Бет
ДЖ.5В071700.2016
Энергетикалық ГТҚ-ның жылу сызбасын есептеу
ГТҚ-ның жылу сызбасын есептеудің мақсаты болып жұмыс дененсін,
отынның шығынын және қондырғылардың энергетикалық
сипаттамаларын
анықтау саналады. ГТҚ жұмысының негізгі көрсеткіштері есептік тәртіпте:
Даладағы ауаның параметрлері:
Т
0 НВ
=288 К, р
0
НВ
=0,1013 МПа.
Негізгі отын – табиғи газ,
оның келесідей сипаттамалары бар:жылыту қасиеті Q
Р
Н
=49193 кДж/кг
[1]; тығыздығы р
Т
=0,723 кг/м
3
;
1 кг отынды жағу үшін қажетті теоретикалық ауаның саны L
o
=16,62
кг/кг [1];құрамы (көлемі бойынша %): CH
4
=98,9; C
2
H
6
=0,13; C
3
H
8
=0,01;
CO
2
=0,08; N
2
=0,87.
ГТҚ роторы айналымының физикалық жиілігі n
0Ф
=103,33 1/с [6];
Ауа сығымдағыштың кіре берісіндегі ауаның физикалық
шығыны
G
0К
=177 кг/с [6];
ГТҚ-ның есептік емес тәртібі:
Даладағы ауаның параметрлері: Т
0 НВ
= 268 К, р
0 НВ
=0,1013 МПа;
Газ турбинасына кіре берістегі газдың бастапқы температурасы
НТ
=1373 К [6].
Біліктік ауа сығымдағыштағы жұмыс денесі параметрлерін анықтау
1. ГТҚ роторы айналымының келтірілген салыстырмалы жиілігі:
n
пр
=
1,0366.
G
ПР
= G
ПР
·G
0К
=1,017·177=180
мұндағы G
ПР
=1,017 (құрылымдық сипаттамалардан).
Ауа сығымдағыштағы қысымның арту деңгейі:
К
=15,7 (құрылымдық сипаттамалардан).
Ауа сығымдағыштың изоэнтропиялық КПД: η
К
=0,853.
Ауа сығымдағыштың ағынды бөлігіне кіре берістегі ауа қысымы,МПа:
р
НК
= р
НВ
- р
К ВХ
= 0,1013 -0,0011 = 0,1002
.
Бет
ДЖ.5В071700.2016
Ауа сығымдағыштың кіре берісіндегі қысымды жоғалту мөлшерін р
к.вх
0,0008 – 0,0013 МПа аралығынан алуға болады.
Есептік емес тәртіпте ауа сығымдағыш арқылы ауаның физикалық
шығыны, кг/с:
G
К
= G
0К
·G
ПР
·n
ПР
·(р
НК
/р
0 НК
) = 77·1,017·1,0367·(0,1002/0,1003)=186,6.
Мұнан былай ауаны қысудың салыстырмалы жұмысын ауа
сығымдағышта және осы ауаның температурасын ауа сығымдағыштан кейін
анықтаймыз. Осы өлшемдердің есебін жылу сиымдылығының орташа
ариметикалық мөлшері бойынша ретті жуықтау әдісімен жүргізуге болады:
Бірінші жуықтауда Т
КК
=655,6 К деп қабылдаймыз.
Ауаның орташа интегралды жылу сиымдылығы келесі формула
бойынша
анықталады, кДж/(кг К):
с
ph
=0,9956+92,99·10
-6
·(Т-273)
Жылу сиымдылығының орташа арифметикалық көлемі Т
НВ
÷
Т
КК
температура аралығында:
с
pm
= (с
ph
вх
+с
ph
вых
) /2
с
pm
=1,013 кДж/(кг·К).
Ауа сығымдағыштан кейінгі ауаның қысымы, МПа:
р
КК
= р
НК
·π
К
= 0,1002·15,7=1,573.
ГТҚ-ның жылу сызбасында газ турбинасының көптеген ыстық
бөлшектерін ауамен суыту қарастырылған, ол ауа сығымдағыштың ағындық
бөлігінен алынады. Газ турбиналарының ағынды бөлігінің шүмектік және
жұмыс күрекшелері, ротор мен статор бөлшектері суытылады. Осы мақсат
үшін суыту жүйесінің барлық бөлшектерінде жылулық гидравликалық
есептеулері жүргізіледі. Осының нәтижесінде келесілерді анықтайды:
- суытылған ауаның қажетті мөлшерін; - ауа сығымдағыштың ағынды
бөлігінен суыту үшін алынған ауаның талап етілетін қысымы және газ
турбинасының сәйкес бөлшектеріне бағытталатын.
GT8C жылулық сызбасының есебінде, зауыт мәліметтерінің негізінде
қабылданады, яғни суыту үшін қажетті ауаны ауа сығымдағыштың бесінші,
тоғызыншы және соңғы 12-ші сатысынан кейін алу іске асырылады.Осы
мәліметтерді пайдалана отырып, ауа параметрлерін ауа сығымдағыштың алу
нүктелерінен алуды есептейміз.
А) ауа сығымдағыштың бесінші сатысынан кейін:
Бет
ДЖ.5В071700.2016
G
ОХЛ.5
=2,35 кг/с;
π
5
=7,6 – зауыт мәліметтері.
Ретті жуықтау әдісімен, яғни барлық ауа сығымдағышты есептеуге
ұқсас ауа сығымдағыштың бесінші сатысынан кейінгі температураны және
ауаны қысудың салыстырмалы жұмысын анықтаймыз:
Бірінші жуықтауда қабылдаймыз:
Т
5
=514,9 К, с
ph5
=1,018кДж/(кг·К)
Жылу сиымдылығының орташа арифметикалық көлемі Т
НВ
÷Т
5
температура аралығында, кДж /(кг·К):
с
pm 5
= (сph вх+сph 5 ) /2,
с
ph 5
=1,007
Ауа сығымдағыштың тоғызыншы сатысынан кейін:
G
ОХЛ.9
=5 кг/с;
π
9
=10,1 –алдынғы мәні.
Ретті жуықтау әдісімен, яғни барлық ауа сығымдағышты есептеуге ұқсас
ауа сығымдағыштың тоғызыншы сатысынан кейінгі температураны және
ауаны қысудың салыстырмалы жұмысын анықтаймыз:
Бірінші жуықтауда келесілерді қабылдаймыз: Т
9
=562,39К, с
ph 9
=1,022
кДж/(кг·К).
Жылу сыйымдылығының орташа арифметикалық мөлшері температура
аралығында
Т
НВ
÷Т
9
, кДж/(кг·К):
с
pm 9
= (сph вх+сph 9 ) /2,
с
ph 9
=1,009.
Aуа сығымдағыштан кейін: G
ОХЛ.12
=20,5 кг/с – зауыт мәліметтері.
Ертеректе келесідей көрсеткіштер
анықталған: π
12
=16,7;
H
К
=327,4кДж/к; Т
КК
=650,7 К.
ГТҚ-нің ауа сығымдағышының білігіндегі жұмыс денесі параметрлерін
анықтауды жалғастырамыз.
ГТҚ-ның жану камерасына түсетін ауа сығымдағыштан кейінгі ауаның
шығыны, кг/с:
G
КС
=G
К
– (G
УТ
+ G
ОХЛ
.
5
+ G
ОХЛ.9
+ G
ОХЛ.12
),
G
КС
=157,8.
Ротордағы ауаның жойылу мөлшерін және басқаларын 0,3÷ 0,5 % от
G
К
интервалынан аламыз, кг/с:
G
УТ
=0,005·G
к
=0,95.
