- •Элементы технологической схемы гту
- •Улучшение характеристик газотурбинной установки.
- •1. Выбор оптимальной степени повышения давления в компрессоре гту
- •2. Расчёт тепловой схемы гту с регенерацией.
- •Расчет турбины
- •Расчёт компрессора гту
- •Тепловой расчет основных параметров камеры сгорания гту.
- •Расчет состава и энтальпия продуктов сгорания газообразного топлива
- •Графическое определение коэффициента избытка воздуха в кс гту
- •Расчет котла-утилизатора.
- •Исходные данные
- •Расчет камеры дожигания
- •Расчет контура высокого давления
- •Расчет контура низкого давления
- •Расчет газового подогревателя конденсата
- •Построение q-t диаграммы.
- •Показатели тепловой экономичности
Тепловой расчет основных параметров камеры сгорания гту.
Тепловой расчет камеры сгорания предполагает определение необходимого расхода топлива , расчетного значения избытка воздуха и энтальпии газов на входе в ГТ. Эти величины связаны тепловым балансом камеры сгорания. Применительно к 1 кг сжигаемого топлива можем записать:
где - КПД камеры сгорания (коэффициент полноты сгорания топлива), который обычно составляет = 0,96 ÷0,99. Принимаем = 0,995.
Энтальпию газов на входе в газовую турбину находим, пользуясь таблицами [3], при величине Tс=1360 K, а также по значениям параметра состава газа за ГТУ βг и молекулярной массы продуктов сгорания за ГТУ μг. В общем случае величины βг и μг рассчитываются в зависимости от состава топлива и избытка воздуха соответственно по формулам приложения 1.
Расчет состава и энтальпия продуктов сгорания газообразного топлива
|
Объемный состав (м3/м3), продуктов сгорания газообразного топлива может быть определен по следующим формулам:
м3/м3. |
|
|
м3/м3. |
Полный относительный объем продуктов сгорания газового топлива:
м3/м3. |
Объемные доли продуктов сгорания:
|
Параметр β для газовой смеси известного состава выражается уравнением:
|
Молекулярная масса продуктов сгорания:
|
В рассматриваемом режиме принимаем температуру поступающего в КС топлива (возможен его предварительный подогрев): °С ( = 2,18 кДж/(кг ∙ К), приложение 2). Тогда энтальпия сжигаемого природного газа:
Решение уравнения теплового баланса камеры сгорания выполняем, одновременно оценивая избыток воздуха и энтальпию газов .
Коэффициент избытка воздуха в камере сгорания определяем графически (рис. 1.3): прямая 1 соответствует энтальпии воздуха, найденной в конце расчета показателей осевого компрессора: .
Задаемся несколькими значениями величины и, используя уравнение теплового баланса КС, строим кривую 2
Графическое определение коэффициента избытка воздуха в кс гту
Коэффициент избытка воздуха,
1- прямая, соответствующая значению Нкк, определенному при расчете показателей осевого компрессора; 2 - кривая, полученная при расчете уравнения теплового баланса
камеры сгорания ГТУ
Определение коэффициента избытка воздуха в камере сгорания ГТУ
|
2,1 |
2,2 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
2,6 |
кДж/кг |
1394,8 |
1390,9 |
1387,1 |
1384,2 |
1381,2 |
1379 |
кДж/кг |
193.204 |
243,815 |
289,789 |
332,573 |
371,532 |
408,114 |
В процессе расчета определено:
βг = 1; μг = 28,05; = 2,17; = 1392,07 кДж/кг.
Расход топлива в камере сгорания ГТУ определяем из выражения теплового баланса КС: от
Расход воздуха за компрессором, поступающий в камеру сгорания ГТУ:
Величину утечек воздуха из уплотнений ротора и другие принимаем из интервала 0,3÷0,5% от
- заводские данные
Дополнительно определяем:
- долю воздуха, поступающую в камеру сгорания ГТУ:
Относительный расход топлива: