5.7. Расчет расхода топлива на гту

1. Количество теплоты, полученное газами в камере сгорания при заданной мощности ГТУ, кДж/с (кВт):

Q_КС = N_O ^ГТ – (∑(N _{О В ОХЛ})_I) / η_КС. (5.23)

2. В свою очередь тепловой баланс для Q_КС можно записать следующим образом:

B_Т ∙ Q^Р_Н + B_Т ∙ h_ПГ(t_ПГ) + _ЖТ ∙ G_{В КС} ∙ h_B(t_{2 В}) =

= B_Т ∙ (Q^Р_Н + h_ПГ) + _ЖТ ∙ G_{В КС} ∙ h_B = Q_КС , (5.24)

где:

B_Т ∙ Q^Р_Н – количество теплоты, полученное в камере сгорания в результате реакции горения топлива, кВт;

B_Т ∙ h_ПГ – количество внешнего тепла, внесенного в КС с топливом при температуре топлива t_ПГ (см. расчет КС), кВт;

_ЖТ ∙ G_{В КС} ∙ h_B – количество внешнего тепла, внесенного в КС с воздухом при температуре воздуха t_{2 В} (см. расчет КС), кВт;

_ЖТ – избыток воздуха, непосредственно поступающего в жаровые трубы камеры сгорания и участвующего в реакции горения (1 ≤ _ЖТ ≤ 1,2).

3. Следовательно, массовый расход топлива в КС при заданной электрической нагрузке ГТУ, определится следующим образом, кг/с:

B_Т = (Q_КС – (_ЖТ ∙ G_{В КС} ∙ h_B)) / (Q^Р_Н + h_ПГ). (5.25)

4. Объемный расход топлива в КС при заданной электрической нагрузке ГТУ, м³/с:

V_ПГ = B_Т / ρ _ПГ . (5.26)

5.8. Расчет экономических показателей гту

1. Удельный расход действительного топлива на ГТУ, г / (кВт∙ч):

b_Т^ГТУ = 3600 ∙ (B_Т ∙ 1000)/ N_Э ^ГТУ , (5.27)

где: B_Т – кг/с; N_Э ^ГТУ – кВт.

2. Расход условного топлива на ГТУ, кг/с:

B_У.Т. = B_Т ∙ Q^Р_Н / Q _У.Т. ,

где Q _У.Т. = 29300 кДж/кг.

3. Удельный расход условного топлива на ГТУ, г / (кВт∙ч):

(b_Т^ГТУ)_У.Т. = 3600 ∙ (B_У.Т. ∙ 1000)/ N_Э ^ГТУ . (5.28)

4. Абсолютный (термический) КПД обратимого цикла ГТУ (η_t^ГТУ) определяется как отношение работы цикла к подведенной теплоте в цикле:

ℓ_{К t} = h_{2 t} – h₁ = c_{p В} ∙ (T_{2 t} – T₁);

ℓ_{Т t} = h₃ – h_{4 t} = c_{p Г} ∙ (T₃ – T_{4 t}) ;

q₁ = (h₃ – h_{2 t}) .

η_t^ГТУ = ℓ_{ГТУ t} / q₁ =(ℓ_{т t} – ℓ_{к t}) / q₁ =

= [(h₃ – h_{4 t}) – (h_{2 t} – h₁)] / (h₃ – h_{2 t}). (5.29)

5. Относительный внутренний КПД необратимого (реального) цикла ГТУ η_i^ГТУ определяется как отношение удельной работы цикла ГТУ к удельной подведенной теплоте в цикле:

η_i ^ГТУ = ℓ_ГТУ / q₁ =[(h₃ – h_{4 t}) ∙ η_OI ^ГТ – (h_{2 t} – h₁) / η_OI ^К] / [h₃ – h₂) / η_КС]. (5.30)

6. Механический КПД ГТУ, учитывающий потери на трение в подшипниках ГТУ (компрессор + турбина) и на привод маслонасоса, выражается соотношением:

η_М ^ГТУ = η_М ^ГТ ∙ η_М ^К . (5.31)

7. Относительный эффективный КПД ГТУ:

η _ОЕ ^ГТУ = η_i ^ГТУ ∙ η _М ^ГТУ . (5.32)

8. Относительный электрический КПД ГТУ:

η_ОЭ^ГТУ = η_i ^ГТУ ∙ η _М ^ГТУ ∙ η _Г ^ГТУ. (5.33)

9. Внутренняя мощность ГТУ, кВт:

N_I ^ГТУ = N_I ^ГТ – N_I ^К . (5.34)

10. Электрическая мощность ГТУ (на клеммах генератора), кВт:

N_Э ^ГТУ = N_I ^ГТУ ∙ η _М ^ГТУ ∙ η _Г ^ГТУ. (5.35)

11. Коэффициент полезной работы (мощности) ГТУ определяется как отношение полезной работы (мощности) ГТУ к работе (мощности) газовой турбины:

φ = N_Э ^ГТУ / N_I ^ГТ. (5.36)