Курсовой проект по дисциплине Газотурбинные и парогазовые тэс

• Название: Курсовой проект по дисциплине Газотурбинные и парогазовые тэс
• Дата: 30.01.2023
• Размер: 0.9 Mb.
• Имя файла: 626165412.docx
• Тип: Курсовой проект; #912428
• страница: 2 из 5

3.3. Расчет числа ступеней газовой турбины

3.3.1. Потеря давления во входном патрубке:



где:



– КПД входного патрубка;

– скорость газа перед первой ступенью турбины;

– скорость газа во входном патрубке.

3.3.2. Давление газа перед первой ступенью турбины:



где – давление перед турбиной.

3.3.3. Температура газов за последней ступенью:



где: – температура газов за турбиной (из расчета ИДЗ№1);

– средняя теплоемкость газа при постоянном давлении (из ИДЗ №1).

– скорость газа за последней ступенью.

3.3.4. Так как давление газа за последней ступенью мало отличается от давления за турбиной, то при определении плотности газа можно принять:



3.3.5. Потеря полного давления в выходном патрубке:



где: – КПД выходного патрубка;

– скорость газа в выходном патрубке.

3.3.6. Давление за последней ступенью:



3.3.7. Располагаемый теплоперепад турбины по параметрам перед первой и за последней ступенями:





Где – степень расширения газа в проточной части турбины:



3.3.8. Располагаемый теплоперепад ступени по диаметру корневого сечения :



где: – отношение скоростей;

– окружная скорость в корневом сечении лопаток, где n - частота вращения ротора, .

корневой диаметр (принимаем);

3.3.9. Число ступеней турбины:

4. Формирование тепловой схемы ПГУ

Тепловая схема состоит из одного парогазового энергоблока, включающего в себя четыре основных элемента: одну ГТУ, один горизонтальный котел-утилизатор, конденсационную паровую турбину и электрогенератор.

Котельная установка ПГУ производит пар двух давлений для одной ПТ. В состав котельной установки входят: собственно КУ с системами продувки; питательные насосы с электроприводом, обеспечивающие необходимое давление в барабанах котлов; насосы рециркуляции конденсата через ГПК. Деаэратор, также входит в состав котельной установки. Из его бака-аккумулятора с помощью насосов питаются низкого и высокого давлений.



Рисунок 2 – Принципиальная тепловая схема типичной двухконтурной утилизационной ПГУ [2]

Паротурбинная установка ПГУ включает в себя: паровую турбину; конденсатор со всем своим оборудованием (системой водоснабжения охлаждающей водой и отсоса воздуха из конденсатора); конденсатные насосы, подающие конденсат в КУ; утилизаторы теплоты конденсации пара эжекторов и уплотнений. Паротурбинная установка утилизационной ПГУ не имеет системы регенеративного подогрева питательной воды, поскольку от конденсатора до ГПК конденсат требуется подогреть всего на несколько десятков градусов. Эта особенность ПТУ утилизационной ПГУ существенно снижает ее экономичность, но не изменяет существа процесса преобразования в ней теплоты в электроэнергию.

В рассматриваемой схеме пар ВД подводится в ЦВД и расширяется в нем до камеры смешения. В камеру смешения также по паропроводам от котла подводится пар НД. Оба потока смешиваются, и образовавшаяся смесь расширяется в последних ступенях ЦВД. Последующее расширение пара в ЦНД приводит к недопустимой влажности за последней ступенью. Поэтому в ресиверных трубах между ЦВД и ЦНД размещён сепаратор, уменьшающий влажность перед ЦНД до 0,5 %. Отделенная влага (сепарат) направляется в конденсатосборник конденсатора. После сепаратора пар проходит в двухпоточный ЦНД, расширяется в нем и поступает в конденсатор. Образовавшийся конденсат с помощью КЭН направляется в ГПК.

4. 
   Расчет тепловой схемы ПГУ, определение показателей тепловой экономичности
   

5.1. Расчёт двухконтурного котла-утилизатора ПГУ

Газы, отработавшие в газовой турбине, направляются в КУ, где происходит получение пара высокого и низкого давлений для ПТУ.

1. 
   Расчёт контура высокого давления
   

Температура пара перед СК ВД:



где – температурный напор на выходе из ППВД, ℃. Примем температуру острого пара 550℃ ввиду сложности подбора паровой турбины и оценки влияния чрезмерно высокой температуры пара на металл, в результате которой может быть вызвано изменение структуры металла. Следовательно:



Давление перед СК ВД:



Энтальпия пара перед СК ВД:



Давление пара в барабане ВД:



где гидравлические сопротивления в трубопроводах перед СК ВД и НД, %;

Далее рассчитывается температура насыщенного пара в барабане высокого давления, энтальпия насыщенной воды и пара в ИВД:







Температура воды на выходе из ЭВД (недогрев воды до насыщения не учитывать):



где – значение недогрева питательной воды, поступающей в барабан ВД, ℃. Недогрев не учитывается по условиям задачи.

Энтальпия воды на выходе из ЭВД равна энтальпии насыщения воды в барабане ВД:



Давление в деаэраторе выбирается по [2, табл. 3.22]:



Температура питательной воды в деаэраторе, из которого она поступает в контур ВД, соответствует температуре насыщенной воды в нем:



Энтальпия насыщенной воды:



Повышение энтальпии воды в питательном насосе контура ВД:



где: – удельный объем воды по давлению в деаэраторе.

С учётом работы питательного насоса, определяется энтальпия воды на входе в ЭВД:



Учитывая сопротивление тракта питательной воды от ПН ВД до ЭК ВД, определим температуру питательной воды на входе в ЭК ВД:



где: – давление питательной воды на входе в ЭВД.

Температура уходящих газов за ИВД:



где – значение температурного напора в пинч-точке контура ВД, ℃.

Энтальпия уходящих газов за ИВД определяется по таблице 1 приложения 1:



Энтальпия уходящих газов на входе в КУ считалась ранее:



Тепловая нагрузка в ППВД+ИВД:



Расход пара в контуре ВД:



Рассчитывается тепловая нагрузка в ППВД по пару:



Принимается температура газов за ППВД:



Рассчитывается энтальпия газов на выходе из ППВД по приложению 1 таблица 1 с помощью интерполяции, либо по формуле:



Рассчитывается теплоёмкость газов в ППВД КУ:



Уточняется температура газов за ППВД КУ:





Относительная погрешность :



Следовательно, расчёт температуры для уходящих газов из ППВД выполнен верно.

Тепловая нагрузка ИВД:



Тепловая нагрузка ЭВД:



Принимается температура газов за ЭВД:



Энтальпия газов за ЭВД по таблице 1 приложения 1 (с помощью интерполяции):



Рассчитывается теплоёмкость газов в ЭВД КУ:



Уточним температуру газов за ЭВД:





Относительная погрешность



Следовательно, расчёт температуры для уходящих газов из ЭВД выполнен верно.