Газотурбинные установки (гту).

Принцип работы газовой турбины аналогичен принципу работы паровой турбины и конструктивно они примерно такие же. ГТУ могут быть открытого и закрытого типа. На ГТУ открытого типа используют газ и жидкое топливо, на ГТУ закрытого типа используют любой газ и тепло передается через стенку.

ГТУ открытого типа.

Основное оборудование ГТУ открытого типа:

- газовые турбины;

- воздушный компрессор;

- электрогенератор.

Рисунок 83.

ВК – воздушный компрессор, КСГ – камера сгорания, ГТ – газовая турбина.

Воздух поступает в воздушный компрессор, сжимается, повышается давление; с повышенным давлением поступает в камеру сгорания, где происходит сгорание топлива. Продукты сгорания идут на лопатки газовой турбины, здесь происходит превращение тепловой энергии в механическую. Компрессор находится на одном валу с турбиной. 50-60% вырабатываемой мощности турбиной потребляет компрессор, привод компрессора. Воздух забирает часть тепла продуктов сгорания в регенераторе.

ГТ – 100 – 750, где число 100 означает 100 МВт полезной мощности (электрической мощности в данном случае), а 750 – температура продуктов сгорания перед турбиной.

Рисунок 84. Идеальный цикл ГТУ. Цикл Брайтона.

Рисунок 85. Реальный цикл.

2а – 3 подвод тепла

4а – 1 отвод тепла

1 - 2а - 3 – 4а – 1 полезная работа

Лекция 29.

Эффективность ГТУ.

η_ГТУ = [α_Tад. ∙ η_oi ∙ η_м – α_кад / (η_кад ∙ η_м)] / Q_подв ∙ η_ксг ∙ η_г

абсолютный электрический КТД ГТУ

Q_подв – подведенное тепло, η_ксг – КПД камеры сгорания.

Рисунок 86.

Способы увеличения эффективности ГТУ

1. осуществление регенерации

Теоретически степень регенерации может изменяться от 0 до 1, а практически до 0,7.

σ = 0 ÷ 1, а практически σ = 0 ÷ 0,7

регенерация равна нулю, следовательно, регенерации нет.

2. промежуточный подвод и отвод тепла

Рисунок 87.

Рисунок 88.

Рисунок 89.

Процесс с изотермическим подводом и отводом тепла, при бесконечном подводе пи отводе тепла + регенерация =Цикл Карно.

Оценка КПД.

КПД компрессора адиабатичекий изменяется 0,75 ÷ 0,85. КПД турбины адиабатический выше, чем у паровой турбины, 0,85 ÷ 0,9. η_мех = 0,97 ÷ 0,98

Парогазовые установки (пгу).

Увеличить верхнюю температуру подвода (750 и выше) и уменьшается температура отвода.

Теплота уходящих газов используется для подогрева питательной воды паровой части установки, что приводит к вытеснению регенеративного подогрева питательной воды.

Рисунок 90.

Рисунок 91.

ВНПГ – высоконапорный парогенератор

Отсутствует камера сгорания у ПГУ с высоконапорным парогенератором. КПД не падает, мощность растет, так как есть регенерация.

31