ВКР РАБОТЕ БЛОКА НА КОНДЕНСАЦИОННОМ И ТЕПЛОФИКАЦИОННОМ РЕЖИМАХ / Основная часть / 2.Основная часть
.pdf
Рисунок 26 Математическая модель конденсатора
Рисунок 27 |
Математическая модель подогревателя уплотнений, охладителя |
|
уплотнений и эжекторов. |
|
|
|
|
Лист |
|
1103.1.ТЭМ601.005.ПЗ |
74 |
Изм. Лист № докум. |
Подпись Дата |
|
Рисунок 28 Математическая модель смесителя конденсата ОКБ и основного конденсата после ПУ
Рисунок 29 Математическая модель ПТ
|
Лист |
1103.1.ТЭМ601.005.ПЗ |
75 |
Изм. Лист № докум. Подпись Дата |
|
На рисунке 30 представлена математическая модель расчета
энергетических показателей ПГУ.
Рисунок 30 Математическая модель расчета энергетических показателей ПГУ
|
Лист |
1103.1.ТЭМ601.005.ПЗ |
76 |
Изм. Лист № докум. Подпись Дата |
|
4.1.4 Блок-схема расчета ПГУ
Блок-схемы расчета ГТУ, КУ, ПТУ приведены в приложении К.
Рисунок 31 Блок схема расчета ПГУ
|
Лист |
1103.1.ТЭМ601.005.ПЗ |
77 |
Изм. Лист № докум. Подпись Дата |
|
4.2 Расчет основных параметров ПГУ на конденсационном и
теплофикационном режиме и переменных нагрузках ГТУ
На рисунке 32 представлена схема тепловых потоков ПГУ
|
|
Рисунок 32 Схема тепловых потоков ПГУ |
|
|
количество теплоты при сжигании топлива, МВт; |
-потери теплоты в газовой |
|||
турбине, МВт; |
-электрическая мощность выработанная ГТУ, МВт; |
|
||
-утилизируемая теплота продуктов сгорания в КУ, |
МВт; |
потери теплоты от |
||
уходящих газов, МВт; |
теплота поступающая на ПТУ, МВт; |
расход теплоты на |
||
отопление, МВт; |
|
потери теплоты в конденсаторе, МВт; |
-потери теплоты в |
|
паровой турбине, МВт; |
-электрическая мощность, выработанная ПТУ, МВт; |
|||
|
Лист |
1103.1.ТЭМ601.005.ПЗ |
78 |
Изм. Лист № докум. Подпись Дата |
|
4.2.1 Разработка модели и результаты расчета ГТУ
(термогазодинамический расчет, расчет дроссельных и климатических характеристик) в программной среде DVIGwT
Термогазодинамический расчет ГТУ
Втаблице 6 приведены номинальные параметры ГТЭ-160.
Таб лица 6 Основные параметры ГТЭ - 160 на номинальном режиме работы
Параметр |
Значение |
Единица |
|
измерения |
|||
|
|
||
|
|
|
|
Мощность на клеммах генератора |
147 |
МВт |
|
|
|
|
|
Температура газов перед турбиной |
1078 |
С |
|
|
|
|
|
Температура газов на срезе выхлопного патрубка |
543 |
С |
|
|
|
|
|
Расход воздуха через ГТУ |
494,75 |
кг/с |
|
|
|
|
|
КПД на клеммах генератора |
33,33 |
% |
|
|
|
|
|
Частота вращения вала |
3000 |
об/мин |
|
|
|
|
С помощью программы DVIGwT разработана математическая модель ГТЭ-160 и произведен термогазодинамический расчет.
Система DVIGwT предназначена для проведения структурного и параметрического анализа газотурбинных двигателей, составления и расчёта тепловых схем паротурбинных и парогазовых установок. В системе DVIGwT
математическая модель создаётся из типовых элементов посредством их соединения типовыми информационными связями через соответствующие соединительные звенья элементов. Построение модели осуществляется на визуальном уровне, отображаемом в соответствующем окне на мониторе компьютера, при этом информационное построение модели происходит автоматически [4].
Построена схема модели ГТУ, состоящая из следующих основных элементов:
|
Лист |
1103.1.ТЭМ601.005.ПЗ |
79 |
Изм. Лист № докум. Подпись Дата |
|
-начальные условия;
-общие результаты;
-входное устройство;
-компрессор;
-вход топлива;
-камера сгорания;
-турбина газовая;
-суммирование мощности;
-источник-потребитель мощности.
Изображение модели ГТУ ГТЭ-160 в собранном виде, показано на рисунке 33.
Рисунок 33 Математическая модель ГТЭ-160 в программе DVIGwT
В таблице 7-8 представлены исходные данные и результаты термогазодинамического расчета в программе DVIGwT
|
Лист |
1103.1.ТЭМ601.005.ПЗ |
80 |
Изм. Лист № докум. Подпись Дата |
|
Таб лица 7 |
Исходные данные для термодинамического расчета |
ГТУ в программе |
||
DVIGwT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Элемент |
Параметр |
Значение |
|
Размерность |
|
Объемная доля C2H6-этана |
0,602 |
|
% |
|
Объемная доля C3H8-пропана |
0,219 |
|
% |
|
Объемная доля C4H10-бутана |
0,043 |
|
% |
|
Объемная доля CH4-метана |
97,898 |
|
% |
Начальные |
Объемная доля CO2-углекислого газа |
0,09 |
|
% |
условия |
Объемная доля N2-азота |
1,119 |
|
% |
|
Отклонение давления атмосферного |
-2 |
|
кПа |
|
воздуха от САУ |
|
||
|
|
|
|
|
|
Влагосодержание воздуха |
60 |
|
% |
|
Теплотворная способность топлива |
48969 |
|
кДж/кг |
|
Заданное значение коэффициента |
1 |
|
- |
|
полного давления ВУ |
|
||
Входное |
|
|
|
|
Приведенная скорость на входе ВУ |
0,7 |
|
- |
|
устройство |
|
|||
Приведенный расход воздуха на входе |
494,75 |
|
кг/с |
|
|
|
|||
|
ВУ |
|
||
|
|
|
|
|
|
Адиабатический КПД компрессора |
0,9 |
|
- |
|
Относительная адиабатическая работа |
0.6 |
|
- |
|
компрессора до 1 отбора |
|
||
|
|
|
|
|
|
Относительная адиабатическая работа |
1 |
|
- |
|
компрессора до 2 отбора |
|
||
|
|
|
|
|
|
Относительный расход воздуха 1 |
0,015 |
|
- |
Компрессор |
отбора |
|
||
|
|
|
||
|
Относительный расход воздуха 2 |
0,03255 |
|
- |
|
отбора |
|
||
|
|
|
|
|
|
Степень повышения давления в точке |
11,3 |
|
- |
|
обезразмеривания |
|
||
|
|
|
|
|
|
Угол установки ВНА |
-6 |
|
град |
|
Частота вращения в точке завязки |
3000 |
|
об/мин |
Вход |
Давление топлива |
1346,8469 |
|
кПа |
топлива |
Температура топлива |
30 |
|
С |
|
Значение коэффициента полного |
0,92 |
|
- |
|
давления |
|
||
Камера |
|
|
|
|
Значение коэффициента полноты |
|
|
|
|
сгорания |
0,99 |
|
- |
|
сгорания топлива |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Температура газа на выходе из КС |
1351 |
|
К |
Турбина |
Адиабатический КПД турбины |
0,93 |
|
- |
газовая |
Механический КПД ротора |
0,99 |
|
- |
Источник- |
Коэффициент полезного действия |
0,9855 |
|
- |
агрегата |
|
|||
потребитель |
|
|
|
|
Мощность агрегата |
147000 |
|
кВт |
|
мощности |
|
|||
Частота вращения |
50 |
|
с-1 |
|
|
|
|||
Общие |
Тип установки |
ГТУ |
|
- |
результаты |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Лист |
1103.1.ТЭМ601.005.ПЗ |
81 |
Изм. Лист № докум. Подпись Дата |
|
|
Таб лица 8 |
Результаты термогазодинамического расчета ГТЭ-160 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Элемент |
|
Параметр |
Значение |
Размерность |
|
|
|
|
Начальные |
|
Давление атмосферного воздуха |
99,325 |
кПа |
|
|
|
|
|
Температура атмосферного воздуха |
288,15 |
К |
|
|
||
|
условия |
|
|
|
||||
|
|
Энтальпия воздуха |
33,7472 |
кДж/кг |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Давление воздуха на выходе из ВУ |
99,325 |
кПа |
|
|
|
Входное |
|
Температура воздуха на выходе из ВУ |
288.15 |
К |
|
|
|
|
устройство |
|
Энтальпия рабочего тела |
33,7472 |
кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
|
Расход воздуха на выходе из Ву |
495,75 |
кг/с |
|
|
|
|
|
|
Адиабатический (политропный) КПД |
0,9 |
- |
|
|
|
|
|
|
Адиабатический КПД компрессора до |
0.9186 |
- |
|
|
|
|
|
|
1 отбора |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Адиабатический КПД компрессора до |
0,9 |
- |
|
|
|
|
|
|
2 отбора |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Давление воздуха в 1 отборе |
512,7302 |
кПа |
|
|
|
|
|
|
Давление воздуха в 3 отборе |
1122,34244 |
кПа |
|
|
|
|
|
|
Давление воздуха за компрессором |
1122,37244 |
кПа |
|
|
|
|
|
|
Запас устойчивости компрессора |
27,01176 |
% |
|
|
|
|
|
|
Мощность компрессора |
155122,0588 |
кВт |
|
|
|
Компрессор |
|
Относительная влажность |
0,107 |
% |
|
|
|
|
|
|
|
Расход воздуха в 1 отборе |
7,2748 |
кг/с |
|
|
|
|
|
|
Расход воздуха в 3 отборе |
15,7862 |
кг/с |
|
|
|
|
|
|
Расход воздуха за компрессором |
461,9234 |
кг/с |
|
|
|
|
|
|
Расход воздуха на входе в компрессор |
484,9839 |
кг/с |
|
|
|
|
|
|
Температура воздуха в 1 отборе |
473,9289 |
К |
|
|
|
|
|
|
Температура воздуха в 2 отборе |
600,9697 |
К |
|
|
|
|
|
|
Температура воздуха за компрессором |
600,9697 |
К |
|
|
|
|
|
|
Удельная работа компрессора |
321,8393 |
кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
Энтальпия рабочего тела за |
355,5865 |
кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
компрессором |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вход |
|
Удельная энтальпия топлива |
1630,4702 |
кДж/кг |
|
|
|
топлива |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Давление газа на выходе из КС |
1032,5826 |
кПа |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент избытка воздуха в КС |
3,0705 |
- |
|
|
|
Камера |
|
Расход газа на выходе из камеры |
470,8112 |
кг/с |
|
|
|
|
|
сгорания |
|
|
||||
|
сгорания |
|
|
|
|
|
||
|
|
Расход топлива в камере сгорания |
8,881 |
кг/с |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Удельная энтальпия топлива |
57,7191 |
кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
Энтальпия рабочего тела |
1265,1366 |
кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
Давление на выходе из турбины |
105,1403 |
кПа |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент избытка воздуха на |
3,2238 |
- |
|
|
|
|
|
|
выходе |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Турбина |
|
Мощность турбины |
307358,5054 |
кВт |
|
|
|
|
|
Расход газа на выходе из турбины |
493,8722 |
кг/с |
|
|
||
|
газовая |
|
|
|
||||
|
|
Расход охлаждающего воздуха в |
23,031 |
кг/с |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
турбине |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход охлаждающего воздуха через |
22,8304 |
кг/с |
|
|
|
|
|
|
РЛ турбины |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лист |
|
|
|
|
|
1103.1.ТЭМ601.005.ПЗ |
82 |
|||
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
|
|
|
|
||
Окончание таблицы 8
|
Расход охлаждающего воздуха через |
0,23061 |
кг/с |
|
|
СА турбины |
|||
|
|
|
||
|
Степень понижения давления в |
10,0114 |
- |
|
Турбина |
турбине |
|||
|
|
|||
газовая |
Температура газа на выходе из |
816,7477 |
К |
|
|
турбины |
|||
|
|
|
||
|
Энтальпия газа на выходе из турбины |
611,5302 |
кДж/кг |
|
|
Удельная работа турбины |
652,5079 |
кДж/кг |
|
Источник- |
Мощность агрегата |
147000 |
кВт |
|
потребитель |
Потребная эффективная мощность |
1499162,8615 |
кВт |
|
мощности |
агрегата |
|||
|
|
|||
|
Абсолютный электрический кпд |
33,73 |
- |
|
|
|
|
||
Общие |
Удельный расход условного топлива |
364,1089 |
г.у.т./кВтч |
|
результаты |
на электроэнергию |
|||
|
|
|||
|
Удельный расход топлива |
0,2177 |
- |
|
|
Электрическая мощность установки |
147000 |
кВт |
Расчет дроссельных и климатических характеристик ГТЭ-160
Нагрузочные характеристики – это зависимости основных параметров ГТУ (эффективной мощности, эффективного КПД, удельного расхода топлива и т.д.) от регулирующих факторов при неизменных внешних условиях.
Характеристики ГТУ рассчитываются путём определения данных на определённых режимах – «точках» характеристик. Методика расчёта каждой точки аналогична методике термодинамического расчёта, при этом принимаются такие же допущения, как и при выполнении термодинамического расчёта [5].
К основными определяющим условиям при расчёте характеристик являются можно отнести следующие положения:
-соблюдение уравнений неразрывности по сечениям газовоздушного тракта;
-выполнение баланса мощностей в установке [4].
|
Лист |
1103.1.ТЭМ601.005.ПЗ |
83 |
Изм. Лист № докум. Подпись Дата |
|