Расчет тепловой схемы энергетической газотурбинной установки электростанции, страница 2

Удельная работа сжатия воздуха в компрессоре:

=268·1,003·(13,195^0,287/1,009 -1) = 291,175кДж/кг,

где газовая постоянная воздуха R_В = 0,287 кДж(кг· К).

Температура воздуха за компрессором:

, Т_КК = 608,326 К

8.Давление воздуха за компрессором:

р_кк = р_нк·π_к =0,1002·13,195=1,322 МПа,

9. В тепловой схеме ГТУ предусмотрено охлаждение большинства горячих деталей газовой турбины воздухом, отбираемым из проточной части ком- прессора (см. рис.1.1) Охлаждаются как сопловые, так и рабочие лопатки проточной части ГТ элементы ротора и статора. Для этой цели выполняются  теплогидравлические расчеты всех элементов системы охлаждения, в результате чего определяют:

- необходимые количества охлаждающего воздуха;

- требуемые давления воздуха, отбираемого для охлаждения из проточ- ной части компрессора и направляемого в соответствующие элементы ГТ.

В данном примере, на основании заводских данных расчета тепловой схемы ГТ-115-1170, принимается, что отборы воздуха на охлаждение осу- ществляются после 10-й, 12-й и последней 15-й ступени компрессора. Пользуясь этими данными, рассчитываем параметры воздуха в точках от- бора его из компрессора.

а) за 10-й ступенью ОК:

G_охл.10 = 5,24 кг/с;  π₁₀ = 6,0 — заводские данные.

Методом последовательных приближений, по аналогии с расчетом всего компрессора, определяем температуру за 10-й ступенью ОК и удель- ную работу сжатия воздуха:

Принимаем в первом приближении: Т₁₀ = 478,17 К,

с_рh10 = 1,013 кДж/(кг· К).

Среднеарифметическая величина теплоемкости в интервале температур

Т_НВ…Т₁₀

с_р.т10  = (с_р.h.вх + с_р.h.10)/2 = 1,004 кДж/(кг. К).

Удельная работа сжатия воздуха:

= 179,819 кДж/кг.

Температура воздуха за 10-й ступенью компрессора:

,Т₁₀ = 478,173 К

б) за 12-й ступенью ОК:

G_охл.12= 11,19 кг/с;   π₁₂ = 8,10 - заводские данные.

Методом последовательных приближений, по аналогии с расчетом всего компрессора, определяем температуру за 12-й ступенью ОК и удельную работу сжатия воздуха:

Принимаем в первом приближении: Т₁₂ = 524,54 К, с_рh12 = 1,016 кДж/(кг· К).

Среднеарифметическая величина теплоемкости в интервале температур

Т_НВ…Т₁₂

с_р.т12  = (с_р.h.вх + с_р.h.12)/2 = 1,0058 кДж/(кг. К).

Удельная работа сжатия воздуха:

= 219,488 кДж/кг.

Температура воздуха за 12-й ступенью компрессора:

,Т₁₂ =524,538 К

в) за компрессором:

G_охл15 = 45,73 кг/с — заводские данные.

Ранее были определены величины:           π_к= 13,195, Н_К=291,175кДж/кг,

Т_КК = 608,326 К.

Продолжим определение параметров рабочего тела в осевом ком- прессоре ГТУ.

10. Расход воздуха за компрессором, поступающий в камеру сгорания (КС) ГТУ:

G_кс=G_к - (G_УТ + G_охл10 + G_охл12+ G_охл15),

G_УТ= 359,920 кг/с.

Величину утечек воздуха из уплотнений ротора и другие принимаем из ин- тервала 0,3…0,5 % от G_к:

G_УТ =0,005· G_к = 2,121кг/с

Дополнительно определяем:

- долю воздуха, поступающую в камеру сгорания ГТУ:

g_кс = G_КС/G_К = 0,849;

- долю охлаждающего воздуха:

g_охл=(G_охл10  + G_охл12 + G_охл15)/G_К = 0,146.

11. Внутренняя мощность, потребляемая компрессором ГТУ:

                     N_I.К=(G_КС·Н_К+G_охл10·Н₁₀+G_охл12·Н₁₂+G_охл·Н₁₅)/π_К     N_I.К=(359,92·291,175+5,24·179,819+11,19·219,488-+45,73·291,175)/0,853=                                     =142450 кВт

Термодинамические свойства воздуха и продуктов сгорания можно определить, пользуясь таблицами приложения 8[3]. В них используются величины показателя состава газов β‚ и молекулярная масса μ . Для воздуха эти величины равны соответственно β_В = 1,0 и μ = 28,97. По температуре воздуха за компрессором определяем энтальпию этого воздуха: