Исследование влияния температуры воздуха на входе в блок на эффективность работы ГТУ

ЗАДАНИЕ 2
Аннотация 4
Содержание 5
Введение 6
1. Конструктивные особенности газотурбинных установок 11
1.1. Общие принципы компоновки и конструкции 11
1.2. ГАЗОВЫЕ ТУРБИНЫ 18
1.3. КОМПРЕССОРЫ 21
1.5. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И МЕХАНИЗМЫ 26
2. Расчет принципиальной тепловой схемы ГТУ при температуре воздуха на входе в компрессор плюс 20 С 31
2.1.1. Расчет процесса сжатия в компрессоре 31
2.1.2. Расчет камеры сгорания 34
2.1.3. Расчет процесса расширения газа в турбине 35
2.1.4. Расчет показателей тепловой экономичности ГТУ 38
2.2. Расчет принципиальной тепловой схемы ГТУ при температуре воздуха на входе в компрессор 0 С 39
2.2.1. Расчет процесса сжатия в компрессоре 39
2.2.2. Расчет камеры сгорания 41
2.2.3. Расчет процесса расширения газа в турбине 43
2.2.4. Расчет показателей тепловой экономичности ГТУ 45
2.3. Расчет принципиальной тепловой схемы ГТУ при температуре воздуха на входе в компрессор минус 20 С 46
2.3.1. Расчет процесса сжатия в компрессоре 46
2.3.2. Расчет камеры сгорания 49
2.3.3. Расчет процесса расширения газа в турбине 51
2.3.4. Расчет показателей тепловой экономичности ГТУ 53
2.4. Анализ Результатов 54
Заключение 56
Список использованных источников 58
Приложение А. Презентация 59

Весь текст будет доступен после покупки

Первая энергетическая ГТУ была построена выпускавшей такие агрегаты швейцарской фирмой Броун Бовери в 1939 г. При температуре газов перед турбиной 550°С и степени повышения давления в компрессоре примерно 3.5 ее мощность составляла 4 МВт, а КПД около – 17.5%. У нас же в 1940 г проф. В. М. Маковский спроектировал экспериментальную одноступенчатую газовую турбину с двумя ступенями скорости, рассчитанная на давление около 3.9 бар и начальную температуру газов 850°С при помощи установки 735 кВт. В турбине было предусмотрено водяное охлаждение вала, диска и рабочих лопаток. Для охлаждения использовалась вода, получаемая из специальной испарительной установки. Возникновение отечественной школы турбиностроения относится к рубежу XIX и ХХ веков, оно связано с именами наших выдающихся соотечественников, профессоров Петербургского политехнического института Н. Г. Пио-Ульского, автора первого в России курса паровых турбин, и А. А. Радцига, создателя первой в стране кафедры паровых турбин [11]. Отдаем мы также дань нашим блестящим инженерам, среди которых наиболее яркой фигурой был флотский офицер, конструктор, изобретатель П. Д. Кузьминский. Среди его многочисленных новаторских идей и разработок первая парогазовая турбина, которую он строил и успешно испытывал еще в 90-х гг. XIX века.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Конструктивные особенности газотурбинных установок
1.1. Общие принципы компоновки и конструкции
В технике, особенно в такой сложной, как турбиностроение, не бывает абсолютно совершенных технических решений. Любое решение является компромиссом между множеством противоречивых факторов. Сюда относятся технологические возможности предприятия, квалификация и опыт производственного персонала, доступность экспериментальной базы, накопленный позитивный и негативный опыт и многое другое. В результате принимаемые технические решения в большей степени зависят от инженерного искусства, а не только от научных посылок. Действительно, какой смысл будет в термодинамически выгодной тепловой схеме и аэродинамически совершенной проточной части, если через 100 часов после начала эксплуатации из-за коробления статора или коррозионных отложений КПД турбины снизится на 4…5 %, и начальную температуру газа придется тоже снизить из-за большой неравномерности поля температур перед турбиной. В конкретных технических решениях отдельных фирм сокрыт их многолетний опыт. Осознать смысл этих решений можно только, проследив последовательное развитие конструкции деталей, узлов и машины в целом. Первые отечественные стационарные ГТУ в значительной степени создавались на базе опыта проектирования паровых турбин. Рабочие процессы, происходящие в проточной части паровых и газовых турбин, практически идентичны, поэтому теория и методы их расчетов в известной степени совпадают. Основное отличие, накладывающее отпечаток на метод теплового расчета, связано с тем, что для газовых турбин в значительном диапазоне изменения режимных параметров при проведении инженерных расчетов допустимо считать, что рабочее тело подчиняется законам идеального газа, а для водяного пара подобное допущение становится справедливым только при значительном перегреве пара. Кроме того, паровые турбины работают также и на влажном паре (в диапазоне влажности 0…12 %), что требует учета при тепловом и аэродинамическом расчетах. Однако режимные параметры паровых и газовых турбин и способы их регулирования имеют ряд отличий принципиального характера. В результате подходы к их проектированию отличаются весьма значительно. Назовем основные отличия ГТУ и ПТУ, влияющие на конструкторские решения.
1. Диапазон режимных параметров у ПТУ значительно шире, чем у ГТУ. В ПСУ пар начинает расширяться от давления 20…30 МПа и продолжает расширение до глубокого вакуума (0,004 МПа). В современных ГТУ давление пред турбиной в десять раз меньше (2…3 МПа) и расширение газа происходит только до атмосферного давления. В результате располагаемый теплоперепад на турбину у ГТУ существенно меньше, поэтому необходимое число ступеней в ГТУ значительно меньше, чем в ПТУ, и редко оказывается больше пяти-шести.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. М.: Энергия, 1973 г. 296 с.
2. Безгрешнов А.Н. Принятие проектных решений при проектировании паровых котлов: Учебное пособие/ Новочерк. гос. техн. ун-т.-Новочеркасск: НГТУ, 1997,-126 с.
3. Инструкция по эксплуатации парового котла «ТПП-210А», 36 стр.
4. Безгрешнов А.Н. и др. Расчет паровых котлов в примерах и задачах: Учебное пособие для вузов / А.Н. Безгрешнов, Ю.М. Липов, Б.М. Шлейфер; под общей редакцией Ю.М. Липова.-М.: Энергоатомиздат, 1991.-240 с.: ил
5. ПБ 10-574-03 Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов (утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 11 июня 2003 г. N 88)– 176с.
6. Методические указания к курсовому проекту "Конструирование топочного устройства парового котла"/ А.Н. Озеров; Новочерк. политехн. ин-т, Новочеркасск, 1989 г., 31 с.
7. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учеб. Пособие для ВУЗов/ Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский.-М: Энергоатомиздат, 1988,-208 с.
8. Методические указания по выполнению расчета тепловых схем парогенераторов в курсовых и дипломных проектах: Безгрешнов А.Н., Новочеркасск: НПИ, 1982 г., 24 с.
9. ГОСТ Р50831-95. Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. 25 с.
10. Методические указания к курсовому проекту "Конструирование и тепловой расчет парогенератора"/ А.Н. Безгрешнов; Новочеркасск, изд. НПИ, 1982 г. 30 с.

Весь текст будет доступен после покупки