Расчет тепловой схемы энергетической газотурбинной установки электростанции, страница 5

В соответствии с рекомендациями [2], значение температуры охлаж -дающего воздуха в конце проточной части ГТ принимается в пределах:

Т_КВ = (0,80 + 0,82)·Т_КТ .

В данном случае принято Т_КВ = 0,82 ·Т_КТ  = 664,98 К,  среднеинтегральная те-плоемкость воздуха при этой температуре:   = 1,066 кДж/(кг·К).

Теплоемкость смеси газов и охлаждающего воздуха на выхлопе ГТ определяем из уравнения смешивания потоков газов:

с_рСМ=(1+g_ГТ – g_охл)/(1+g_ГТ)·с_{рh Г ВЫХ}+g_охл/(1+g_ГТ)· с_рhВ

с_рСМ = (1+0,024 - 0,147)/(1+0,024)·1,124+0,147/(1+0,024)·1,066=

=1,115 кДж/(кг·К).

11. Определение температуры смеси газов и охлаждающего воздуха на выхлопе ГГ.

Температуру смеси газов и охлаждающего воздуха на выхлопе ГТ оп- ределяем из уравнения смешения потоков газов:

Т_СМ=(1+g_ГТ – g_охл)/(1+g_ГТ)·с_{рh Г ВЫХ} / с_рСМ··Т_КТ + g_охл/(1+g_ГТ)· с_рhВ/ с_рСМ··Т_КВ

Т_СМ =(1 +0,024 - 0.147)/( 1+0,024)·1,124/1,115· 810,95 + 0,147/(1+0,024)·1,066/1,115·664,98 = 790,98 К

12. Избыток воздуха в смеси газов за газовой турбиной:

                 α_СМ=[G_КС+(G_охл10+ G_охл12+ G_охл15)]/В_ГТ ·L₀ ;                       α_СМ  =2,937.

13 . Содержание окислителя в смеси за ГТ:

          О₂ =21·(α_СМ - 1)/ α_СМ  =13,85%.

14. Определение внутренней мощности газовой турбины.

Внутренняя мощность газовой турбины определяется на основе по- следовательного газодинамического расчета ступеней ее проточной части с использованием соответствующих методик. Фирмы и организации про -изводители ГТУ пользуются собственными методиками, в которых учтены конструктивные особенности установки, материал лопаток и технология их изготовления, система охлаждения и пр. В указанном примере расчета внутренняя мощность газовой турбины определена с использованием ме- тода предложенного заводом-изготовнтелем турбины ГТЭ- 115- 1170:

,

где     индексом    “0”     обозначены параметры базового          режима:

р_0КТ = 0,105 МПа, р_0НТ  = 1,1994 МПа,       R_G0 = 0,292 кДж/(кг- К),

с_рмG⁰= 1,185кДж/(кг-К).

 Внутренняя мощность ГТ в базовом режиме:  N_0LГТ  = 253886 кВт.

N_LГТ  =253886·0,1013/0,1002·[1 –(1,294/0,105)^-0,301/1,149]/

/[1 – (1,1994/0,105)^-0,292/1,185] =274280 кВт,

Расчет энергетических  показателей газотурбинной  установки

          1. Электрическая  мощность ГТУ

N_ЭГТУ=[N_LГТ·η_МГТ - N_LК/η_МК]·η_ЭГ

N_ЭГТУ =(274280·0.995 – 142450/0,995) ·0.985 =127790  кВт,

где механические  КПД  ГТ и ОК: η_МГТ = 0,995 ;  η_МК = 0,995; КПД электроге-

нератора  ГТУ:  η_ЭГ  = 0,985.

2. КПД ГТУ по производству электроэнергии (брутто):

η_{Э ГТУ}=N_{Э ГТУ}/[В_ГТ··(Q^р_Н+h_топл)]

η_{Э ГТУ} = 127790/[8,647·(43496+10,898)] = 0,3397

3. КПД ГТУ по производству электроэнергии (нетто):

η^Н_{Э ГТУ}= η_{Э ГТУ}·(1 -Э_СН)

Определяем: 

- долю расхода электроэнергии на собственные нужды ГТУ:

Э_СН= N_СН / N_ЭГТУ=( N_ДК+ N_ПР)/ N_ЭГТУ= Э^ДК_СН+ Э^ПР_СН;

- долю расхода электроэнергии на привод дожимаюшего компрессора, который увеличивает давление газового топлива перед его подачей в камеру сгорания. Эта величина зависит от давления природного газа в подающей магистрали ТЭС, а также от давления воздуха за компрессором р_КК и обычно лежит в пределах Э^ДК_СН= 0,05…0,09. В расчете принято  Э^ДК_СН = 0,07;

-долю расхода электроэнергии на привод остальных вспомогательных механизмов ГТУ можно принять из интервала Э^ПР_СН = 0,01…0,02. В расчете принято Э^ПР_СН  = 0,012

Таким образом, доля расхода электроэнергии на собственные нужды ГТУ;

Э_СН =0,07+0,012=0,082.

КПД ГТУ по производству электроэнергии (нетто):

η^Н_{Э ГТУ} = 0,3397· (1 — 0.082 ) = 0,3118