Тепловой расчет схемы двухвальной гту открытого цикла с регенерацией теплоты уходящих газов

Задано: N_e=16 МВт, Т_г=1090К, r=0,67, _тр=0,1, Т_в=290 К, топливо – природный газ. Кроме того, задан тип схемы (рис. 1.1, б).

Принимаем в соответствии с рекомендациями:

_т1=_т2=0,89, _к=0,87, _кс=0,98, _м=0,97, q_охл=0,035, q_топ=0,015, q_ут=0,015, ₁=0,965, ₂=0,98, с_рк=1,01 кДж/(кгК), k_к=1,40, с_рт=1,15 кДж/(кгК), k_т=1,33, с_рв=1,05 кДж/(кгК), с_ркс=1,08 кДж/(кгК).

Расчет сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Расчет тепловой схемы двухвальной ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов

N	Величина	Обозначен	Расчетная формула	Размерность	Варианты
					1	2	3	4	5	6	7
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Степень повышения давления в компрессоре	к	задаем	-	3	4	6	8	9	10	12
2	Комплекс работы сжатия компрессора			-	0,369	0,486	0,669	0,811	0,873	0,931	1,034
3	Удельная работа сжатия компрессора	Нк		кДж/кг	124,1	163,6	225,1	273,2	294,1	313,3	348,1
4	Температура воздуха за компрессором	Тк	ТВ+НК/сРК	К	412,9	452,0	512,8	560,5	581,1	600,2	634,6
5	Суммарная степень расширения в турбинах	т	к(1-ТР)	-	2,7	3,6	5,4	7,2	8,1	9	10,8
6	Удельная работа расширения турбины компрессора	Нт1	НК/(1мех)	кДж/кг	132,6	174,8	240,4	291,9	314,1	334,7	371,9
7	Температура продуктов сгорания за турбиной компрессора	Тт1=Тг	Тг-НТ1/сРТ	К	974,7	938,0	880,9	836,2	816,8	798,9	766,6
8	Степень расширения продуктов сгорания в турбине компрессора	т1		-	1,65	1,97	2,63	3,34	3,73	4,13	5,01

Окончание таблицы 3.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
9	Степень расширения продуктов сгорания в силовой турбине	т2	т/т1	-	1,63	1,83	2,06	2,16	2,17	2,18	2,15
10	Удельная работа расширения силовой турбины	Нт2		кДж/кг	115,5	135,0	149,4	150,2	148,3	145,4	137,7
11	Удельная эффективная работа	Не	НТ22мех	кДж/кг	109,8	128,3	142,0	142,8	141,0	138,2	130,9
12	Температура продуктов сгорания за турбиной	Тт	ТГ2-Не/срт	К	879,2	826,4	757,4	712,0	694,3	678,8	652,8
13	Нагрев воздуха в регенераторе	ТР	(Тт-Тк)r	К	312,4	250,9	163,9	101,5	75,8	52,6	12,2
14	Температура воздуха за регенератором	ТР	Тк-(Тт-Тк)r	К	725,3	702,9	676,7	662,0	656,9	652,8	646,8
15	Количество теплоты, подведенное к воздуху в регенераторе	Qв	срвТр(1-qохл-qут)	кДж/кг	723,5	701,1	675,0	660,4	655,3	651,2	645,2
16	Количество теплоты, подведенное к продуктам сгорания в КС	Qкс	срксТг(1-qохл)/кс-Qв	кДж/кг	435,7	458,1	484,2	498,8	503,9	508,0	514,0
17	Эффективный КПД	е	Не/Qкс	-	0,252	0,280	0,293	0,286	0,280	0,272	0,255

Зависимость удельной эффективной работы и эффективного КПД от степени отношений давлений в цикле

Рис. 2