Расчет простейшей газотурбинной установки, входящей в состав ПГУ-230

Группа 6-451

Промышленные Тепловые Электростанции (ПТЭС)

Темы курсовой работы (2 вопроса)  и подготовка к экзамену:

Вопрос 1

1)Блинов Кирилл

 Технологическая схема ТЭЦ, работающая на газообразном топливе

2)Давлатов Алан

Регенеративный подогрев воды на ТЭЦ. КПД регенеративных циклов.

3)Забурчик Дмитрий

Промежуточный перегрев пара, как один из главных способов увеличении КПД ТЭС

4)Лебедев Валентин

Тепловые электрические станции (ТЭС) с конденсационными паротурбинными установками. Принципиальная тепловая схема. Показатели эффективности

5)Николаев Жасулан

Тепловые электроцентрали. (ТЭЦ) с паротурбинными установками. Принципиальныя тепловая схема. Показатели эффективности

6)Орлов Алексей

Тепловые электрические станции (ТЭС) с парогазовыми установками. Принципиальные тепловая схема. Показатели эффективности

7)Осадчий Андрей

Прямоточные системы технического водоснабжения ТЭС

8)Станкевич Игорь

Оборотные системы охлаждения ТЭС с использованием градирен

9)Шелковников Никита Классификация ТЭС: по назначению и виду отпускаемой энергии/ по виду используемого топлива/по типу теплосиловых установок/ по технологической схеме паропроводов/по уровню начального давления/ по мощности

Вопрос 2

 ПГУ-230:  Основы термодинамического расчета

Введение

Парогазовая установка ПГУ-230 предназначена для выработки электрической энергии и отпуска тепла в виде горячей воды. В состав ПГУ входят следующие основные элементы:

- газотурбинный двигатель ГТЭ-160

- электрогенератор ТЗФГ-160-2 МУЗ

- котел утилизатор П-100

- паровая турбина типа Т-60-7

- электрогенератор ТЗФП-80-2 УЗ

Атмосферный воздух политропно сжимается в компрессоре. Далее он поступает в кольцевую камеру сгорания, туда же подается топливо. После камеры сгорания дымовые, расширяясь в газовой турбине, совершают полезную работу. После газовой турбины дымовые газы направляются в вертикальный барабанный двух контурный котел утилизатор, предназначенный для выработки пара высокого и низкого давлений. Котел состоит пароперегревателя высокого давления, испарителя высокого давления, экономайзера высокого давления, пароперегревателя низкого давления, испарителя низкого давления, главного подогревателя конденсата. Циркуляция питательной воды в контурах высокого и низкого давления осуществляется за счет работы питательных насосов соответствующего давления.  Пар из контура высокого давления поступает в паровую турбину, состоящую из трех цилиндров высокого, среднего и низкого давлений. Цилиндр высокого давления двухкорпусный. В нем организована петлевая схема движения пара для снижения осевых усилий. В камеру смешения подается пар из контура низкого давления. В схеме предусмотрена сетевая установка, состоящая из двух сетевых подогревателей ПСГ-1, ПСГ-2 и охладителя конденсата бойлеров. Для подогрева сетевой воды осуществляются два теплофикационных отбора. Для дегазации питательной воды применяется деаэратор повышенного давления. Для дегазации подпиточной воды применяется вакуумный деаэратор. Для поддержания солесодержания котловой воды в схему включен расширитель непрерывной продувки.

 

 

 

Рисунок 1. Принципиальная схема ПГУ-230.

Расчет простейшей газотурбинной установки, входящей в состав ПГУ-230

В состав простейшей газотурбинной установки входит компрессор 1, камера сгорания 2, газовая турбина 3, электрогенератор 4, пусковой двигатель 5 (рис.1). Атмосферный воздух с температурой τ₁ поступает в компрессор, где политропно сжимается. По мере увеличения давление воздуха, увеличивается и его температура. После компрессора сжатый и нагретый воздух (точка τ_2д) поступает в камеру сгорания, туда же подводится топливо. После камеры сгорания рабочий агент с температурой τ₃ поступает в газовую турбину, где расширяясь, совершает полезную работу. Дымовые газы с температурой τ_4д поступают в котел утилизатор.

Рисунок 2. Принципиальная схема простейшей ГТУ (слева) и цикл ее работы в T – S диаграмме (справа).

Исходные данные для расчета:

Параметр	Обозначение, размерность	Численное значение
Температура атмосферного воздуха	τ1, ֠ С	17
Температура рабочего агента на входе в газовую турбину	τ3, ֠ С	1250
Степень сжатия компрессора	πк	11
Коэффициент потерь давления в ГТУ	λ	0,95
Механический КПД	ηм	0,995
КПД электрогенератора	ηэг	0,982
Относительный внутренний КПД компрессора		0,86
Относительный внутренний КПД турбины		0,91
Электрическая мощность ГТУ	NЭ, МВт	176

 

2.1. Температура воздуха в конце политропного сжатия в компрессоре:

2.2. Средняя температура воздуха в компрессоре:

2.3. Удельная внутренняя работа сжатия в компрессоре:

2.4. Степень расширения рабочего тела в газовой турбине:

2.5. Температура дымовых газов на выходе из газовой турбины:

2.6. Удельная внутренняя работа расширения дымовых газов в турбине:

2.7. Удельная полезная электрическая работа цикла:

2.8. По таблицам Ривкина определяем теплосодержание дымовых газов на выходе из камеры сгорания:

2.9. Теплосодержание воздуха на входе в камеру сгорания:

2.10. Удельное количество теплоты подведенное к рабочему телу в камере сгорания:

2.11. КПД газотурбинной установки: