
- •1. Топливо и его сжигание
- •Топливо и его состав
- •Классификация органического топлива
- •Состав топлива
- •Состав твердого и жидкого топлива
- •Элементный состав топлива
- •Теплотехническая оценка элементов топлива
- •Состав газообразного топлива
- •Теплота сгорания топлива (теплотворная способность)
- •Горение топлива
- •Расчеты горения топлива
- •Количество воздуха для горения
- •Действительное количество воздуха
- •Состав и количество продуктов сгорания
- •Определение энтальпии продуктов сгорания
- •Определение температуры сгорания Различают: 1) калориметрическую
- •2. Камеры сгорания гту
- •2.1. Требования, предъявляемые к камерам сгорания
- •2.2. Основные показатели работы камер сгорания
- •Особенности конструкции и основные типы камер сгорания гту
- •Газотурбинные установки
- •Применение газотурбинных установок в нефтяной и газовой промышленности
- •Термодинамические процессы и циклы гту
- •Классификация гту
- •Идеальные циклы в простейшей гту
- •Термодинамический цикл гту с подводом теплоты при постоянном давлении
- •Термодинамический цикл гту с подводом теплоты при постоянном объеме
- •Реальный цикл гту
- •Основные показатели, характеризующие работу гту
- •Внутренние потери
- •Способы повышения экономичности гту
- •Применение регенерации теплоты уходящих газов
- •Гту со ступенчатым сжатием с промежуточным охлаждением и гту со ступенчатым расширением с промежуточным подводом теплоты
- •3.4.4. Парогазовые установки (пгу)
- •Эксплуатационные характеристики газотурбинных установок
- •Основные положения теории подобия лопаточных машин
- •Частичные нагрузки газотурбинных установок
- •Характеристики многоступенчатых компрессоров
- •Согласование режимов работы элементов гту
- •Статические характеристики гту
- •4.3. Тепловой расчет схемы гту
- •4.3.1. Задачи и основные положения расчета
- •4.3.2. Порядок расчета при использовании осредненных значений
- •Первый этап расчета
- •Степень понижения давления в турбине
- •Двухвальные турбины
- •Второй этап расчета
- •Третий этап расчета
- •5. Основные параметров газотурбинных установок
- •5.1. Определение основных параметров газотурбинных установок на основе обобщенных характеристик
- •Техническая характеристика гпа с газотурбинным приводом
- •5.2. Расчет располагаемой мощности гту при планировании режима работы кс
- •Параметры и коэффициенты для определения индивидуальных норм затрат топливного газа и поправочных коэффициентов к нормам
- •5.3. Определение мощности на муфте нагнетатель - гту по параметрам сжимаемого газа
- •5.4. Определение расхода топливного газа для гту
- •6. Диагностика гту
- •6.1. Коэффициенты технического состояния по мощности, к.П.Д. И топливному газу
- •Изменение относительной мощности (в %) в зависимости от дефектов проточной части
- •Изменение политропического к.П.Д. (в %) центробежного нагнетателя в зависимости от зазора и эрозионного подреза лопаток
- •6.2. Определение технического состояния гту и ее загрузки по характеристикам нагнетателя и на основании обобщенных характеристик
- •Механические потери (в кВт) в зависимости от типа привода
Введение
Двигателем называется всякая машина, предназначенная для превращения какого либо вида энергии в механическую работу.
Двигатели различаются на:
- ветряные;
- водяные;
- электрические;
- тепловые.
Из всего этого многообразия двигателей в курсе «Газотурбинные установки» мы будем изучать только тепловые двигатели.
Тепловой двигатель (ТД) - машина, предназначенная для превращения тепловой энергии в механическую работу.
Тепловую энергию для тепловых двигателей получают за счет теплоты, выделяющейся при сгорании органического топлива.
Процесс сжигания топлива и выделения теплоты может осуществляться как внутри самого двигателя, так и вне его в другом агрегате.
В зависимости от этого различают ТД:
внешнего сгорания
внутреннего сгорания.
В двигателях внешнего сгорания продукты сгорания топлива передают свою теплоту другому теплоносителю (например, воде) и он, в свою очередь, превращается в пар в котельном агрегате и является рабочим телом в тепловом двигателе.
К двигателям внешнего сгорания относятся:
- поршневые паровые машины;
паровые турбины.
Такие двигатели используются в больших энергетических системах (ТЭС).
Недостаток двигателей внешнего сгорания - сравнительно низкий КПД.
Преимущество таких двигателей - мощность и КПД не зависят от температуры окружающей среды.
К двигателям внутреннего сгорания (ДВС) относятся:
- поршневые ДВС;
- роторные ДВС;
- газовые турбины;
- реактивные двигатели (турбореактивные, ракетные)
Рабочим телом в двигателях внутреннего сгорания являются продукты сгорания топлива.
1. Топливо и его сжигание
Топливо и его состав
Топливом называется любое горючее вещество, которое при сгорании выделяет большое количество теплоты.
Целесообразность применения тех или иных горючих веществ в качестве топлива должна обосновываться технико-экономическими факторами, которые учитывают:
- имеющиеся запасы;
- стоимость добычи и транспортировки;
- теплотворную способность;
- реакционную способность;
- влияние на окружающую среду;
- доступность для широкого применения;
- и т.д.
В настоящее время основным источником получения различных видов энергий является органическое топливо (70% потребляемой энергии - из органического топлива, 30% - путем использования ядерной и природной энергии).
Классификация органического топлива
В зависимости от способа получения органические топлива подразделяются на:
- природные (естественные);
- искусственные (путем переработки естественных ресурсов).
В зависимости от агрегатного состояния:
- твердое;
- жидкое;
- газообразное.
-
Агрегатное
Способ получения
состояние
естественные
искусственные
твердое
дрова, угли, сланцы, антрацит
кокс, древесный уголь
жидкое
нефть
бензин, керосин
газообразное
природный газ
доменный газ, газ подземной газификации
По назначению органическое топливо подразделяется на:
- технологическое;
- энергетическое.
Технологическое - это те виды топлива, которые являются не только источником тепловой энергии, но и используются как компонент технологического процесса.
Энергетическое - те виды топлива, которые являются главным образом источником тепловой энергии.
Состав топлива
Свойства топлива как горючего материала определяются его составом. Чтобы установить состав топлива, производят его технический и химический анализ.
При техническом анализе определяют содержание влаги, летучих веществ, золы.
Химический (элементный) анализ можно выполнить как по элементному составу, так и определением содержания в топливе определенных химических соединений.
Первый метод (по элементному составу) применяют для твердого и жидкого топлива, второй - для газообразного.
Состав твердого и жидкого топлива
Жидкое и твердое топлива принято характеризовать так называемым элементным составом, определяемым в лаборатории. При этом условно считают, что топливо состоит из перечисленных компонентов, находящихся в свободном состоянии в виде механической смеси. Такая условность хотя и не отражает физико-химическую природу топлива, но создает значительные удобства при проведении практических расчетов материального и теплового балансов горения, а также при определении расчетным путем тепловой ценности топлива.
В состав всех видов топлив входят: углерод (С); водород (Н); кислород (О); азот; сера (S); минеральная часть – зола (А); влага (W).
В соответствии с анализом различают: органическую массу (о); горючую массу (г); сухую массу (с); рабочее топливо (р).
Таблица 1.1