Термодинамический и конструктивный расчет газотурбинной установки

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Января 2011 в 09:49, курсовая работа

Краткое описание

Газотурбинная установка предназначена для привода центробежного нагнетателя природного газа. Область применения установок —компрессорные станции магистральных газопроводов. Топливом для ГТУ служит природный газ.

Содержание

1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА……………..4
2. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА………………………………….6
3. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА ГТУ………………………………….15
4. РАСЧЕТ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ТУРБИНЫ……………………………………………… .16
5. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ТУРБИНЫ………………………….....18

Скачать в ZIP архиве (230.49 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Вложенные файлы: 1 файл

ГТУ.docx

— 250.38 Кб (Скачать файл)

 Таблица I

Термодинамический расчет газотурбинной  установки ГТК-16 

1  2  3 4  5  6  7  8  9
10  In Сz  —   ― 1,029 1,517 1,844  2,089  
  
11  Коэффициент избытка воздуха ( )  —  —   2,168 2,206 2,244  2,309 Вспомогательная  таблица, а
12  Приведенная молекулярная масса продуктов сгорания  
  		 —    27,35  27,37  27,39  27,41  Вспомогательная таблица, б  
13  Молекулярная масса продуктов сгорания    —    27,53  27,55  27,57  27,59  
  
14  Удельный  водяной эквивалент продуктов сгорания  
  		кДж

кгоС

  1,283  1,281  1,279  1,278 Определяется  по графику (прил. I)

рис. 6

15  Начальное расчетное значение аргумента (показателя) процента расширения  —    0,2438  0,3519  0,4376  0,4851  
16 Вспомогательная показательная функция  
  		 
 —  		  0,8890  0,8398  0,7942  0,7906  Прил. II табл. 2 
17 Удельная адиабатическая работа расширения кДж

 кг

 		  350,76  517,11  628,57  712,09  
  
18 Удельная индикаторная работа расширения кДж

 кг

 		  308,67  455,06  553,14  626,63  
 
 
 
 

 

1  2  3 4  5  6  7  8  9
19  Предварительное значение приведенного эквивалента продуктов сгорания при расширении   кДж

кгоС

 1,517 1,516 1,515  1,507  
 ts= 600 0C

 tmA=700 0C

20  Температура продуктов

 сгорания  в конце расширения (индикаторный процесс)

    0C 609,93 494,80 417,36  395,87   
21  Температура воздуха после регенератора    °С    183  247  302  353  
  
22  Средняя температура  в

 камере сгорания с учетом повышения температуры воздуха

 в регенераторе

  
   		  
 °С 
 
 		  491,5  523,5  551  576,5  
 
 
  
23  Уточненное  значение

 коэффициента  избытка воздуха

  
  		 
 —  		  7,936  7,113  6,721  6,549  
 
  
24  Удельная  индикаторная работа газотурбинного двигателя (ГТД)  
  		кДж

 кг

 		  243,15  252,8  263,8  288,7  
 
  
25  Эффективная удельная работа расширения   кДж

 кг

  397,8  453,2  486,76  512,3  
26  Эффективная удельная работа сжатия    
 		 кДж

 кг

 		  297,18  318,7  328,79  337,51   
 
1  2  3 4  5  6  7  8  9
27  Удельная  эффективная работа ГТД     кДж

 кг

 		  143,13  156,11  157,97  169,23  
  
28  Удельный  расход теплоты     кДж

 кг

 		  367,4  409,9  433,8  445,2  
  
29  Индикаторный

  к.п.д.  ГТД

 		    —    0,597  0,603  0,608  0,627  
  
30  Эффективный  к. п.д ГТД      —    0,2708  0,3427  0,4453  0,3196  
  
31  Эффективный к.п.д. ГТУ      —    0,2689  0,3403  0,4421  0,3174  
  
32  Секундный расход сухого воздуха     кг.\сек    141,69  100,35  72,97  99,08  
  
33  Часовой расход топлива     кг\час    4010  3169  2438  3398  
 кДж/кг
 
 
 

 

 

     4. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА ГТУ

     Для расчета мощности компрессора двухзальных ГТУ используются данные задания и результаты термодинамического расчета.

     Удельная  индикаторная работа сжатия воздуха  в осевом компрессоре  (термодинамический расчет— п. 5).

     Расход  сухого воздуха через осевой компрессор МА=72,97 кг/с (из термодинамического расчета п. 32, без учета утечек воздуха через уплотнения компрессора и расхода воздуха на охлаждение лопаток и дисков турбины).

     Расход  сухого воздуха через осевой компрессор с учетом утечек и охлаждения турбины 
 
 

     Мас= Мa (1 + 0,01+0,005) = 72,97·1,015 = 74,06 кг/с.

     Механический  к. п. д. осевого компрессора ηмех,с= 0,98. Индикаторная мощность осевого компрессора: 

     Эффективная мощность осевого компрессора 

 

 5.1 РАСЧЕТ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ТУРБИНЫ

     Расчет  проточной части турбины выполняется  с целью определения геометрических размеров отдельных деталей турбины: диаметр ротора, высота рабочих и направляющих лопаток, радиальные зазоры проточной части. Кроме того, определяются характеристики ступеней турбины: скорости, степень реактивности, углы потока и т. д.

     Исходными материалами для расчета турбины  являются данные, приведенные в задании на проектирование, а также некоторые результаты термодинамического расчета, таблице. 2.

 

      Таблица 2

     Исходные  данные расчета проточной  части турбины

 № п/п  Наименование  величин Обозначение Размерность Расчетное значение
 1  2  3  4  5
1 Начальные параметры  газа перед турбиной

давление

абсолютная температура

  
  		  МПа

 °К

 0,0079

1123

2 Конечное состояние  газа после расширения в газовой турбине (индикаторный процесс)

Давление

абсолютная температура

  
  		 МПа

oK

  0,00125

 783

3 Молекулярная  масса продуктов сгорания

    приведенная

    истинная

  
  		  —

 —

 27,39

28,65

4 Удельная работа газа в турбине, отнесенная к 1 кг сухого воздуха:

    адиабатический  процесс

    индикаторный  процесс

    эффективный процесс

  
 
  		 кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

  628,75

 553,14

 486,76

5 Эффективная удельная работа газа в ГТД    кДж/кг  193,16
6 Эффективная мощность ГТУ  Ne  кВт  14 000
7 Секундный расход сухого воздуха  МA  кг/с  72,97
8 Частота вращения вала турбины высокого давления  n1 об/мин  6800
9 Частота вращения вала турбины низкого давления  n2 об/мин  6200
10 Число ступеней давления  z  —  4
11 Индикаторная  мощность осевого компрессора  Nic  кВт  21429,8
12 Эффективная мощность осевого компрессора  Nec  кВт  21866
 

 

     5.2 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ТУРБИНЫ

  1. Показатель адиабаты процесса расширения в турбине k (и см. термодинамический расчет п. п. 12 и 19)
 
 
     
  1. Соотношение граничных давлений по турбине (термодинамический расчет п. 9):
 
 
     
  1. Политропический к. п. д. турбины () определяется в зависимости от заданного внутреннего относительного к. п. д. и соотношения давлений сжатия.
 
     
  1. Коэффициент возврата теплоты для бесконечно большого числа ступеней:
 
     
  1. Коэффициент возврата теплоты при заданном числе  ступеней (z=3);
 
     
  1. Секундный массовый расход продуктов сгорания через турбину:
 
     
  1. Полный  изоэнтропийный (адиабатический) перепад  теплоты в турбине с учетом коэффициента возврата теплоты:
     

     

  1. Площадь, сметаемая рабочими лопатками последней  ступени,
 

     где — коэффициент прочности лопатки, определяемый в зависимости от соотношения сечения лопатки у корня к сечению той же лопатки на периферии (принято F1/F2 = 3,7) 

      —плотность материала лопатки (сталь) 

      —окружная скорость лопаток (ротора). 

      —допустимое напряжение материала лопаток, которое зависит от марки стали и температуры продуктов сгорания в зоне работы лопатки, рекомендуется определять для широко распространенной лопаточной высоколегированной стали марки ЭИ-893. 
 

     
  1. За последней  ступенью расположен диффузор с прямолинейной  осью к. п. д. диффузора = 0,70.

     Удельный  объем газа за диффузором при давлении Ps и температуре Тs (табл. 2): 

Информация о работе Термодинамический и конструктивный расчет газотурбинной установки

Связанные документы

Конструктивный расчет выпарной установки

Газотурбинная установка

Расчет котельной установки

Расчет котельной установки

Расчет адсорбционной установки

Расчет компрессорной установки

Расчет трубчатой печи установки АТ

Тепловой расчет котельной установки

Расчет электропривода вентиляционной установки

Расчет и проектирование выпарной установки

Расчет двухкорпусной выпарной установки

Расчет параметров холодильной установки

Расчет многокорпусной выпарной установки

Расчет принципиальных схем газотурбинных установок

Похожие темы

Расчет ректификационной установки

Расчет печей

Расчет зданий