- •1. Принципиальное устройство турбомашин
- •2. Основные рабочие параметры турбомашин
- •3. Теоретические характеристики турбомашин
- •4. Действительные характеристики турбомашин
- •5. Эксплуатационные характеристики турбомашин
- •6. Характеристика внешней сети
- •7. Работа турбомашины на внешнюю сеть
- •8. Законы пропорциональности
- •9. Классификация насосов
- •10. Природа явления кавитации
- •11. Допустимая высота всасывания
- •12. Природа осевой силы в центробежном рабочем колесе
- •13. Способы уравновешивания осевой силы насосов
- •16. Конструкции насосов общего назначения
- •17. Особенности насосов горячего водоснабжения
- •18. Теплоэнергетическое насосное оборудование
- •19. Назначение вентиляторных установок
- •20. Внешние сети вентиляторов
- •21. Способы регулирования вентиляторов
- •22. Аэродинамические характеристики вентилятора
- •23. Центробежные вентиляторы общего назначения
- •24. Осевые вентиляторы общего назначения
- •25. Тягодутьевые машины тепловых станций
- •26. Общие сведения о компрессорах
- •27. Принцип действия центробежного компрессора
- •28. Термодинамика компрессорного процесса
- •29. Охлаждение компрессоров
- •30. Характеристики центробежных компрессоров
- •1. Классификация паровых турбин
- •2. Закономерности расширения пара в сопловом канале
- •3. Активный принцип работы пара в турбине
- •4. Реактивный принцип работы пара в турбине
- •5. Устройство простейшей активной турбины
- •6. Устройство активной турбина со ступенями скорости
- •7. Устройство активной турбины со ступенями давления
- •8. Устройство реактивная турбина
- •9. Преобразование энергии в турбинной ступени
- •10.Определение размеров соплового канала
- •11. Определение размеров рабочих лопаток
- •12. Потери в ступенях турбины
- •13. Маслоснабжение турбины
- •14.Регулирование мощности турбины
- •15. Конденсационные установки паровых турбин
- •16. Регенеративный подогрев питательной воды
- •17. Турбины предельной мощности
- •18. Уравновешивание осевых усилий в турбине
- •19. Поддержание заданного режима работы турбины
- •20. Система защиты турбины
- •21. Общее устройство газотурбинной установки
- •22. Особенности газовых турбин
- •23. Анализ эффективности работы гту
- •24. Конструктивные схемы энергетических гту
- •25. Парогазотурбинные установки на тепловых электростанциях
- •26. Принцип действия двс
- •27.Виды рабочих циклов двс
- •28. Основные параметры и характеристики двс
- •29.Технические системы двс
- •30.Комбинированные двигатели
- •31. Эксплуатация двигателей
- •32.Энергетические установки на базе двс
21. Общее устройство газотурбинной установки
Газотурбинной установкой называют тепловой двигатель, состоящий из трех основных элементов: воздушного компрессора, камеры сгорания и газовой турбины (рис.24). Принцип действия ГТУ сводится к следующему.
|
Рис.24.Схема газотурбинной установки |
Из атмосферы воздух забирают компрессором К, после чего при повышенном давлении его подают в камеру сгорания КС, куда одновременно подводят жидкое топливо топливным насосом ТН или газообразное топливе от газового компрессора. В камере сгорания воздух разделяется на два потока: один поток в количестве, необходимом для сгорания топлива, поступает внутрь жаровой трубы ЖТ; второй ─ обтекает жаровую трубу снаружи и подмешивается к продуктам сгорания для понижения их температуры. Процесс сгорания в камере происходит при постоянном давлении. Получающийся после смешения газ поступает в газовую турбину Т, в которой, расширяясь, совершает работу, а затем выбрасывается в атмосферу,
Развиваемая газовой турбиной мощность частично расходуется на привод компрессора, а оставшаяся часть является полезной мощностью газотурбинной установки.
В отличие от паротурбинной установки полезная мощность ГТУ составляет только 30−50 % мощности турбины. Долю полезной мощности можно увеличить, повысив температуру газа перед турбиной или снизив температуру воздуха, засасываемого компрессором. В первом случае возрастает работа расширения газа в турбине, во втором - уменьшается работа, затрачиваемая на сжатие воздуха в компрессоре. Оба способа приводят к увеличению доли полезной мощности.
Эффективность ГТУ в сравнении с другими тепловыми двигателями обнаруживается только при высокой температуре газа. Поэтому простой по принципу действия газотурбинный двигатель стали применять в промышленности позднее других тепловых двигателей, после того как был достигнут прогресс в технологии получения жаропрочных материалов.
В последние годы газотурбинные установки получает все более широкое применение в различных отраслях промышленности.
На компрессорных станциях магистральных газопроводов ГТУ используются в качестве двигателей для привода газоперекачивающего компрессора. Топливом служит природный газ, отбираемый из магистральной линии.
В стационарной энергетике на тепловых электрических станциях применяются газотурбинные установки различного типа и назначения. ГТУ пикового назначения работают в периоды максимума потребления электрической энергии. Резервные ГТУ обеспечивают собственные нужды ТЭС в период, когда основное оборудование не эксплуатируется.
22. Особенности газовых турбин
По принципу действия газовая турбина аналогична паровой турбине, однако имеет следующие существенные особенности.
▪ Газовые турбины могут быть выполнены и, как правило, выполняются для работы при более высокой температуре рабочей среды (газа) по сравнению с максимальной температурой пара в паровой турбине. Такая особенность обусловлена двумя обстоятельствами.
Во-первых, наиболее горячие элементы ГТУ такие как лопатки и детали камеры сгорания сравнительно легко могут быть выполнены охлаждаемыми. Во-вторых, для горячих деталей ГТУ могут быть применены и применяются жаропрочные материалы.
Охлаждение производится сжатым воздухом, который подаётся от компрессора по специальным каналам в роторе к лопаткам.
▪ Газовые турбины малоступенчаты. Мощные энергетические газовые турбины обычно имеют не более пяти ступеней, в то время как паровые турбины многоступенчаты: число ступеней в конденсационных и теплофикационных турбинах обычно более 20.
Это объясняется тем, что оптимальный теплоперепад ступени газовой турбины существенно выше среднего теплоперепада ступени паровой турбины.
Однако несмотря на более высокую температуру газа по сравнению с температурой пара, общий теплоперепад газовой турбины в 2-3 раза меньше общего теплоперепада конденсационной паровой турбины.
Итак, малоступенчатость газовых турбин обусловлена, во-первых, меньшим общим их теплоперепадом, во-вторых, большими значениями оптимального теплоперепада ступени газовой турбины.
▪ Экономичность ГТУ существенно зависит от КПД турбины изменение ηт на 1% ведёт к изменению в ту же сторону КПД ГТУ на 2-3 % , а не на 1 %, как это происходит в паротурбинной установке, т.е. повышение экономичности газовой турбины даёт относительно больший эффект, чем повышение КПД паровых турбин.
Поэтому при проектировании газовой турбины применяются совершенные методы газодинамического расчета, позволяющие выбрать оптимальные формы и минимизировать аэродинамические потери в элементах её проточной части.