русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Газотурбинный привод с биагентным рабочим телом


Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 1159; Нарушение авторских прав


 

 

С целью повышения к.п.д. и межремонтного периода работы ГТУ, а также с целью снижения её стоимости, предлагается использовать в рабочем цикле установки биагентное рабочее тело.

 

Принципиальная схема газотурбинной установки, в которой используется биагентное рабочее тело, представлена на рис. 13

 

 

СО2

Т3 Р3 2

ТВ2 РВ1 Н2О

               
   
   
     
 
 

 


6 7

Т5 Р5

       
 
   
 

 


Т4 Р4 ТА1 РА1 ТТ1 РТ1 ТВ1 РВ1 10

       
 
   
 


5 1 3 4 8

9

N

               
     
       
 
 

 

 


Т3 Р3 ТА0 РА0 ТТ0 РТ0 ТВ0 РВ0

 

       
   

 


Рис. 13. Газотурбинный привод с биагентным рабочим телом

 

1 – компрессор 2 – камера сгорания 3 – топливный нагнетатель (насос, компрессор) 4 – водяной насос 5 – турбина 6 – рекуперативный теплообменник (регенератор) 7 – сепаратор 8 – потребитель (электрогенератор) 9 – пусковой двигатель 10 – аппарат воздушного охлаждения

 

 

В осевой компрессор 1 поступает атмосферный воздух, который сжимается и подается в камеру сгорания 2. Топливом для данной установки служит углеводородный газ или углеводородная жидкость. Топливо поступает в камеру сгорания 2.. В камеру сгорания 2 насосом 4 дополнительно нагнетается вода.

В результате сгорания топлива при постоянном давлении образуются газы, которые перемешиваются с водой. При этом возникает смесь, состоящая из перегретого водяного пара, продуктов сгорания топлива и остаточного воздуха. Это биагентное (парогазовое) рабочее тело поступает на турбину 5.



Отработавшее биагентное рабочее тело после турбины 5 направляется в рекуперативный теплообменник 6, в котором происходит передача тепла воде, поступающей в камеру сгорания 2.

После теплообменника 6 биагентное рабочее тело приобретает температуру, при которой происходит конденсация воды. Образовавшийся водный конденсат отделяется от газовой фазы в сепараторе 7. Газ из сепаратора 7 удаляется в атмосферу, а вода направляется на вход насоса 4.

Вода, подаваемая в сепаратор 7 противоточно удаляемому газу, предварительно охлаждается в аппарате 10 воздушного охлаждения. Вода подается с целью, снижения до минимума вредных выбросов (СО, NO, NO3 и пр.) в атмосферу.

Турбина 5 имеет общий вал с генератором электрического тока 8. Мощность, развиваемая турбиной, частично затрачивается на привод 1, 3 и насоса 4, а остальная часть передается электрогенератору 8. Пуск установки производится электродвигателем 9.

 

Работа установки описывается следующей системой уравнений.

Материального баланса

 

(83)

 

- массовые расходы, соответственно: биагентного рабочего тела; воды; топлива; воздуха, необходимого для горения топлива; избыточного воздуха; кг/с;

 

или

(84)

 

- массовые доли, соответственно: воды, подаваемой в камеру сгорания; топлива; воздуха, необходимого для сгорания топлива; избыточного воздуха, подаваемого в камеру сгорания;

 

При коэффициенте избытка воздуха , массовая доля воздуха, необходимого для сжигания топлива, выражается

 

(85)

 

- Удельной работы турбины, совершаемой одним килограммом биагентного рабочего тела,

 

(86)

 

 

или (87)

теплоемкости при постоянном давлении, соответственно: биагентного рабочего тела при температурах ; воды при 290 – 3730К ;

- энтальпии биагентного рабочего тела до и после турбины; кДж/кг;

- показатель адиабаты биагентного рабочего тела перед турбиной;

 

- Удельной работы компрессора, сжимающего воздух,

 

(88)

 

- Удельной работы компрессора, сжимающего газообразное топливо,

 

(89)

 

теплоемкости при постоянном давлении, соответственно: воздуха, топлива;

- показатели адиабаты, соответственно: воздуха; топлива;

 

- Удельной работы насоса, нагнетающего воду

 

(90)

плотность воды, кг/м3

 

- Полезной удельной работы установки

 

(91)

 

- Коэффициента полезного действия газотурбинного привода

 

(92)

 

- Электрического коэффициента полезного действия установки

 

(93)

 

- Удельный расход энергии

 

(94)

- Массовой доли расхода топлива

 

(95)

 

- Массовой доли остаточного воздуха

 

(96)

 

- Коэффициента эксэргии

 

(97)

 

- Расхода биагентного рабочего тела через турбину

 

(98)

- мощность на клеммах электрического генератора, кВт

 

- Расхода топлива для производства необходимого количества электроэнергии

 

(99)

 

- Низшей теплотворной способности топлива

 

(100)

- количество атомов углерода, водорода, кислорода и серы в топливе;

 

 

Система уравнений (83) – (100) дополняется выражениями:

- температуры воздуха и топлива после компрессоров

 

(101)

 

(102)

 

- температуры воды после насоса

 

(103)

 

- температура биагентного рабочего тела перед турбиной

 

(104)

 

- теплоемкости продуктов сгорания топлива при температурах

 

(105)

 

теплоемкости при постоянном давлении, соответственно, диоксида углерода, при температуре порядка= 21000К ; водяного пара при температуре порядка 21000К ; азота , кДж/кг К;

- массовые доли, соответственно: кислорода в воздухе (0,2); диоксида углерода в продуктах сгорания (метана – 0,55); паров воды в продуктах сгорания (метана – 0,45); азота в воздухе (0,8);

 

- теплоемкости биагентного рабочего тела при температурах

 

(106)

 

 

- показателя адиабаты любого компонента биагентного рабочего тела

 

(107)

 

теплоемкость при постоянном давлении единичного газа в биагентном рабочем теле; кДж/кг К;

- молекулярная масса газа, кмоль;

- универсальная газовая постоянная, 8,314 кДж/(кмоль К);

 

- показателя адиабаты биагентного рабочего тела после камеры сгорания

 

(108)

 

- температура воды после теплообменника при расходе

 

(109)

- теплового баланса

 

(110)

 

- удельное количество тепла поступающего в сепаратор

 

(111)

 

- массовая доля диоксида углерода в биагентном рабочем теле

 

(112)

 

- массовая доля воды, образующейся при сгорании топлива,

 

(113)

- массовая доля остальных газов, образующихся при сгорании топлива, в биагентном рабочем теле

 

(114)

 

- удельное количество тепла, уходящего вместе с газами из сепаратора

 

(115)

 

Расчетные исследования, выполненные по данной математической модели, показывают, что коэффициент полезного действия газотурбинного привода, работающего на природном газе, изменяется от 0,873 до 0,695 в зависимости от возрастания величины , находящейся в пределах от 4 до 20. В расчетах принималась величина температур биагентного рабочего тела после турбины в пределах от 378 до 400 0К. Коэффициент эксэргии соответственно имел значения от 0,666 до 0,298. При этом в биагентном рабочем теле до камеры сгорания величины массовых долей составляли: от 0,910 до 0,774; от 0,057 до 0,195; от 0,0038 до 0,013; от 0,0292 до 0,0180. После камеры сгорания величина массовой доли диоксида углерода в биагентном рабочем теле находилась в пределах от 0,0007 до 0,023.

 

Такими газотурбинными приводами (двигателями) оснащаются крейсеры типа «Слава».

 



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
С изобарным сгоранием топлива | Рабочий процесс в ступени турбины


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.01 сек.