Реферат по ТДН и Н. «Газотурбинные установки тепловых электростанций». Реферат по ТДН и Н. Газотурбинные установки тепловых электростан. Реферат по тдн и Н. Газотурбинные установки тепловых электростанций 2009 2010г. Оглавление. Оглавление стр. 2
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
Федеральное агентство по образованию Южно – Уральский Государственный Университет Миасский машиностроительный факультет Реферат по ТДН и Н. «Газотурбинные установки тепловых электростанций» 2009 -2010г. Оглавление. 1. Оглавление. - стр. 2 2. История создания ГТУ. - стр. 3 3. Газотурбинная установка. Описание. - стр. 4 4. Одновальные и многовальные ГТУ. - стр. 5 5. ГТУ замкнутого цикла. Описание. - стр. 7 6. Область назначения ГТУ. - стр. 8 7. Парогазовые установки. - стр. 9 8. Современное состояние. - стр. 10 9. Вывод. - стр. 13 10. Список используемой литературы. - стр. 15 История создания ГТУ. В начале XX в. Были построены первые газотурбинные установки (ГТУ).  Первая энергетическая ГТУ была создана в 1939 г. на фирме Browen – Bovery(Швейцария). Газовая турбина сочетает в себе элементы созданных ранее тепловых двигателей, таких как паровые турбины и ДВС. При температуре газов перед газовой турбиной 5500С и мощностью 4000кВт она производила электроэнергию с КПД 18%. С 1939 г. не прекращались усилия по совершенствованию энергетических ГТУ и улучшению их экономичности, что позволило повысить их мощность до 300МВт и электрический КПД до 40%. Конструктивная кинематическая схема ГТУ зависит от параметров термодинамического цикла Брайтона, наличия промежуточного охлаждения воздуха, ступенчатого сжигания топлива, применения регенеративного подогрева циклового воздуха и др. Газотурбинная установка. Описание. Газотурбинная установка – тепловой двигатель, рабочее тело в котором остаётся газообразным во всех точках теплового цикла, и состоящий из турбин, компрессоров, устройств подвода (камер сгорания) и отвода теплоты, объединенных общей гидромеханической системой. В зависимости от способа передачи части теплоты холодному источнику ГТУ разделяют на ГТУ открытого и замкнутого циклов. Газотурбинная установка открытого цикла – ГТУ , в которой рабочее тело поступает из атмосферы, однократно проходит через все элементы ГТУ и выбрасывается в атмосферу. Газотурбинная установка замкнутого цикла(замкнутая ГТУ) – ГТУ , рабочее тело которой непрерывно циркулирует по замкнутому контуру, а отвод теплоты осуществляется в специальных теплообменниках. Рабочим телом ГТУ открытого цикла служит атмосферный воздух и продукты сгорания органического топлива, а в замкнутых ГТУ – воздух , гелий, азот, углекислый газ и т.п. Для удовлетворения различным эксплутационным и технико – экономическим требованиям (мощность, экономичность, маневренность, режим работы, уровень автоматизации управления, ресурс и т. п.) ГТУ выполняются одновальными и многовальными. Газотурбинные установки открытого цикла выполняются по простому циклу и по сложным циклам. Одновальные и многвальные ГТУ. Для удовлетворения различным требованиям ГТУ выполняются одновальными и многовальными. Одновальные ГТУ по простому циклу (простые ГТУ) состоят из воздушного компрессора (ВК), газовой турбины (ГТ), камеры сгорания и нагрузочного устройства рис. а.  Двухвальные ГТУ по простому циклу состоят из компрессорного вала, приводимого турбиной высокого давления (ТВД) (рис. а) или турбиной низкого давления (ТНД), и вала полезной мощности. Трехвальная ГТУ по простому циклу позволяет осуществить большое число различных схем. Наибольшее распространение получила схема рис. г, позволяющая разместить все турбины и компрессоры внутри общего корпуса. Газотурбинная установка с регенерацией теплоты ( 4.1, б ; 4.2, б) имеет поверхностный теплообменник (регенератор), в котором осуществляется утилизация теплоты уходящих газов путем подогрева воздуха перед его подачей в камеру сгорания (КС). Газотурбинные установки по сложным циклам включают одну или несколько ступеней промежуточного охлаждения воздуха при сжатии в компрессоре, две и более ступеней подвода теплоты(рис.4.1в, 4.2 в). Такие ГТУ позволяют осуществить большее количество схем соединения турбин и компрессоров, схем включения воздухоохладителей (ВО) и КС.  ГТУ замкнутого цикла. Описание. Замкнутая ГТУ состоит из газового компрессора 1, турбины 2, регенератора 4,газоохладителей 3.(рис 4.3)  Подвод теплоты от внешнего источника производится в теплообменнике 5. Регулирование мощности ГТУ производится за счет изменения количества рабочего тела, циркулирующего в контуре. При постоянных значениях температуры газа перед газовой турбиной (ГТ) и компрессором расход газа прямо пропорционален давлению в соответствующих точках контура. Изменение давления в контуре обеспечивается соединением контура ГТУ с емкостями высокого 6 и низкого давления 7. Между емкостями установлен перекачивающий компрессор 8. Область назначения ГТУ. По назначению ГТУ разделяются на: энергетические – для привода электрических генераторов; приводные – для привода компрессоров газоперекачивающих станций (ГПС), металлургических и химических производств, насосов систем пожаротушения и перекачки нефти и т.п.; транспортные – в качестве двигателей в авиации, водном, железнодорожном и автомобильном транспорте. Энергетические ГТУ в зависимости от продолжительности работы под нагрузкой в течении года разделяются на базовые, полупиковые, пиковые ГТУ и ГТУ аварийного резерва.  Парогазовые установки. Парогазовая установка с котлом – утилизатором (ПГУ с КУ) – наиболее перспективная и широкораспространённая в энергетике парогазоваяустановка, отличающаяся простотой и высокой эффективностьюпроизводства электрической энергии. Эксплутационные издержки современной ПГУ вдвое ниже по сравнению с издержками пылеугольной ТЭС. Строительство и ввод в эксплуатацию намного короче чем для других типов тепловых электростанций. Использование в качестве топлива – природного газа, запасы которого очень велики.   Современное состояние. В любой стране энергетика является базовой отраслью экономики. От её состояния и уровня развития зависят соответствующие темпы роста других отраслей хозяйства, стабильность их работы. Энергетика создает предпосылки для применения новых технологий. Вместе с тем она является одним из основых потребителей первичных энергоресурсов – органического и ядерного топлива, гидроресурсов. Важными факторами при оценке эффективности работы служат себестоимость отпуска электроэнергии, удельные затраты на различные виды электрогенерирующего оборудования и сроки ввода различных объектов энергетики в эксплуатации.
Ядерная энергетика – рассматривается как одна из основных составляющих энергетики. Но пока полностью не решена проблема размещения, переработки и захоранения ядерных отходов, а также вывод из эксплуатации и консервация энергоблоков АЭС, отслуживших свой ресурс. Солнечные и ветровые энргоустановки имеют экологические преимущества, однако зависят от сезонных и суточных колебаний, а также от погоды. ТЭС – при использовании твердого и жидкого топлива происходят большие выбросы золы, углекислого газа. Повышение технологических процессов и переход на природный газ способствует сокращению выбросов. Сегодня на ТЭС подавляющее большинство генераторов электрического тока имеет турбинный привод. В истории теплоэнергетики можно заметить своеобразное «соревнование» между паровыми и газовыми установками и их термодинамическими циклами. Отсутствие соответствующих технологий в прошлом не позволяло использовать продукты сгорания в качестве рабочего тела, и водяной пар применялся как промежуточное рабочее тело.Парраллельное развитие газовых и паровых циклов позволило использовать их положительные свойства, создав комбинированную парогазовую установку. В ней теплота выходных газов ГТУ используется почти полностью. Выводы. Перспективное направление развития энергетики связано с газотурбинными (ГТУ) и парогазовыми (ПГУ) энергетическими установками тепловых электростанций. Эти установки имеют особые конструкции основного и вспомогательного оборудования, режимы работы и управления. В состав ГТУ входят как минимум газовая турбина, компрессор и подогреватель рабочего тела (камера сгорания, ядерный реактор и др.). Иногда в ГТУ включают теплообменники: воздухо- или газоподогреватели, воздухо- или газоохладители и т. п. Агрегат в целом называют газотурбинным двигателем (ГТД) – для авиации и транспортных машин или газотурбинной установкой (ГТУ) – для стационарных . ГТД за сравнительно короткий период прошел сложный путь развития. В авиации ГТД практически полностью заменил поршневой двигатель внутреннего сгорания и достиг высокой степени совершенства, наряду с большими успехами в газовой промышленности, где он представляет собой основной и постоянно совершенствующийся тип газоперекачивающего оборудования на газопроводах, наряду с определёнными успехами в судостроении – ГТУ имеет весьма скромные достижения в энергетическом машиностроении, еще меньшие – в автомобилестроении. Медленная реализация достоинств ГТУ объясняется не только относительной сложностью научных и технических проблем, которые для этого приходится решать, но и недоверием к перспективным достоинствам энергоустановок нового типа при наличии достаточно эффективного, но ограниченного в своих потенциальных возможностях существующего энергооборудования. Перспективы: В последние годы были усовершенствованы методы расчета тепловых схем и элементов ГТУ и ПГУ с применением математического моделирования и компьютерной техники. Значительное внимание уделяется прогрессивным технологиям сжигания топлива в камерах сгорания ГТУ и улучшению экологических показателей установок. При создании газовых турбин используются новые материалы, улучшаются системы охлаждения их элементов. Применяются конструктивные схемы с повышенными значениями давления воздуха после компрессоров. Применяется промежуточное охлаждение воздуха после компрессоров. Применяется промежуточный перегрев газов в газовых турбинах. Используются регенеративные циклы и схемы с впрыском пара и воды в ГТУ. Постоянно совершенствуется паровой цикл ПГУ, Осуществляется переход к двухконтурным и трехконтурным котлам – утилизаторам с промежуточным перегревом пара. Для стабилизации параметров и повышения мощности установки используется дожигание топлива Парогазовые установки на природном газе – единственные энергетические установки, которые в конденсационном режиме работы отпускают электроэнергию с КПД нетто более 58% Используемая литература: 1. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. Под ред. С.В. Цанева, 2002. 2. Газовые турбины и газотурбинные установки. В.В. Уваров, 1970. 3. Турбины тепловых и атомных электростанций- Костюк А.Г.,Фролова В.В. 2001. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||