Тепловой расчет ГТУ

Современный этап развития теплоэнергетики характеризуется масштабным внедрением ГТУ в состав теплоэнергетических установок (ТЭУ), реализующих бинарные циклы, и главным образом циклы парогазовые. Эффективность ПГУ утилизационного типа определяется, в первую очередь, энергетической эффективностью ГТУ в их составе. Эффективным способом форсирования мощности и повышения тепловой эффективности ГТУ является впрыск пара в газовоздушный тракт ГТД, генерируемого в процессе утилизации тепла отработавших газов ГТД в котле-утилизаторе (КУ). Смесь пара с продуктами сгорания органического топлива, образующимися в камере сгорания ГТД, значительно превосходит по величине энтальпию чистых продуктов сгорания, которые используются в качестве рабочего тела в газовой турбине (ГТ) ГТУ [1]. Технология STIG существует уже около 25 лет [2]. За рубежом освоено производство несколько серийных ГТУ, в которых предусмотрен ввод пара в камеру сгорания (КС). В нашей стране данная технология совершенствования ГТУ не получила достаточного распространения, несмотря на то, что подавляющее большинство ГТД в составе ПГУ энергоблоков реконструируемых и вновь строящихся ТЭЦ обладают невыдающимися показателями в части тепловой экономичности (эффективные КПД 34-36 %).

---

Если понадобилось срочно заказать реферат в Екатеринбурге , Work5 не будет медлить.

---

. Со временем разные модификации ГТУ для увеличения КПД были дополнены рекуператором и воздушным компрессором с испарительным охладителем воздуха [4, c.346]. Особенностью ГТУ является модульная конструкция, позволяющая наращивать мощность и реализовать возможность адиабатного расширения рабочего тела до атмосферного давления. Для увеличения энергоэффективности используют комбинированную выработку тепла и электроэнергии (когенерация), тем самым повышая коэффициент использования топлива установки до 92% [5, c.7]. Это стало особенно востребовано после увеличения доли потребности в электрической энергии по отношению к тепловой (отношение тепловой к электрической 1:1 против 2:1 ранее). В качестве примера можно привести г. Москву, где на период 1999 г. на ТЭЦ вырабатывалось около 80% тепла, необходимого для отопления города. Количество вырабатываемой при этом электроэнергии было избыточным. С этой точки зрения парогазовые установки, работающие на природном газе, являются наиболее энергоэффективными при эксплуатации в конденсационном режиме. При этом верхний цикл парогазовой установки выполняют газотурбинные установки Целью настоящей работы является расчет циклов ГТУ без регенерации и с регенерацией теплоты уходящих газов с построением диаграмм в координатах pv и Ts.

В курсовой работе были рассчитаны простейший цикл ГТУ и цикл с регенерацией теплоты. Были рассчитаны параметры точек каждого цикла, определены показатели циклов, построены графики циклов в координатах «давление – удельный объем» и «температура – удельная энтропия». Был составлен материальный баланс камеры сгорания. По результатам расчета было получено, что оптимальная степень повышения давления в цикле с регенерацией теплоты составляет 3. Низшая рабочая теплота сгорания топлива составляет 48908,42 кДж/кг; количество воздуха для полного сгорания топлива составляет 16, 4 кг/кг; коэффициент избытка воздуха для простого цикла – 4,7, а для цикла с регенерацией – 6,9; суммарный расход воздуха для простого цикла составляет 62,74 кг/с, а для цикла с регенерацией – 64,61 кг/с; расход топливного газа для простого цикла составляет 0,814 кг/с, а для цикла с регенерацией – 0,571 кг/с.

1. Арнольд Л.В., Михайловский Г.А., Селиверстов В.М. Техническая термодинамика и теплопередача: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1979. – 446 с. 2. Локомотивные энергетические установки: Учебник / Под ред. А.И. Володина. – М.: ИПК «Желдориздат», 2002. – 718 с. 3. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1975. – 496 с. 4. Техническая термодинамика: Учебник для вузов / Под ред. В.И. Крутова. – М.: Высшая школа, 1981. – 439 с. 5. Турбины тепловых и атомных электрических станций: Учебник / Под ред. А.Г. Костюка, В.В. Фролова. – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 488 с.