29. Технико-экономические и эксплуатационные показатели гту.
Рис.1. пунктир - идеальный цикл; сплошная – реальный цикл ГТУ
Термодинамический цикл ГТУ выполненный по простой схеме без регенерации представлен сплошной линией на рис.1, пунктирной линией показан идеальный цикл (цикл Брайдена).
Показатели эффективности работы ГТУ определяются эффективностью идеального цикла при заданных параметрах – термическим КПД, который зависит от min и max температуры цикла и степенью приближения параметров реального цикла к параметрам идеального (зависит от КПД ОК, ГТ, КС).
Расхождение реального цикла с идеальным связано с наличием трения в компрессоре и турбине соответственно с необратимостью процессов сжатия и расширения (рост энтропии).
Технико-экономические показатели ГТУ:
Степень повышения
давления:
Температурный
коэффициент:
Внутренний КПД ОК:
,
-
теоретич. работа сжатия
Внутренний КПД ГТ:
,
-
теоретич. работа расширения
Внутренний КПД ГТУ:
Коэф-т полезной работы (показывает какая доля мощности, развиваемой ГТ, используется для вращения вала потребителя-ЦБН):
Эффективность ГТУ:
Удельный расход тепла:
,
[кДж/кВт*ч]
-расход
тепла
,
где
-
расход топлива;
-
теплотворная низшая способность топлива
при нормальных (рабочих) условиях;
- удельная энтальпия
топлива, кДж/кг
Удельный расход
топлива:
Эксплуатационные показатели ГТУ:
Эффективная мощность ГТУ - это мощность на муфте нагнетателя, которую фактически развивает газотурбинный привод при конкретных условиях работы (условие наружного воздуха, определённый режим ГП и ГТУ).
Располагаемая мощность ГТУ – это max мощность на муфте нагнетателя, которую фактически развивать газотурбинный привод при конкретных расчётных станционных условиях (при определённых условиях наружного воздуха).
Приведённая мощность
ГТУ - это max
мощность на муфте нагнетателя, которую
фактически развивать газотурбинный
привод при стандартных условиях (t=15
C;
P
=760
мм.рт.ст.).
30.Пути совершенствования гту.
Совершенствование ГТУ, применяемых на КС должно быть направлено на достижение следующих целей:
1. Повышение эффект-и ГТУ (повышение КПД установки, уменьшение удельного расхода топливного газа, уменьшение безвозвратного потерь масла).
2. Повышение эксплуат-й надёжности узлов и деталей ГТУ (увеличение наработки на отказ, увеличение общего ресурса ГТУ, увеличение межремонтного периода эксплуатации ГТУ).
3. Уменьшение содержания токсичных веществ выхлопных газов (снижение СО2 и NОx.
Для достижения этих целей возможно за счёт:
К 1 цели:
1. Повышение параметров рабочего цикла (tо перед турбиной, степени сжатия ОК), что в свою очередь возможно при использовании жаропрочных материалов для лопаток ГТ, покрытие лопаток специальными материалами или за счёт специальных конструкций лопаток, обеспечивающих их охлаждение.
2. Разработки ГТУ по схеме с многоступенчатым сжатием и промежуточным охлаждением воздуха в ОК.
3. Утилизация тепла отходящих газов (применение регенеративных циклов, парогазового цикла, использование утилизационных аппаратов).
4. Применение бинарных схем ГТУ (впрыск воды в камеру сгорания ГТУ).
Ко 2 цели:
5. Создание автоматизированных систем контроля технического состояния, диагностики и прогнозирования дефектов на ранних стадиях их развития.
6. Совершенствование камеры сгорания для оптимизации процессов горения и обеспечения равномерного температурного поля перед ГТ.