5. Конструкция одноконтурного горизонтального котла-утилизатора.

Одноконтурный горизонтальный котел-утилизатор: 1, 5 — входная и выходная камеры, 2 — арматура. 3 — испарительная поверхность, 4 — пароприемник, б—фундамент, 7—площадки обслуживания.

Рассчитать тепловую схему простой гту.

Исходные данные:

,МВт
312	1450		18		15		0,96		0,99		0,992
								, кДж/кг		, кг/кг
0,985		0,87		0,85		0,0052		44300		15

1. Определяем параметры процесса сжатия воздуха в компрессоре.

По первому приближению принимаем .

где – температура воздуха перед компрессором в градусах Кельвина, .

Определяем энтальпию :

Определяем начальную энтальпию воздуха :

Находим среднюю теплоемкость воздуха при сжатии его в компрессоре:

Уточняем значения и :

2. Определяем коэффициент избытка воздуха .

Коэффициент избытка воздуха рассчитываем по формуле:

где ;

;

.

3. Определяем энтальпию газов перед турбиной.

Находим энтальпию по формуле:

4. Определяем параметры процесса расширения газа в турбине.

Температура газа за турбиной:

где ;

.

Чтобы найти энтальпию газа за турбиной, вычисляем:

Рассчитываем :

Средняя теплоемкость газа в процессе расширения:

Определяем объемную долю воздуха в продуктах сгорания:

где ; – молекулярные массы воздуха и чистых продуктов сгорания.

Молекулярная масса продуктов сгорания:

Газовая постоянная продуктов сгорания:

Уточняем значение :

Температура газа за турбиной:

Данную температуру принимаем как окончательную и по ней находим:

Уточняем значение :

5. Определяем работу расширения газа в турбине и работу

сжатия воздуха в компрессоре 1 кг рабочего тела.

Работа расширения газа в турбине:

Работа сжатия воздуха в компрессоре:

6. Определяем расходы газа через турбину и воздуха,

подаваемого компрессором.

Определим работу ГТУ на валу агрегата:

где

Находим расход газа через турбину:

Расход воздуха, подаваемого компрессором:

7. Определяем расход топлива.

Расход топлива находим по формуле:

8. Определяем мощность газовой турбины и мощность,

потребляемую компрессором.

Мощность газовой турбины:

Мощность, потребляемая компрессором:

9. Определяем коэффициент полезной работы .

Находим по формуле:

10. Определяем коэффициент полезного действия ГТУ

(электрический КПД)

11. Строим процесс ГТУ в T,s-диаграмме в масштабе.

Список использованной литературы.

1. Паровые и газовые турбины для электростанций: учебник для вузов. – 3-е изд., переработ. и доп. / А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин, А.Д. Трухний; под ред. А.Г. Костюка. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 556 с.

2. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. Уч. пос. для вузов. МЭИ. 2002.

3. Шелыгин Б.Л., Мошкарин А.В. Котлы-утилизаторы парогазовых установок электростанций. //ГОУВПО ИГЭУ. Иваново. 2012.

4. Барочкин Е.В., Панков С.А., Ледуховский Г.В. Общая энергетика: курс лекций. ИГЭУ, Иваново 2013.