Файл: Т. Ю. Короткова, В. В. Барановский.docx

Расчет газотурбинной установки

ГазоваятурбинаГТЭ-160представляютсобойодновальнуюмашинуоднокорпуснойконструкции.ИспользуетсядляприводаэлектрическогогенератораТЗФГ-160-2МУЗ.ГТЭ-160предназначенадляработынагазообразномтопливесразличнойтеплотойсгорания.Особенностьюоднокорпусной одновальной газовой турбины является то, что компрессор итурбинаимеютобщийротор.Всасываниевоздухапроисходитизрасположеннойпередкомпрессоромвоздухозаборнойшахты.Выходнойкорпус состоит из внутреннего цилиндра и наружного корпуса конусообразнойформы,междукоторыми проходитотработавший газ.Расчет тепловой схемы газотурбинной установки ГТУ ведется с цельюопределенияКПДустановки,расходоввоздуха,рабочегогазаитоплива,мощности отдельных турбомеханизмов, температур газа в различных точкахгазового тракта установки, состава и температуры выхлопных газов, а такжедругихданных.Рассмотримрасчеттепловойсхемыгазотурбиннойустановки,выполненной по простой схеме без промежуточного охлаждения компрессоров(ПО)и промежуточного подогревавтурбине(ПП).Всоставпростейшейгазотурбиннойустановкивходиткомпрессор1,камера сгорания 2, газовая турбина 3, электрогенератор 4, пусковой двигатель 5(рис. 3). Атмосферный воздух с температурой t₁ поступает в компрессор, гдеполитропно сжимается. По мере увеличения давление воздуха увеличивается иеготемпература.Послекомпрессорасжатый

---

и нагретый воздух (точка 2Д) поступает в камеру сгорания, туда же подводится топливо. После камеры сгорания горячие газы с температурой t₃ поступают в газовую турбину, где расширяясь, совершают полезную работу. Далее продукты горения с температурой t _4д поступают в котел-утилизатор.




Рис. 3. Принципиальная схема простейшей ГТУ (слева) и цикл ее работы в TS-диаграмме (справа)

Исходные данные для расчета газотурбинной установки (ГТУ):

• 
  электрическая мощность газотурбинной установки (ГТУ) ????????_ГТУ, МВт;
  
• 
  температура наружного воздуха ????????₁, °С;
  
• 
  относительная влажность воздуха, %;
  
• 
  температура газов перед газовой турбиной ????????₃, °С;
  
• 
  степень сжатия воздуха в компрессоре ????????_к, °С;
  
• 
  коэффициент потерь давления в ГТУ λ = 0,95;
  
• 
  механический КПД ГТУ, учитывающий механические потери в компрессоре, газовой турбине и электрическом генераторе ηм = 0,995;
  
• 
  
  ????????????
  КПД компрессора, учитывающий потери при сжатии воздуха в компрессоре????????^к = 0,86;
  
• 
  КПД турбины, учитывающий потери при расширении газов в турбине
  

????????????
????????^???? = 0,91;

• 
  КПД электрогенератора ????????_эг = 0,982.
  

рТопливом является природный газ с теплотворной способностью ????????^н = =44300кДж/кг.Температуравоздухавконцеполитропногосжатиявкомпрессоре:к−1

---

????????₁⋅ (????????_к^к−1)

---

рУточняем теплофизические свойства воздуха по средней температуре процесса сжатия по приложениям 3 и 4 (уточненным величинам присваивается индекс «//»): С^∕∕, к^∕∕: кУточняем значение удельной работы сжатия ????????^∕∕:

---

УточняемтеплофизическиесвойствапродуктовсгоранияприсреднейтемпературепроцессарасширенияТ_ср1икоэффициентеизбыткавоздуха????_в:

---