практика. Практическое занятие 1 Коновалова Е. С. Эн-300012 18.02.2023. Занятие 1 Выполнила Коновалова Е. С. Группа эн300012 18. 02. 2023 г. Задание
 Скачать 3.4 Mb.
|
|
Практическое занятие №1 Выполнила Коновалова Е. С. Группа ЭН-300012 18.02.2023 г. Задание: На основе ГТД-110 разработать моноблок ПГУ-165 по одновальной схеме. Доказать расчетами, что КПД каждой ГТУ-110 и ПТУ (Т- 55), планируемой для ПГУ, меньше, чем при совместной блочной эксплуатации в ПГУ-165. Инструмент для выполнения задания: Интерактивный сетевой расчет и графическая иллюстрация основных терм динамических циклов http://twt.mpei.ac.ru/TTHB/tdc.html Решение: Разработка одновальных ПГУ возможна лишь на основе экономичных и мощных газотурбинных двигателей. Таким двигателем российского производства является ГТД-110. Двигатель разработан НПКГ «Зоря»–«Машпроект» в 1992–1997 гг. и серийно осваивался в НПО «Сатурн» в период 1997–2001 гг. Двигатель ГТД-110 – одновальный, с двухопорным ротором, простого термодинамического цикла, с отбором мощности со стороны компрессора. ГТД-110 включает в себя 15-ступенчатый компрессор, трубчато-кольцевую камеру сгорания и 4-ступенчатую турбину. Сопловые аппараты первой, второй, третьей ступеней и рабочие лопатки первой и второй ступеней турбины охлаждаемые. Система охлаждения – конвективная, сопловой аппарат первой ступени имеет конвективно-пленочное охлаждение. Входной направляющий аппарат регулируемого типа позволяет изменять мощность в диапазоне 75…100 % от номинала при постоянной температуре газов на выходе. При использовании ГТЭ-110 в составе ПГУ такое регулирование мощности двигателя дает возможность сохранить высокий КПД на частичных режимах. Ротор двигателя имеет барабанно-дисковую конструкцию, состоит из пяти частей, соединенных между собой штифтами и болтами. Диски компрессора и турбины в секциях соединены электронно-лучевой сваркой. Ротор опирается на два подшипника скольжения диаметром 400 мм с качающимися колодками. Расположение камеры сгорания над компрессором позволило сократить длину ротора и сделать его жестким, с запасом по критическим оборотам 30 %. Расстояние между центрами подшипников передней и задней опор составляет 4115 мм. Упорный подшипник диаметром 665 мм расположен в холодной части двигателя со стороны компрессора, обеспечивая двухстороннее восприятие осевой нагрузки. Камера сгорания ГТД состоит из 20 жаровых труб. Обеспечивается работа на двух видах топлива – газообразном и жидком. Система смазки ГТД – циркуляционная, под давлением, единая с системой смазки генератора. Частота вращения ротора (3000 об/мин) обеспечивает безредукторное соединение двигателя с генератором. ГТД-110 поставляется в эксплуатацию единым модулем на раме, полностью готовым к монтажу на объекте. Отличительными особенностями энергоустановок на базе ГТД-110 являются: модульное исполнение, комплектная поставка двигателя в полной заводской готовности, оптимальное соотношение потребительских качеств, цены и затрат на эксплуатацию. При создании ГТД-110 использованы современные материалы – ЧС104, ЧС88 и жаростойкие покрытия горячей части (камера сгорания, турбина). Совершенствование двигателя продолжается и сегодня. Это коррозионнои эрозионно-стойкие покрытия рабочих и направляющих лопаток компрессора, термобарьерные покрытия жаровых труб КС, рабочих и сопловых лопаток турбины с подложкой из наноструктурированного материала. Планируется применять новые вибродемпфирующие и износостойкие наноструктурированные покрытия и композиционные керамические материалы. Это позволит значительно повысить рабочую температуру в камере сгорания и турбине. Мощность двигателя вырастет до 130 МВт, КПД в простом цикле повысится до 37,5 %, в комбинированном – до 58 %. Фотографии такого двигателя не сохранилось. Таблица – Основные показатели двигателя ГТД-110 «Сатурн» по условиям ISO   Расчет эффективного КПД газотурбинной установки  
Solution >>>             Работа обратимого сжатия в компрессоре  Работа необратимого сжатия в компрессоре  Работа обратимого расширения в турбине  Работа необратимого расширения в турбине   Термический КПД обратимого цикла   Внутренний КПД действительного необратимого цикла  Эффективный КПД ГТУ  Выберем их каталога паровой турбины подходящих параметров, т. е. с мощностью 55 МВт Одноцилиндровая конденсационная паровая турбина с однопоточным выхлопом в конденсатор и развитой системой регенеративного подогрева питательной воды. Параметры турбины К-55-90; Мощность номинальная/максимальная, МВт 55/60; Начальные параметры пара: давление, МПа 8,8; температура, °С 535; номинальный расход свежего пара, т/ч 235; длина рабочей части лопатки последней ступени, мм 665; номинальная температура охлаждающей воды, °С 12; расход охлаждающей воды через конденсатор, м3/ч 8000; гидравлическое сопротивление водяного тракта конденсатора, МПа 0,045. Расчет цикла Ренкина на перегретом паре Начальные параметры водяного пара на входе в турбину
Давление в конденсаторе
Внутренние относительные КПД турбины и питательного насоса
 1. Параметры на входе в турбину   2. Параметры в конце процесса расширения водяного пара в турбине     3. Параметры на выходе из конденсатора    4. Параметры после сжатия в питательном насосе     5. Работа турбины  6. Работа сжатия в насосе  7. Количество переданной теплоты в котле  8. Внутренний КПД цикла Ренкина          |
