Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Основные технико-экономические характеристики отечественных ГТУСтр 1 из 8Следующая ⇒
Предисловие
На современном этапе развития тепловых двигателей газотурбинные установки (ГТУ) прочно завоевали первое место и нашли широкое применение практически во всех основных сферах жизнедеятельности человеческого общества: энергетике, газо- и нефтеснабжении, металлургической и нефтехимический промышленности, воздушном, водном, железнодорожном, автомобильном транспорте и пр.По этой причине в учебном плане специальности “Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели” изучению газотурбинных установок, режимов их работы и другим вопросам газотурбостроения отводится весьма значительное место. Несмотря на то, что издаваемая и периодическая литература по газотурбостроению очень обширна и многообразна, учебной литературы по изучению ГТУ явно недостаточно. Поэтому возникла настоятельная необходимость написания данного пособия, которое дополнит и расширит имеющийся в литературных источниках материал, облегчит студентам работу по курсовому и дипломному проектированию и будет способствовать более глубокой проработке специальных вопросов. Помимо краткого изложения теории вопросов, относящихся к рассматриваемым в курсовых работах, в учебном пособии подробно освещаются особенности расчета наиболее распространенных вариантов схем ГТУ. В приложениях приведены примеры расчета всех вариантов заданий, выдаваемых студентам, и дается необходимый справочный материал, существенно облегчающий работу студента и сокращающий время, затрачиваемое им на выполнение заданий. Темой курсовой роботы по дисциплине “Паро- и газотурбинные установки” является расчет тепловой схемы ГТУ в нескольких вариантах: приводные (газотурбинные газоперекачивающие агрегаты (ГГПА) и энергетические установки в простейшем исполнении, с регенератором, с котлом-утилизатором (КУ) для теплофикации и горячего водоснабжения, ГТУ в сочетании с паротурбинной установкой (бинарные ПГУ) с котлом-утилизатором, без дожигания топлива, форсированные или контактные или монарные газопаровые установки (МПГУ). Предусматривается как двухвальное, так и одновальное (генераторное) исполнение каждой из перечисленных ГТУ. Темы выдаются в предположении их дальнейшей проработки в курсовых проектах по дисциплинам “Энергетические машины” (курсовой проект “Расчет и конструирование многоступенчатой газовой турбины”) и "Режимы работы энергоустановок" (курсовая работа “Расчет режимных характеристик и рабочей линии ГТУ)
Содержание и объем курсовой работы определяется заданием, выдаваемым каждому студенту на специальном бланке, подписываемым руководителем проекта. В задании указывается: тема работы, исходные данные для расчета, содержание расчетно-пояснительной записки с указанием подлежащих разработке вопросов, перечень графического материала, дата выдачи задания и срок представления готовой работы к защите. В исходных данных задаются мощность, назначение и тип ГТУ, вариант исполнения тепловой схемы, отправные значения начальных температур газа и воздуха. Каждый вариант заканчивается определением основных технико-экономических показателей рассчитанной тепловой схемы ГТУ и выводом относительно её применения. Для полноты картины изложения в приложении даны примеры расчета тепловой схемы в пяти вариантах исполнения. При дипломном проектировании перед студентом ставится более сложная задача, чем повторение расчета уже существующих схем. В дипломном проекте студент должен разработать вариант усовершенствованной или комбинированной тепловой схемы с её технико-экономическим обоснованием. С этой целью в учебном пособии приводятся сведения по наиболее перспективным комбинированным тепловым схемам и комбинированным теплообменным аппаратам газотурбинных установок. При написании учебного пособия авторы стремились собрать воедино разрозненный по литературным и другим источникам материал для более четкого и полного представления студенту о характере и содержании работы, которую ему предстоит выполнить. При этом были использованы общепринятые в турбостроении обозначения, сокращения и символы.
1. Современные энергетические, приводные и транспортные ГТУ в подавляющем большинстве случаев выполняются по простейшим схемам и по схемам с утилизацией тепла отработавших газов (рис.1). Соответствующие им циклы в T-S диаграмме представлены на рис. 2. Основные технико-экономические характеристики отечественных и зарубежных приводных ГТУ приведены в таблицах 1, 2, 3.
Предпочтение отдается многовальным ГТУ, двух-, трех-, четырехвальным, с выделенной силовой турбиной, с размещением всех компрессоров и турбин в одном общем корпусе, используя уникальную компоновку турбомашин “вал в вале”, что обеспечивает более высокую экономичность на всех режимах работы, чем одновальные. В таких устаноках каждый вал имеет свою, близкую к оптимальной частоту вращения, определяемую приводом (рис. 1г, 1д). Промежуточное охлаждение в схемах ГТУ находит пока ограниченное применение и по технико-экономическим соображениям может быть обосновано в ГТУ с начальной температурой газа перед ТВД выше 1000°С. В таких установках оптимальная степень повышения давления будет выше popt > 20 и для её обеспечения необходимо несколько последовательно включенных цикловых компрессоров. Поиски путей оптимизации таких ГТУ привели к созданию трех- и четырехвальных ГТУ с компоновкой агрегатов в одну линию. Два или три последовательно включенных компрессора имеют оптимальные характеристики и самостоятельный турбинный привод. При этом один вал проходит внутри другого вала. В качестве силовой используется последняя турбина (рис. 1г, 1д). Такое решение было использовано в ГТУ авиационного и судового типов. При наличии нескольких последовательно включенных компрессоров появляется возможность внутреннего промежуточного охлаждения воздуха. В рассматриваемом случае оптимальным будет являться воздухоохладитель смешивающего типа с водоиспарительным охлаждением. Причем во избежание влажного сжатия в первых ступенях последующего компрессора впрыск воды в воздухоохладителе должен осуществляться в количестве, обеспечивающем состояние воздуха перед компрессором близкое к линии насыщения (точка росы) при отсутствии капельной влаги. В зависимости от компоновки агрегата воздухоохладитель может выполняться встроенным между компрессорами (рис.3) или выносным. Первый вариант более предпочтителен, так как практически не увеличивает габариты и массу агрегата, но вместе с тем позволяет осуществлять водоиспарительное охлаждение (ВИО) воздуха до линии насыщения. Например, расстояние между КНД и КВД в авиационных и судовых установках достаточное для испарения влаги при заданных параметрах и для выполнения ВИО между КНД и КВД. Водоиспарительное охлаждение воздуха до линии насыщения может осуществляться также при входе атмосферного воздуха в компрессор для любой ГТУ, выполненной по любой из представленных на рис.1 схем, во всех случаях, когда из соображений повышения экономичности ГТУ требуется охлаждение всасываемого воздуха (районы с сухим и жарким климатом). Таблица 1 Приложения
Примеры расчета тепловых схем ГТУ Расчет тепловой схемы ГТУ рассмотрен на примере ГТН-25 в пяти вариантах исполнения: простейшая, с теплофикацией, бинарная ПГУ, КГТУ (все четыре варианта безрегенеративные) и с регенерацией. Исходные данные для расчета: эффективная мощность = 25 МВт;
начальная температура газа Т1=1223 К (950°С); температура воздуха принята Т3=273 К (0°С) - для северных районов использования ГТУ, для остальных районов применяется средняя температура воздуха Т3=288 К (15°С); назначение - привод нагнетателя природного газа; исполнение - двухвальная с “разрезным” валом с выделенным однокаскадным компрессором и свободной силовой турбиной. Термодинамические процессы рассчитываются с использованием графиков прил. 1. Расчет компрессора Для безрегенеративных вариантов тепловых схем ГТУ p = 13,2. Давление за компрессором Р4 = pР3 = 13,2×98,1 = 1295 кПа. Удельную работу компрессора и температуру воздуха за ним определяем в следующей последовательности. Сначала находим температуру изоэнтропийного сжатия за компрессором К, где К = 1,39; mв = (К-I)/К = (1,39-1)/1,39 = 0,281. Средняя температура изоэнтропийного сжатия Тср = (Т3+Т4)/2 = (273+582)/2 = 427,5 К. Показатель изоэнтропы и теплоемкости воздуха при этой температуре (прил.1,рис.2), К = 1,39; Срср = 1,018 кДж/(кг×К). Изоэнтропийный перепад энтальпий в компрессоре
1,018×273(13,20,281-1) = 297 кДж/кг.
Действительный перепад энтальпий при hк=0,87
297/0,87 =341,7 кДж/кг.
Температура воздуха за компрессором 273+341,7/1,018 = 609 К равна температуре воздуха, поступающего в камеру сгорания. Для варианта с регенератором будем соответственно иметь: T1 = 7; Р4 = p×Р3 = 7×98,1 = 686,7 кПа; К = 1,39; m = 0,281; К; К; = 1,01 кДж/(кг×К); 1,01×273(70,281-1) = 200 кДж/кг. Нк = Нкс / hк = 200/0,87 = 230 кДж/кг; 273+230/1,018 = 501 К - температура воздуха, поступающего в регенератор. Расчет камеры сгорания При отсутствии данных по топливу за его основу принимаем стандартный углеводород (85% С и 15% Н), для которого = 44300 кДж/кг и теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива L0 = 15. Примем КПДкамеры сгорания hкс = 0,99, физической теплотой топлива, вносимой в КС пренебрегаем. При этих условиях для всех четырех вариантов тепловой схемы ГТУ без регенератора в первом приближении будем иметь
Значения теплосодержания воздуха и и продуктов сгорания , при a = 1 при соответствующих температурах принимались по графикам (прил.1, рис.3). Коэффициент избытка воздуха a = (Lo+qв)/ Lo = (15+45)/15 = 4. Удельный расход рабочего тела в КС увеличился на величину qтоп = 1/(a× Lo) = 1/(4 ×15) = 0,01667. Для варианта контактной (форсированной или монарной) ГТУ коэффициент избытка воздуха a будет иметь меньшее значение, которое в случае необходимости по заданию руководителя проекта может быть уточнено в дальнейших расчетах
где d = 0,12 (d = 0,05 - 0,25) - относительное количество впрыскиваемого пара (воды); id и i4П - теплосодержание пара в точках d и 4П (рис.1.2, е). Для варианта ГТУ с регенерацией при расчете КС необходимо предварительно определить температуру воздуха, поступающего в КС из регенератора в такой же последовательности. Степень расширения в турбине pТ = p/n =7/1,1 =6,364. Температура газа за турбиной для регенеративных ГТУ находится в пределах 800 - 870 К. Принимая Т2 =820 К, оценим среднюю температуру процесса расширения в турбине Тср = (Т1+Т2)/2 = (1223+820)/2 = 1021 К. По этой температуре и графикам рис.3 (прил.1) находим К=1,325 и m=(К-1)/К = (1,325-1)/1,325 = 0,246, приняв a = 5 несколько выше, чем для вариантов без регенерации. Температура изоэнтропийного расширения за турбиной К. Действительная температура за турбиной
При наличии регенератора
Коэффициент избытка воздуха a = (Lo+qв)/ Lo = (15+60,6)/60,6 = 5,05. Удельный расход рабочего тела в КС увеличился на величину qтоп= 1/(a Lo) = 1/(5,05×15) = 0,01321 против 0,01667 без регенерации. Таким образом, введение регенерации в цикле при сохранении других исходных параметров неизменными (Т1; Т3; Ne) уменьшает оптимальную степень повышения давления, удельный расход топлива и увеличивает коэффициент избытка воздуха (вследствие увеличения температуры воздуха, поступающего в КС, и уменьшения тепла топлива, подводимого в ней). Расчет газовой турбины Для простейшей схемы коэффициент потерь давления n будет иметь наименьшие значения. В частности, примем n = 1,04, n1 = n2 = 1,02. Тогда Р4 = Р3×p = 98,1×13,2 = 1295 кПа; pТ = p/n = 13,2/1,04=12,7; давление пред турбиной Р4 = Р3 n1 = 1295/1,02 = 1270 кПа. Давление за турбиной Р2 = Р1/pТ = 1270/12,7 = 100 кПа. Изоэнтропийная температура расширения за турбиной 1223/12,70,25 = 647,3 К, где для процесса расширения Тср= 930 К; Кср= 1,33; mт= (К-1)/К = (1,33-1)/1,33 = 0,25; СрСр = 1,1628 кДж/кг×К при a = 4 (прил.1, рис.2 и 3). Изоэнтропийный перепад энтальпий в турбине.
1,1628×1223(1-12,7-0,25) = 674 кДж/кг.
Действительный перепад энтальпий в турбине НТ = Нто×hтохл = 674×0,875 = 590 кДж/кг, и температура газа за турбиной Т2 = Т1 - НТ/ = 1223-590/1,163 = 716 К (443°С). Расход газа для охлаждаемой ГТУ определяется по соотношению GГ = Ne/(Hеохл). Эффективная удельная работа ГТУ с учетом охлаждения при mВ = 0
кДж/кг, где = 0,09 - по прототипу.
Расход топлива =0,02; Hохл = Hко/hк×(1-mВ). При mВ = 0 Hохл = Hк, механические КПД компрессора и турбины hмт = hмк = 0,98; внутренний КПД турбины с учетом аэродинамических потерь от охлаждения в проточной части турбины hтохл = hТ×zТ×zГ = 0,88×1×0,995 = 0,875. Расход газа GГ = Ne/Hеохл = 25000/188 = 132 кг/с. Расход топлива определяем по выражению , откуда = (133×1060,4-137,5×348,6)/(44300×0,99) = 2,17 кг/с, где 133/0,97 = 137,5 кг/с; = = 137,5×0,09 = 12,3 кг/с; 2,17×0,09 = 12,3 кг/с; 2,17/137,5 = 0,016, что удовлетворительно совпадает с ранее принятым значением = 0,02 (погрешность в расходе газа не превышает 0,9%). Если погрешность превышает 3%, то необходимо повторить расчет с целью уточнения значений .
Для теплофикационных ГТУ и бинарных ПГУ из-за наличия котла-утилизатора сопротивление выходного тракта существенно возрастает. Для этих вариантов следует принимать n = 1,06 - 1,08. В данном примере n = 1,07. Значения p; hтохл; hк; hм; ; - те же, что и в предыдущем варианте. Тогда pТ = p/n = 13,2/1,07 = 12,35; Р1 = Р4/n1 = 1295/1,02 = 1270 кПа (без изменений по первому варианту). Давление за турбиной в этом варианте возрастет Р2 = Р1/pТ = 1270/12,35 = 102,83 кПа; = = 1223/12,350,25 = 625 К, где К = 1,33; mт = 0,25; СрСр= 1,1628 кДж/кг; a = 4 (имеют прежние значения)
1,1628×1223(1-12,35-0,25)=657 кДж/кг; = × = 657×0,875 = 575,1 кДж/кг; 1223-575,1/1,1628 = 728,5 К, где по-прежнему = 0,09; hтохл = hТ × zТ × zГ = 0,88×1×0,995 = 0,875; hмт = hмк = 0,98; = 0,93.
Эффективная удельная работа ГТУ с учетом охлаждения:
Расход газа = = 25000/174 = 143,5 кг/с. Расход топлива
= (143,5×1060,4-1483×48,6)/(0,99×44300) = ,32 кг/с, 2,32/148 = 0,0157.
Таким образом в вариантах с теплофикацией и ПГУ по сравнению с простейшей ГТУ из-за увеличения сопротивления выходного тракта удельная работа ГТУ снизилась на 7,8%, расход газа и воздуха возросли на 7,5%. Относительный же расход топлива остался приблизительно на прежнем уровне = 0,016. Для варианта КГТУ имеем следующие исходные данные: сопротивление выходного тракта несколько возрастет из-за наличия секций котла-утилизатора, и поэтому n2 = 1,03; n1 = 1,02; n = 1,05; p = 13,2; pТ = p/n = 13,2/1,05 = 12,55; Р1 = Р4/n1 = 1295/1,02 = 1270 кПа. Р2 = Р1/ pТ = 1270/12,55 = 101,2 кПа; = = 1223/12,55 = 665,5 К, где К = 1,315; m = (К-1)/К = (1,315-1)/1,315 = 0,24; СрСр = 1,196 кДж/кг при a = 2; 1,196×1223(1-12,55-0,25) = 687 кДж/кг; НТ = Нто×hтохл = 687×0,875 = 601,1 кДж/кг. 1223-601,1/1,196 = 720,4 К. Эффективная удельная работа КГТУ с учетом охлаждения и впрыска пара в камеру сгорания
=0,97×1,196×1223(1-12,55-0,25)×0,875×0,98-1,018/0,87×273(13,20,28-1)+0,12× ×2,42×1223(1-12,55-0,19) ×0,875×0,98-0,09×341,7 = 309,69 кДж/кг, где
- безвозвратно теряемый воздух на охлаждение ( = 0,02 - 0,05); d = 0,05 - 0,25; d = 0,12 - относительное (к воздуху) количество впрыскиваемой воды (пара); СрП = 2,42 кДж/кг - теплоемкость пара. При условии сохранения режима работа компрессора при тех же условиях, что и в простейшем варианте, т.е. при p = 13,2, и том же числе оборотов и производительности воздуха добавка 12% пара от расхода воздуха дает увеличение общего расхода рабочего теле в турбине (продукты сгорания + пар), до величины =1 - + + + d = 1-0.09+0.04+0.02+0.12 = 1.09 и = = 148×1,09 = 161,5 кг/с; = d × = 0,12 × 148 = 178 кг/с; =(143,5×1060,4+17×2019,43- × ×348,6 -17×648)/(44300×0,99) = 2,845 кг/с.
= 2,845/148 = 0,0193, что близко к первоначально принятому. Таким образом, вариант КГТУ при сохранении расхода воздуха компрессором вследствие ввода пара (воды) в камеру сгорания дает по сравнению с простейшим вариантом существенное увеличение удельной эффективности работы. В данном примере DНеохл = (НеохлКГТУ-Неохл)/ Неохл = (309,69-182,2)/182,2 = 0,6997 или ~70% при некотором увеличении относительного расхода топлива D = (2,645-2,45)/2,45 ×100 = 7,9%. Вариант с регенерацией по многим параметрам существенно отличается от рассмотренных выше. В этом варианте p = pрасч=popt= 7; n = 1,1; n1 = n2 = 686,7/1,05 = 654 кПа; Р2 = Р1/pТ = 654/6,364 = 102,77 кПа. Из расчета камеры сгорания имеем
Тср = 1023 К; К = 1,325; m = (К-1)/К = (1,325-1)/1,325 = 0,246; a = 5; СрСр = 1,0879 кДж/кг; = 776 К; = 829 К; m = 0,75; Т5= 746 К; 1,176×1223(1-6,364-0,246) = 525,6 кДж/кг; НТ = Нто×hт = 525,6×0,875 = 459,9 кДж/кг; при mВ = 0 и = 0,97 = 0,97(525,6×0,875×0,98-200/0,87)-0,09×200/0,87 = 186,3 кДж/кг;
Расход газа GГ = Nе/Неохл = 25000/186,3 = 1342 кг/с; = 134,1×0,97 = 138 кг/с. Расход топлива = (134×1054,73-138×490,2)/44300×0,99 = 1,67 кг/с; = 1,67/138 = 0,0121, т.е. на 0,4% (абсолютных) ниже, чем для простейшей ГТУ. Таким образом, для регенеративной ГТУ по сравнению с простейшей, несмотря на уменьшение перепада энтальпий в турбине (вследствие снижения pрасч), удельная эффективная работа практичеки не изменилась (вследствие уменьшения работы сжатия), а поэтому расходы газа и воздуха остались приблизительно теми же. Относительный расход топлива снизились на 0,4% (абсолютных). Предисловие
На современном этапе развития тепловых двигателей газотурбинные установки (ГТУ) прочно завоевали первое место и нашли широкое применение практически во всех основных сферах жизнедеятельности человеческого общества: энергетике, газо- и нефтеснабжении, металлургической и нефтехимический промышленности, воздушном, водном, железнодорожном, автомобильном транспорте и пр.По этой причине в учебном плане специальности “Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели” изучению газотурбинных установок, режимов их работы и другим вопросам газотурбостроения отводится весьма значительное место. Несмотря на то, что издаваемая и периодическая литература по газотурбостроению очень обширна и многообразна, учебной литературы по изучению ГТУ явно недостаточно. Поэтому возникла настоятельная необходимость написания данного пособия, которое дополнит и расширит имеющийся в литературных источниках материал, облегчит студентам работу по курсовому и дипломному проектированию и будет способствовать более глубокой проработке специальных вопросов. Помимо краткого изложения теории вопросов, относящихся к рассматриваемым в курсовых работах, в учебном пособии подробно освещаются особенности расчета наиболее распространенных вариантов схем ГТУ. В приложениях приведены примеры расчета всех вариантов заданий, выдаваемых студентам, и дается необходимый справочный материал, существенно облегчающий работу студента и сокращающий время, затрачиваемое им на выполнение заданий. Темой курсовой роботы по дисциплине “Паро- и газотурбинные установки” является расчет тепловой схемы ГТУ в нескольких вариантах: приводные (газотурбинные газоперекачивающие агрегаты (ГГПА) и энергетические установки в простейшем исполнении, с регенератором, с котлом-утилизатором (КУ) для теплофикации и горячего водоснабжения, ГТУ в сочетании с паротурбинной установкой (бинарные ПГУ) с котлом-утилизатором, без дожигания топлива, форсированные или контактные или монарные газопаровые установки (МПГУ). Предусматривается как двухвальное, так и одновальное (генераторное) исполнение каждой из перечисленных ГТУ. Темы выдаются в предположении их дальнейшей проработки в курсовых проектах по дисциплинам “Энергетические машины” (курсовой проект “Расчет и конструирование многоступенчатой газовой турбины”) и "Режимы работы энергоустановок" (курсовая работа “Расчет режимных характеристик и рабочей линии ГТУ) Содержание и объем курсовой работы определяется заданием, выдаваемым каждому студенту на специальном бланке, подписываемым руководителем проекта. В задании указывается: тема работы, исходные данные для расчета, содержание расчетно-пояснительной записки с указанием подлежащих разработке вопросов, перечень графического материала, дата выдачи задания и срок представления готовой работы к защите. В исходных данных задаются мощность, назначение и тип ГТУ, вариант исполнения тепловой схемы, отправные значения начальных температур газа и воздуха. Каждый вариант заканчивается определением основных технико-экономических показателей рассчитанной тепловой схемы ГТУ и выводом относительно её применения. Для полноты картины изложения в приложении даны примеры расчета тепловой схемы в пяти вариантах исполнения. При дипломном проектировании перед студентом ставится более сложная задача, чем повторение расчета уже существующих схем. В дипломном проекте студент должен разработать вариант усовершенствованной или комбинированной тепловой схемы с её технико-экономическим обоснованием. С этой целью в учебном пособии приводятся сведения по наиболее перспективным комбинированным тепловым схемам и комбинированным теплообменным аппаратам газотурбинных установок. При написании учебного пособия авторы стремились собрать воедино разрозненный по литературным и другим источникам материал для более четкого и полного представления студенту о характере и содержании работы, которую ему предстоит выполнить. При этом были использованы общепринятые в турбостроении обозначения, сокращения и символы.
1. Современные энергетические, приводные и транспортные ГТУ в подавляющем большинстве случаев выполняются по простейшим схемам и по схемам с утилизацией тепла отработавших газов (рис.1). Соответствующие им циклы в T-S диаграмме представлены на рис. 2. Основные технико-экономические характеристики отечественных и зарубежных приводных ГТУ приведены в таблицах 1, 2, 3. Предпочтение отдается многовальным ГТУ, двух-, трех-, четырехвальным, с выделенной силовой турбиной, с размещением всех компрессоров и турбин в одном общем корпусе, используя уникальную компоновку турбомашин “вал в вале”, что обеспечивает более высокую экономичность на всех режимах работы, чем одновальные. В таких устаноках каждый вал имеет свою, близкую к оптимальной частоту вращения, определяемую приводом (рис. 1г, 1д). Промежуточное охлаждение в схемах ГТУ находит пока ограниченное применение и по технико-экономическим соображениям может быть обосновано в ГТУ с начальной температурой газа перед ТВД выше 1000°С. В таких установках оптимальная степень повышения давления будет выше popt > 20 и для её обеспечения необходимо несколько последовательно включенных цикловых компрессоров. Поиски путей оптимизации таких ГТУ привели к созданию трех- и четырехвальных ГТУ с компоновкой агрегатов в одну линию. Два или три последовательно включенных компрессора имеют оптимальные характеристики и самостоятельный турбинный привод. При этом один вал проходит внутри другого вала. В качестве силовой используется последняя турбина (рис. 1г, 1д). Такое решение было использовано в ГТУ авиационного и судового типов. При наличии нескольких последовательно включенных компрессоров появляется возможность внутреннего промежуточного охлаждения воздуха. В рассматриваемом случае оптимальным будет являться воздухоохладитель смешивающего типа с водоиспарительным охлаждением. Причем во избежание влажного сжатия в первых ступенях последующего компрессора впрыск воды в воздухоохладителе должен осуществляться в количестве, обеспечивающем состояние воздуха перед компрессором близкое к линии насыщения (точка росы) при отсутствии капельной влаги. В зависимости от компоновки агрегата воздухоохладитель может выполняться встроенным между компрессорами (рис.3) или выносным. Первый вариант более предпочтителен, так как практически не увеличивает габариты и массу агрегата, но вместе с тем позволяет осуществлять водоиспарительное охлаждение (ВИО) воздуха до линии насыщения. Например, расстояние между КНД и КВД в авиационных и судовых установках достаточное для испарения влаги при заданных параметрах и для выполнения ВИО между КНД и КВД. Водоиспарительное охлаждение воздуха до линии насыщения может осуществляться также при входе атмосферного воздуха в компрессор для любой ГТУ, выполненной по любой из представленных на рис.1 схем, во всех случаях, когда из соображений повышения экономичности ГТУ требуется охлаждение всасываемого воздуха (районы с сухим и жарким климатом). Таблица 1 Основные технико-экономические характеристики отечественных ГТУ
Таблица 2
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-27; просмотров: 503; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.140.198.225 (0.104 с.) |