5.9. Расчет действительных объемных расходов продуктов сгорания из газовой турбины в котел-утилизатор

Вычислим действительное количество продуктов сгорания на выходе из ГТ (на входе в котел-утилизатор) при следующих данных.

Таблица 3. Содержание азота в воздухе и состав топливного газа

№	Наименование величины	Обозна- чение	Размер- ность	Значение	Примечание
1	Содержание азота в воздухе	N2	%	78,084	См. приложение
2	Состав топливного газа: – метан – этан – пропан – бутан – азот (топлива) – кислород – диоксид углерода	СН4 С2Н6 С3Н8 С4 Н10 N2 O2 CO2	%	98 0,45 0,1 0,02 0,63 0,78 0,02	Задано
3	Плотность топливного газа	ρ ПГ	кг/м3	0,7231	Задано

1. Объем сухих трехатомных газов (V_RO2 = V_CO2 + V_SO2), м³/с:

V_RO2^Д = V_RO2 ∙ V_ПГ = [0,01∙ (CO + СО₂ + СН₄ + ∑(m∙С_mН_n) + H₂S)] ∙ V_ПГ . (5.37)

Примечания.

V_RO2 – объем сухих трехатомных газов, получающийся при сжигании 1 м³ топливного (природного) газа, м³/ м³.

Величина V_RO2^Д не зависит от значения коэффициента избытка воздуха.

2. Объем азота, м³/с

V_N2^Д = [V⁰_N2 + 0,79 ∙ ∆V_B] ∙ V_ПГ =

= [0,79∙ V⁰ + (N₂/100) + 0,79∙ (_КС – 1) ∙ V⁰] ∙ V_ПГ , (5.38)

где: V⁰_N2 – теоретический объем азота (1 м³ азота на 1 м³ топлива), м³/ м³;

0,79 – содержание азота в воздухе (примечание: процентное содержание азота в воздухе: N₂ = 78,084 %, см. приложение 1);

N₂ = 0,63 % - процентное содержание азота в топливном газе для данного состава газа;

∆V_B = (_КС – 1) ∙ V⁰ – избыток воздуха в камере сгорания на 1 м³ топлива, м³/ м³;

3. Объем водяных паров, м³/с

V_H2O^Д = V_H2O ∙ V_ПГ = [0,01∙(2∙СН₄ + 3∙С₂Н₆ + 4∙С₃Н₈ + 5∙С₄Н₁₀ + 0,124 ∙ d_Г) + →

→ + 0,016 ∙ V⁰ ∙ _КС] ∙ V_ПГ , (5.39)

где:

V_H2O – действительный объем водяных паров, получающийся при сжигании 1 м³ топлива, м³/ м³;

СН₄ , …, H₂S – объемная доля горючих газов в топливе, %;

d_Г = 8 г/м³ влажность газа согласно нормам расчета [1].

4. Действительный избыток воздуха в КС, м³/с

∆V_B^Д = ∆V_B ∙ V_ПГ = (_КС – 1)∙V⁰ ∙ V_ПГ . (5.40)

5. Действительный суммарный объем продуктов полного сгорания, м³/с

V_Г^Д = V_RO2^Д + V_N2^Д + V_H2O^Д + ∆V_B^Д . (5.41)

6. Действительный суммарный массовый расход в ГТ из КС продуктов полного сгорания, кг/с:

G_Г^Д = V_Г^Д ∙ ρ₃ , (5.42)

где ρ₃ – плотность продукта сгорания на входе в ГТ, кг/м³.

7. Действительный массовый расход воздуха из ГТ в котел-утилизатор, кг/с:

G_{Г КУ} = G_Г^Д + (G_{ВО 5}^Д + G_ВО7 ^Д + G_ВО10^Д + G_ВО15^Д +G_ВВТО^Д). (5.43)