Простая газотурбинная установка непрерывного горения и устройство ее основных элементов. Схема и принцип работы многоступенчатого осевого компрессора. Схема и циклы ГТУ с подводом и регенерацией теплоты, способы определения и повышения КПД установки.
Аннотация к работе
Значение энергетической отрасли для социально-экономического развития общества, благосостояния людей трудно переоценить. Техническое перевооружение предприятий, использование передовых технологий позволили значительно улучшить технико-экономические показатели работы отрасли, повысить качество и надежность энергоснабжения потребителей.Газотурбинная установка (ГТУ) состоит из двух основных частей - это силовая турбина и генератор, которые размещаются в одном корпусе. Утилизация тепла посредством теплообменника или котла-утилизатора обеспечивает увеличение общего КПД установки. В обычном рабочем режиме - на газе, а в резервном (аварийном) - автоматически переключается на дизельное топливо. Сгорание топлива при такой схеме происходит непрерывно, при постоянном давлении, поэтому такие ГТУ называются газотурбинными установками непрерывного сгорания или ГТУ со сгоранием при постоянном давлении. Горячие газы, образовавшиеся в камере сгорания в результате сжигания топлива, поступают в турбину 3.На рисунке 2 показана схема простой одноступенчатой турбины. Основными частями ее являются; корпус (цилиндр.) турбины 1, в котором укреплены направляющие лопатки 2, рабочие лопатка 3, установленные по всей окружности на ободе диска 4, закрепленного на валу 5. Все вращающиеся части, турбины (рабочие лопатки, диск, вал) составляют ее ротор. Диск с лопатками образует рабочее колесо. На рисунке 3 вверху изображена схема такой турбинной ступени и внизу дано сечение направляющих и рабочих лопаток цилиндрической поверхности а-а, развернутой затем на плоскость чертежа.Рисунок 5 - Схема многоступенчатого осевого компрессора: 1-входной патрубок; 2-концевые уплотнения; 3-подшипники; 4-входной направляющий аппарат; 5-рабочие лопатки; 6-направляющие лопатки; 7-корпус 8-спрямляющий аппарат; 9-диффузор; 10-выходной патрубок; 11-ротор. Его основными составными частями являются: ротор 2 с закрепленными на нем рабочими лопатками 5, корпус 7 (цилиндр.), к которому крепятся направляющие лопатки 6 и концевые уплотнения 2, и подшипники 3. Засасываемый компрессором воздух последовательно проходит через следующие элементы компрессора, показанные на рисунке 5: входной патрубок 1, входной направляющий аппарат 4, группу ступеней 5, 6, спрямляющий аппарат 8, диффузор 9 и выходной патрубок 10. Входной патрубок предназначен для равномерного подвода воздуха из атмосферы к входному направляющему аппарату, который должен придать необходимое направление потоку перед входом в первую степень. Из последней ступени воздух поступает в спрямляющий аппарат, предназначенный для придания потоку осевого направления перед входом в диффузор.Назначение камеры сгорания заключается в повышения температуры рабочего тела за счет сгорания топлива в среде сжатого воздуха. Сгорание топлива, впрыскиваемого через форсунку 1, происходит в зоне горения камеры, ограниченной жаровой трубой 2. В эту зону поступает только такое количество воздуха, которое необходимо для полного и интенсивного сгорания топлива (этот воздух называемся первичным). Поступающий в зону горения воздух проходит через завихритель 3, который способствует хорошему перемешиванию топлива с воздухом.Схема установка прерывистого горения (со сгоранием при постоянном объеме) такая же, что и для установки с изобарным подводом теплоты, и показана на рисунке 1. Камера сгорания ГТУ прерывистого горения имеет клапаны 1, 2 и 4, которые управляются особым распределительным механизмом, Представим себе, что в некоторый момент времена все клапаны закрыты, и камера заполнена смесью воздуха и топлива. При помощи свечи зажигания 3 смесь воспламеняется и давление в камере повышается, так как сгорание происходит при постоянном объеме. Процесс изменения с течением времени давления в камере за весь цикл показан на рисунке 9. Термодинамическое изучение этих циклов базируется на предположениях аналогичных тем, которые были сделаны в предыдущем разделе (циклы ДВС), а именно: циклы обратимы, подвод теплоты происходит без изменения химического состава рабочего тела цикла, отвод теплоты предполагается обратимым, гидравлические и тепловые потери отсутствуют, рабочее тело представляет собой идеальный газ с постоянной теплоемкостью.Несмотря на то, что увеличение степени давления благоприятно сказывается на экономичности газотурбинной установки, повышение этой величины приводит к увеличению температуры газов перед рабочими лопатками турбины.Схема и тепловая диаграмма ГТУ с регенерацией теплоты представлены на рис. Воздух из компрессора направляется в теплообменник, где он получает теплоту от газов, вышедших из турбины. После подогрева воздух направляется в камеру сгорания, где для достижения определенной температуры он должен получить меньшее количество теплоты сгорания топлива. В процессе 4-5 продукты сгорания охлаждаются в теплообменнике и эта теплота передается воздуху в процессе 2-6. При полной регенерации (идеальном теплообменнике) воздух можно нагреть до температуры T6, равной температуре T4, а продукты сгорания охладить до температуры T5,
План
Содержание
Введение
1. Газотурбинные установки
1.1 Простая газотурбинная установка непрерывного горения и устройство ее основных элементов.
1.1.1 Турбина
1.1.2 Компрессор
1.1.3 Камера сгорания
1.2 Простая газотурбинная установка прерывистого горения
2. Циклы газотурбинных установок (ГТУ)
2.1 Схема и цикл ГТУ с подводом теплоты (цикл Брайтона)
2.2 Способы повышения КПД ГТУ
2.3 Цикл ГТУ с регенерацией теплоты
Заключение
Список использованных источников
Введение
Значение энергетической отрасли для социально-экономического развития общества, благосостояния людей трудно переоценить. Эффективное бесперебойное функционирование энергетической системы оказывает воздействие на состояние дел во всех сферах жизни.
Значительных результатов в работе достигли энергетики Мордовии, в последние годы. Техническое перевооружение предприятий, использование передовых технологий позволили значительно улучшить технико-экономические показатели работы отрасли, повысить качество и надежность энергоснабжения потребителей.
Сегодня в системе "Мордовэнерго" работают тысячи высококвалифицированных специалистов, настоящих профессионалов, преданных своему делу, продолжающих богатые трудовые традиции. Органы власти республики глубоко высоко оценивают их усилия, направленные на стабилизацию ситуации в отрасли, выработку новых подходов к организации производственной деятельности. В Мордовии осуществляется активная государственная поддержка проектов, имеющих важное народнохозяйственное значение, позволяющих выйти на новые рубежи в развитии этой жизненно важной отрасли.