Исследования эффективности газотурбинной
Установки с перерасширением
Рабочего процесса на примере ГТН-16
Объект исследования: газотурбинная установка с перерасширением.
Результаты, полученные лично автором: расчетные исследования эффективности ГТУ с перерасширением рабочего процесса.
Одним из способов повышения эффективности ГТД является дополнительное расширение выпускных газов ниже атмосферного давления во вспомогательной турбине перерасширения, устанавливаемой после основной (силовой) турбины. Мощность, развиваемая турбиной перерасширения, расходуется частично на привод компрессора для поджатия отработавших газов до атмосферного давления, а остаток мощности используется для привода электрогенератора. Значительное понижение давления за турбиной перерасширения обеспечивается резким охлаждением выпускных газов. При этом уменьшается и работа сжатия в дожимном компрессоре. На рис.1 представлены схема и цикл ГТУ с перерасширением. К комплексу позиций 1, 2, 3 часто применяют термин обращенный газогенератор (он же вакуумирующий агрегат).
Рис. 1. ГТУ с перерасширением рабочего тела за силовой турбиной:
1 – турбина перерасширения, 2 – холодильник, 3 – дожимающий компрессор
Применение ступенчатого отвода тепла в схеме с обращенным газогенератором (см. рис. 2) обеспечивает значительное повышение КПД установки. В качестве теплоносителя в теплообменниках-охладителях применяют низкокипящие рабочие тела (НРТ), в частности, метанол (темп. кипения 337,63 К).
Этапы процесса в низкокипящих контурах охлаждения: – сжатие в конденсатном насосе жидкого метанола; – охлаждение выхлопных газов/испарение и перегрев метанола в теплообменниках-охладителях; – расширение в турбодетандере-приводе генератора; – конденсация метанола в конденсаторе.
Рис.2. Схема ГТУ типа НК-16СТ с обращенным газогенератором и низкокипящим контуром охлаждения: ТП – турбина перерасширения; ДК – дожимной компрессор; ТО1, ТО2 – теплообменник-охладитель; ТД1, ТД2 – турбодетандер; АВО1, АВО2 – аппарат воздушного охла0ждения; КН1, КН2 – конденсатный насос; ЭГ1, ЭГ2, ЭГ3 – электрогенератор
С помощью автоматизированной системы газодинамических расчетов энергетических турбомашин (АС ГРЭТ) была составлена математическая модель (ММ) двигателя типа НК-16СТ и проведены расчеты. Результаты расчетов трех вариантов представлены в таблице.
Таблица 1
| Параметр, размерность | Простая схема | с ВА | с ВА, охлаждение НРТ (метанол) |
| Расход воздуха в компрессор, кг/с | 107,166 | 107,166 | 107,166 |
| Температура перед ТВД, К | 1100 | 1100 | 1100 |
| Расход топливного газа, кг/с | 1,361 | 1,361 | 1,361 |
| Темп-ра газа за силовой турбиной, К | 676 | 676 | 676 |
| Темп-ра газа за турбиной перерасширения, К | − | 583 | 583 |
| Давление газа за −//−//−//−//−//−//−, МПа | − | 0,053 | 0,053 |
| Темп-ра газа перед дожимающим компрессором, К | − | 383 | 383 |
| Давление газа перед −//−//−//−//−//−//−, МПа | − | 0,0508 | 0,0508 |
| Темп-ра газа за дожимающим компрессором, К | − | 472 | 472 |
| Температура выхлопных газов, К | 676 | 472 | 378,15 |
| Мощность, МВт | 16 | 16,916 | 22,775 |
| Эффективный КПД, % | 27,9 | 29,5 | 40 |
Материал поступил в редколлегию 4.05.2017
УДК622.7:621.3
И.А. Бобров, Д.В. Курочкин
Научный руководитель : доцент кафедры «тепловые двигатели», к.т.н.
В.Т. Перевезенцев
Duckx2@yandex.ru
Альтернативные источники энергии
Объект исследования: альтернативные, возобновляемые источники энергии.
Результаты, полученные лично авторами: проанализированы и предложены перспективные источники энергии.
Альтернативные источники энергии – это способы, устройства или сооружения, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемой на природном газе или угле.
К таким источникам энергии относятся:
o геотермальная энергия;
o ядерная энергия;
o энергия течений;
o механическая и химическая энергия;
o ветряная энергия;
o солнечная энергия.
Преимуществами альтернативных видов энергии являются их возобновляемость, процесс переработки энергии и низкая себестоимость, что позволяет удовлетворить большее количество запросов, нежели чем традиционные источники энергии.
Недостатками альтернативных видов энергии является отсутствие развития данной области энергетики, т.к. основная ставка делается на нефтяную и газовую добычу.
Альтернативные источники энергии занимают своё место в нынешней энергетике России и, согласно стратегии развития энергетики России на 2030 год, потребление энергии полученной путём переработки альтернативных источников энергии значительно вырастет.
Материал поступил в редколлегию 24.04.2017
УДК 621.4
Н.Е. Валучева
Научный руководитель: доцент кафедры «Тепловые двигатели», к.т.н., Е.В.Дмитриевский.
danilkina.natasha2013@yandex.ru
Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 557; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!