2.3.2.3 Робота турбоустановки т-100-130 при нагріванні в гвт цілий рік мережної води.

При використанні для охолодження вихлопних газів ГТУ зворотної мережної води регенеративна система турбіни зберігається в розрахунковому режимі роботи.

Частина зворотної мережної води в кількості 560 т/годз температурою 50-65С подається з трубопроводу зворотної мережної води на ГВТ, де нагрівається до температури 106 – 122С и повертається в зворотний трубопровід мережної води, де безпосередньо перед ПСГ-1 змішується з основним потоком.

Часткове нагрівання зворотної мережної води вихлопними газами ГТУ приводить до підвищення коефіцієнта корисної дії циклу енергоустановки і збільшенню електричної потужності турбіни Т-100-130 за рахунок зменшення витрати пари для нагрівання мережної води в ПСГ.

2.4 Розрахунок теплової схеми гту

У даному пункті приводиться розрахунок теплової схеми ГТУ.

На мал.2.2 показана схема ГТД ГТГ-25 для розрахунку.

Вхідні дані:

Потужність на муфті ГТУ – N_ГТУ = 25000 кВт.

Паливо – природний газ.

Температура газу перед обома частинами турбіни (ТНТ) і (ТВТ) -

Рис. 2.2 Схема ГТД.

1 – компресор низького тиску (КНТ), 2 – компресор високого тиску (КВТ), 3 – камера згоряння (КЗ), 4 – турбіна високого тиску (ТВТ), 5 – турбіна низького тиску (ТНТ), 6 – проміжний повітроохолоджувач.

Температура зовнішнього повітря перед компресором –

Температура повітря перед КВТ –

Ізоентропний к.к.д. обох частин турбіни – .

Ізоентропний к.к.д. обох частин компресора – .

К.к.д. камери згоряння – .

Ступінь регенерації – = 0,75

Втрати тиску:

на повітроохолоджувачі компресора – р_по= 0,08 кгс/см².

на стороні високого тиску – р_н= 0,05 кгс/см².

на стороні низького тиску – р_в= 0,07 кгс/см².

Розрахунок ведеться на 1 кг. робочого газу.

Розрахунок компресора.

Визначаємо ступінь підвищення тиску _опт.

Для визначення _оптзадаємося декількома значеннями ступеня підвищення тиску в компресорі:_к= 6; 9; 14; 20.

При попередніх розрахунках теплової схеми ГТУ відношення тисків КНТ і КВТ приймаються однакові _к =_к.

При:

Робимо розрахунок для _к= 14.

Приймаємо показник изоэнтропы  = 1,4.

Користаючись додатком 1 [ ], за значенням  = 1,4і_к= 3,8 знаходимо значення множникаПо [ ] теплоємність повітря приt_нк=150Сдорівнює с_р = 1,0035 кДж/(кгград).

Роботу КНТ на 1 кг повітря знаходимо по формулі:

. (2.1)

де: Т_вк – температура на вході в компресор.

.

Температуру на нагнітанні компресора низького тиску визначаємо по формулі:

. (2.2)

Можна визначититакож по формулі:

. (2.3)

Тиск за КНТ:

(2.4)

де: р_вк –тиск на вході в компресор = 1.

(кгс/див²).

Аналогічно розраховується компресор високого тиску.

Робота КВТ:

. (2.5)

.

Температура на нагнітанні КВТ:

. (2.6)

Тиск за КВТ:

. (2.7)

(кгс/див²)

Розрахунки для інших значень _кприведені в табл. 2.7і табл. 2.8.

Таблиця 2.7– Результати розрахунку КНТ

к	, С		, кДж/кг	, С	, С	, кгс/см2
6	10	2,5	99,0	98,5	108,5	2,5
9	10	3,0	122,6	121,2	131,2	3,0
14	10	3,8	152,5	152,4	162,4	3,8
20	10	4,5	177,5	177,0	187,0	4,5

Таблиця 2.8– Результати розрахунку КВТ

к	, С		, кДж/кг	, С	, С	, кгс/см2	, кДж/кг
6	30	2,5	106,0	105,2	135,2	6,05	205,0
9	30	3,0	131,0	130,0	160,0	8,75	253,0
14	30	3,8	164,0	163,6	193,6	14,1	316,0
20	30	4,5	190,5	189,0	219,0	19,85	368,0

Розрахунок турбіни.

Ступінь зниження тиску _ту турбіні з урахуванням утрат визначаємо по формулі:

. (2.8)

.

При попередніх розрахунках, як і для компресора, розподіл _т вроздріб турбіни можна приймати виходячи зі співвідношення_т=_т.

У розрахунках по визначенню _оптможна приймати повітря за робочий газ у турбіні. По очікуваній середній температурі в турбініt = t_нт – 250 = 500З, використовуючи [ ], за значенням_т = 1,35і_т= 3,54знаходимо значення множника. По [ ] теплоємність повітря приt=500Сдорівнює с_р = 1,1149 кдж/(кгград).

Роботу турбіни ТВТ визначаємо по формулі:

. (2.9)

.

Визначаємо температуру за ТВТ по формулі:

. (2.10)

Аналогічно розраховуємо турбіну низького тиску.

Сумарна робота ТВТ і ТНТ ( _т= _т,t_нт = t_нт, _т =_т):

. (2.11)

.

Корисна робота ГТД у розрахунку на 1 кг газу дорівнює:

. (2.12)

Результати розрахунків для інших ступенів зниження тиски зведені в табл. 2.9.

Таблиця 2.9– Результати розрахунку ступенів зниження тиску.

к	, С		, кДж/кг	, С	, С	, кДж/кг
6	750	2,24	186,5	170,5	579,5	373,0
9	750	2,79	225,0	203,0	547,0	450,0
14	750	3,54	276,5	248,0	502,0	553,0
20	750	4,20	308,5	277,0	473,0	617,0

Для визначення витрати палива в камері згоряння необхідно знати температуру t_рперед КЗ:

(2.13)

По температурах t_нт = 750 Сиt_р = 426 Зізнаходяться [ ] середні теплоємностіпорівн_(нт) = 1,082 кдж/(кг град)іС_р(р)=1,051 кдж/(кг град.

Витрата палива в камері згоряння знаходимо по:

. (2.14)

Коефіцієнт корисної дії ГТУ:

(2.15)

Результати інших розрахунків зведені в табл. 2.10.

Таблиця 2.10– Визначення коефіцієнта корисної дії

к	, С	, кДж/кг	, кДж/кгград	, кДж/кг
6	468	520	1,052	168,0	0,323
9	450	578	1,051	197,0	0,341
14	425	652	1,050	236,5	0,362
20	409	749	1,048	249,0	0,333

За даними табл. 2.10будуємо графік залежності= f(_к).

Рис. 2.3 Залежність к.к.д. ГТД від ступеня стиску

Витрата робочого газу ГТУ:

(2.16)

(кг/с)

Витрата палива в камері згоряння

(2.17)

Витрата повітря на горіння палива в камері згоряння:

(2.18)

де – витрата повітря для повного згоряння 1 кг природного газу при = 1, = 16,95 кг/кг.

Коефіцієнт надлишку повітря в КЗ:

(2.19)