Коротко рассмотрим особенности работы дизелей, паровых и газовых турбин, используемых в качестве первичных – (приводных) двигателей судовых генераторов,
Судов ые паровые турбины обладают большими мощностями (до 75 000 л. с.) и работают при частоте вращения до 10 000 об/мин. Они имеют большой срок службы (до 20 000 ч), надежны в работе и благодаря постоянству вращающего момента устойчивы при параллельном включении на общую нагрузку. Угловая скорость турбин регулируется изменением количества или качества пара в пределах от 30 до 100%» номинального значения. Поскольку турбины не работают с предельной подачей пара, их перегрузки могут достигать 25—40%. Эффективный к. п. д. паротурбинных установок невысок и составляет 23—27%. Экономичность их еще более уменьшается при работе на нерасчетных режимах малой мощности. К недостаткам паровых турбин относится также необходимость прогревания их в течение длительного времени (от 20 мин до 2—3 ч) при подготовке к действию.
Технические данные турбогенераторов приведены в приложении 2.
Из всех тепловых двигателей наиболее высоким к. п. д., достигающим 33—40%, обладают дизели. Мощность и угловая скорость дизеля регулируются изменением количества подаваемого в цилиндры топлива и воздуха (у двигателей с наддувом). Перегрузочная способность и максимальная угловая скорость дизеля не превышают 110—115% его номинальных значений. Работа при более высоких параметрах не допускается, так как это приводит к повышенному износу и механическим поломкам подвижных частей двигателя, а также является причиной неполного сгорания топлива в цилиндрах.
Неравномерность вращающего момента дизеля вызывает вибрацию корпуса судна и затрудняет параллельную работу дизель-гене-раторов. Дизели устанавливаются на судах вертикально и поэтому отрицательно влияют на остойчивость судна. Они имеют большое количество трущихся частей, износ которых вызывает необходимость частых ремонтов. Существенным недостатком дизелей является их меньший по сравнению с паровыми турбинами срок службы (моторесурс составляет 600—1000 ч).
Газовая турбина — тепловой двигатель, рабочим телом которого является газ, образующийся, как в дизелях, непосредственно в камере сгорания.
Газотурбинные установки включают в себя турбину Т, компрессор К, топливный насос ТН и камеру сгорания КС. Они не требуют применения конденсаторов и экономайзеров, весьма усложняющих установку с паровыми турбинами, и системы водяного охлаждения, без которой не могут работать дизели. Расход смазочного масла для газотурбинного двигателя ГТД в десятки раз меньше, чем для дизеля. В отличие от дизелей газовые турбины могут развивать большие угловые скорости и создавать большие мощности в одном агрегате, имея при этом значительно большие (около 20 000 ч) сроки службы.
Эффективный к. п. д. газотурбинных двигателей меньше, чем v дизелей, и составляет 27—29%. Повышения к. п. д. ГТД можно постичь, увеличивая температуру и давление газа на входе турбины. Однако нагрев газа перед турбиной до температуры свыше 600-700° С вызывает быстрый износ турбинных лопаток, во избежание чего необходимо применять специальные жаростойкие материалы.
В настоящее время самыми распространенными и экономичными первичными двигателями судовых генераторов являются двигатели внутреннего сгорания, т. е. дизели. Однако из приведенной сравнительной оценки тепловых двигателей видно, что газовые турбины компактны, достаточно экономичны, не требуют установки котлов, могут работать на любом жидком топливе и имеют длительный срок службы. Это позволяет сделать вывод о возможности их быстрого распространения в качестве первичных двигателей судовых синхронных генераторов в будущем.