Предварительный тепловой расчет

Основной задачей предварительного расчёта является определение оптимального отношения давлений в цикле, обеспечивающего максимальную экономичность для базовой ГТУ.

Исходные данные для расчета:

- Эффективная мощность ГТУ N_e=32 МВт;

- Температура газа перед ТВД Т_г=1393 К;

- Температура наружнего воздуха Т_в=288 К;

- Атмосферное давление Р_атм=101300 Па;

- КПД турбины (ТВД) h_т1=0.92

- КПД турбины (СТ) h_т2=0.92

- КПД компрессора h_к=0.870

- КПД камеры сгорания h_кс=0.995

- Механический КПД h_мех=0.980

- Расход охлаждающего воздуха q_охл=0.08

- Расход утечек воздуха через уплотнения q_ут=0.01

- Расход топлива q_топ=0.02

- Гидравлические потери по тракту z_тр=0.03

- Условный коэффициент n₁=0.93

- Условный коэффициент n₂=0.97

- Удельная теплоёмкость в компрессоре Cp_к=1.01 кДж/(кг× К);

- Показатель адиабаты (для компрессора) k_к=1.4

- Комплекc m=0.286

- Удельная теплоёмкость в турбине C_рт=1.13 кДж/(кг× К);

- Показатель адиабаты (для турбины) k_т= 1.33

- Комплекс m=0.248

- Удельная теплоёмкость в камере сгорания Cр_кс=1.12 кДж/(кг× К);

Расчеты проводятся по методике, изложенной в [1], результаты расчета сведены в таблицу 2.

Предварительный расчет тепловой схемы ГТУ

Таблица 2.

№ п/п	Величина	Обозна чение	Расчетная формула	Размерность	Варианты
	Степень повышения давления в компрессоре		Задаем	-
	Комплекс работы сжатия компрессора			-	1.126	1.168	1.208	1.247	1.284	1.319	1.354	1.387
	Удельная работа сжатия компрессора			кДж/кг	376.5	390.7	404.2	417.1	429.5	441.3	452.8	463.9
	Температура воздуха за компрессором			К	661.0	675.0	688.3	701.1	713.4	725.1	736.5	747.4
	Суммарная степень расширения в турбинах			-	13.58	15.00	16.00	16.49	17.46	18.43	19.40	20.37
	Удельная работа расширения ТВД			кДж/кг	413.1	428.7	443.5	457.6	471.2	484.3	496.8	508.9
	Температура продуктов сгорания за ТВД	ТТ1		К	1027.4	1013.7	1000.6	988.0	976.0	964.5	953.3	942.6

Окончание таблицы 2.

	Степень расширения продуктов сгорания в ТВД			-	3.87	4.11	4.36	4.62	4.89	5.16	5.44	5.73
	Степень расширения продуктов сгорания в свободной силовой турбине			-	3.51	3.65	3.67	3.57	3.57	3.57	3.57	3.56
	Удельная работа расширения силовой турбины			кДж/кг	285.8	289.3	286.6	278.0	274.9	271.6	268.2	264.7
	Удельная эффективная работа			кДж/кг	271.7	275.0	272.5	264.3	261.3	258.2	255.0	251.6
	Температура продуктов сгорания за силовой турбиной			К	787.0	770.3	759.4	754.1	744.7	735.9	727.7	719.9
	Количество теплоты воздуха, поступающего в камеру сгорания			кДж/кг	607.5	620.4	632.6	644.4	655.7	666.5	676.9	687.0
	Количество теплоты, подведенное к продуктам сгорания в КС			кДж/кг	835.1	822.2	809.9	798.2	786.9	776.1	765.7	755.6
	Эффективный КПД			-	0.325	0.334	0.336	0.331	0.332	0.333	0.333	0.333

По результатам предварительного расчета тепловой схемы строим зависимости Н_е= f (p_К) и h_е= f (p_К), и на их основании выбираем оптимальную степень повышения давления в компрессоре (рис 1).

Дата добавления: 2015-07-15