![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Элементы технологической схемы гту
- •Улучшение характеристик газотурбинной установки.
- •1. Выбор оптимальной степени повышения давления в компрессоре гту
- •2. Расчёт тепловой схемы гту с регенерацией.
- •Расчет турбины
- •Расчёт компрессора гту
- •Тепловой расчет основных параметров камеры сгорания гту.
- •Расчет состава и энтальпия продуктов сгорания газообразного топлива
- •Графическое определение коэффициента избытка воздуха в кс гту
- •Расчет котла-утилизатора.
- •Исходные данные
- •Расчет камеры дожигания
- •Расчет контура высокого давления
- •Расчет контура низкого давления
- •Расчет газового подогревателя конденсата
- •Построение q-t диаграммы.
- •Показатели тепловой экономичности
1. Выбор оптимальной степени повышения давления в компрессоре гту
Оптимальная степень повышения давления в компрессоре для выбранной схемы ГТУ определяется из условия обеспечения максимального КПД на расчётном режиме работы установки. Для газотурбинной установки с регенерацией КПД определяется по следующей формуле
где
- КПД камеры сгорания;
;
-
средняя теплоёмкость газов в интервале
температур Tc
– Td;
-
средняя теплоёмкость процесса подвода
тепла в камере сгорания;
-
средняя теплоёмкость воздуха в интервале
температур Tb
– Ta;
;
-
степень повышения давления в компрессоре;
- отношение давлений в турбине;
-
коэффициент, учитывающий потери давления
газа в проточной части установки;
- коэффициент, учитывающий потери
давления в воздушном тракте между
компрессором и турбиной;
- коэффициент, учитывающий потери
давления в системах всасывания воздуха
(перед компрессором) и выхлопа газов
(за турбиной);
-
КПД турбины;
-
КПД компрессора;
-
показатель изоэнтропы воздуха в процессе
сжатия в компрессоре;
-
показатель изоэнтропы газов в процессе
расширения в турбине.
Примем:
,
.
И строим зависимость
Степень повышения давления в компрессоре |
КПД установки
|
2 |
0,277701 |
3 |
0,344786 |
4 |
0,371921 |
5 |
0,38223 |
6 |
0,384779 |
7 |
0,38323 |
8 |
0,37933 |
9 |
0,374007 |
10 |
0,367796 |
11 |
0,361022 |
12 |
0,35389 |
13 |
0,346535 |
14 |
0,33905 |
15 |
0,331495 |
2. Расчёт тепловой схемы гту с регенерацией.
При расчёте тепловой схемы ГТУ в качестве топлива принимаем стандартный углеводород (С = 85%, Н = 15%), имеющий следующие характеристики:
- теплота сгорания Кт = 44300 кДж / кг;
- минимальное необходимое количество воздуха для полного сжигания одного килограмма газа L0 = 15 кг / кг.
1. Определяем параметры процесса сжатия воздуха в компрессоре.
Рассчитывается температура за компрессором:
|
|
Определяем энтальпии воздуха в начале и конце процесса сжатия:
|
|
|
|
Вычисляем среднюю теплоёмкость воздуха в процессе сжатия:
|
|
Уточняем значение mв:
|
|
температуру за компрессором:
Уточняем значение
:
Определяются параметры воздуха после регенератора
|
|
где температура газов за турбиной определяется по формуле
Находим энтальпию воздуха за регенератором:
3.Определяем α, при этом предварительно
находим
,
.
;
Энтальпия продуктов сгорания
определяется по таблице 2 (см. приложение)
полагаем что
=0.
4. Находим энтальпию газа перед турбиной:
5. Определяются параметры газа за турбиной
где
средняя теплоёмкость газа в процессе расширения:
Определяется теоретическая и расчётная объёмная доля воздуха в продуктах сгорания q и rв соответственно
|
|
где
,
- молекулярные массы воздуха и чистых
продуктов сгорания (см. приложение,
Таблицы 1 и 2).
Молекулярная масса продуктов сгорания находится по формуле
Определяется газовая постоянная продуктов сгорания
где R = 8,314 кДж/кг – универсальная газовая постоянная.
Уточненное значение mг рассчитывается по формуле
Температура газов за турбиной уточняется:
Эту температуру принимаем как окончательную и по ней находим:
Уточняем значение
6. Работа расширения одного килограмма газа в турбине определяется по формуле
7. Вычисляется работа, затрачиваемая на сжатие одного килограмма воздуха в компрессоре:
8. Работа ГТУ на валу агрегата находится по формуле
9. Расход газа через турбину
10. Расход воздуха, подаваемого компрессором
где αу = 0,005 – 0,02 – коэффициент, характеризующий дополнительные расходы воздуха на утечки через уплотнения компрессора и турбины.
11. Расход топлива находится по формуле
|
|
12. Мощность газовой турбины:
|
|
13. Мощность, потребляемая компрессором
|
|
14. Коэффициент полезной работы рассчитывается по формуле
15. Определяется коэффициент полезного действия ГТУ (электрический КПД ГТУ)