному на каждую движущую ось локомотива.
Вид передачи мощности от вала газовой турбины к движущим колёсам Г. определяется типом ГТД и его назначением. При одновальном ГТД применяется электрическая передача тепловозного типа; т. н. жёсткие передачи, использование которых возможно в Г. при многовальном двигателе, бывают механические (главный редуктор, карданы, осевые редукторы) или электрические переменного тока (синхронные генераторы, асинхронные короткозамкнутые двигатели). На Г. имеется также пусковая установка, обычно дизельная — 150—240 квт (200—300 л. с. ). Её основное назначение — довести скорость вращения генератора до величины, при которой компрессор начинает подавать воздух в камеру сгорания. Кроме того, эта установка передвигает локомотив, когда он следует без состава, и питает ряд вспомогательных агрегатов. Газотурбинная установка Г. обычно работает на тяжёлом жидком топливе или газе.
Г. имеют ряд преимуществ не только перед паровозами, но по некоторым показателям и перед тепловозами. Так, удельная масса Г., т. е. масса па единицу мощности, составляет около 50% массы паровоза и 75% массы тепловоза; компактность газотурбинной установки позволяет уменьшить длину локомотива примерно в 2 раза по сравнению с тепловозом равной мощности; силовая установка Г. не требует водоснабжения; простота конструкции газотурбинного агрегата обеспечивает надёжность и бесперебойность его работы, облегчает обслуживание и текущий ремонт. Управление Г. сводится к регулированию подачи горючего в камеру сгорания. Надлежащий режим электрической передачи обеспечивается автоматически.
Г. Коломенского тепловозостроительного завода Г1-01 (рис. 2 ) отличается высокой надёжностью ГТД, простотой ухода и ремонта, возможностью работы на тяжёлом топливе.
Развитие газотурбовозостроения пока не вышло из опытной стадии, главным образом из-за сравнительно невысокого кпд (примерно в 2 раза ниже кпд тепловоза). Ведутся работы над повышением кпд Г. Например, Луганским тепловозостроительным заводом построен опытный Г. с СПГГ мощностью 2200 квт (3000 л. с.). Силовая установка состоит из 4 электрических генераторов, работающих на одну газовую турбину, гидромеханической передачи и вспомогательного оборудования. Подобные опытные Г. созданы также во Франции и Швеции. Кпд таких Г. может достигать 30—32%.
Лит.: Белоконь Н. И., Газотурбинные локомотивы, «Железнодорожный транспорт», 1955, № 4: Локомотивные газотурбинные установки, М., 1962; Бартош Е. Т., Газотурбовозы, М., 1963; Вопросы создания мощных газотурбинных локомотивов. [Сб. ст.], М.,.1966.
Е. Т. Бартош.
Рис. 1. Схема одновальной газотурбинной установки открытого цикла: 1 — воздушный компрессор; 2 — газовая турбина; 3 — камера сгорания; 4 — атмосферный воздух; 5 — отработавшие газы; 6 — топливо.
Рис. 2. Расположение силового оборудования газотурбовоза Г1-01: 1 — компрессор; 2 — турбина; 3 — камеры сгорания; 4 — редуктор; 5 — главные генераторы; 6 — вспомогательный дизель; 7 — высоковольтные камеры; 8 — холодильник газотурбинного двигателя; 9 — топливный бак; 10 — тормозной компрессор.
Газоубежище
Газоубе'жище, специальное защитное сооружение или помещение, предназначенное для противохимической защиты людей. После 2-й мировой войны 1939—45 подобные сооружения стали называть убежищами . Термин «Г.» из употребления вышел.
Газофракционирующая установка
Газофракциони'рующая устано'вка, служит для разделения смеси лёгких углеводородов на индивидуальные, или технически чистые, вещества.
Г. у. входит в состав газобензиновых, газоперерабатывающих, нефтехимических и химических заводов. Мощность Г. у. достигает 750 тыс. т сырья в год. Для переработки на Г. у. поступает сырьё — газовые бензины, получаемые из природных и нефтезаводских газов, продукты стабилизации нефтей, газы пиролиза и крекинга . В состав сырья входят в основном углеводороды, содержащие от 1 до 8 атомов углерода в молекуле. Разделение смесей углеводородов осуществляется ректификацией в колонных аппаратах.
