Исследование эффективности ГТУ с впрыском пара и водогрейным котлом

• Автор: Морозенко, Мария Ивановна
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 161 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Анализ схем ГТУ, работающих в режиме совместной

выработки тепла и электроэнергии

1.1. Анализ схем ГТУ с котлом- утилизатором

1.2. Анализ комбинированных ГТУ с впрыском пара

Выводы и задачи исследования

Глава 2. Математическая модель комбинированной ГТУ с впрыском пара

2.1. Схема и анализ методов расчета

2.2. Расчет термодинамических параметров в процессах
сжатия, расширения, подвода топлива
2.2.1. Расчет термодинамических параметров в процессе
сжатия
2.2.2. Расчет термодинамических параметров в процессе расширения
2.2.3. Расчет термодинамических параметров в процессе подвода топлива
2.3. Расчет термодинамических параметров в процессе смешения
2.4. Тепловой расчет процессов в утилизационном парогенераторе... 52 2.5.Особенности водоподготовки
Выводы к главе
Глава 3. Разработка математической модели утилизационного
водогрейного котла конденсационного типа
3.1.Экспериментальные и теоретические исследования
процесса конденсации пара из ПГС и их анализ
3.1.1. Теоретические исследования процесса
3.1.2. Экспериментальные исследования процесса
3.1.2.1 .Сравнение экспериментальных данных

3.1.2.2. Обобщение и обработка результатов
экспериментальных исследований
3.2. Расчетная модель утилизационного водогрейного котла
конденсационного типа
3.2.1. Алгоритм и программа расчета парогазового конденсатора УВК
3.2.2. Алгоритм и программа расчета парогазового подогревателя УВК
Выводы к главе
Глава 4. Исследование эффективности ГТУ с впрыском пара и УВК
4.1. Исследование влияния параметров комбинированной
ГТУ на совместную выработку электроэнергии и теплоты
4.1.1. Влияние температуры газов перед турбиной
4.1.2. Влияние степени повышения давления цикла
4.1.3. Влияние температуры ПГС на выходе утилизационного парогенератора
4.2. Исследование влияния удельного расхода впрыскиваемого

4.2.1. Влияние удельного расхода пара на характеристики комбинированной ГТУ с УВК
4.2.2. Исследование влияния удельного расхода впрыскиваемого пара на характеристики УВК конденсационного типа
4.3. Сравнение характеристик газового водогрейного котла и УВК
конденсационного типа
Выводы к главе
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Совершенствование тепловых двигателей идет по пути увеличения КПД и коэффициента использования тепла топлива. На современном этапе развития энергетики все большее внимание уделяется внедрению энергосберегающих технологий, повышению эффективности преобразования содержащейся в топливе энергии в электричество и тепло.
В сложившихся экономических условиях требуется определенное изменение в стратегии развития отечественной теплоэнергетики. В этой связи необходимо отметить преимущество комбинированного производства электроэнергии и тепла, дающего большую экономию топлива в сравнении с, раздельным производством требуемых видов энергий. А при современном уровне производства каждый грамм снижения удельного расхода топлива на отпущенный киловатт-час эквивалентен годовой экономиии 1млн.т. топлива в условном исчислении [1].
В последние годы ГТУ с впрыском пара получают все более широкое применение как энергетические установки малой и средней мощности во многих странах мира. Исследование контактных ГТУ ведётся в следующих направлениях: анализ различных переменных режимов работы ГТУ с впрыском пара и проектирование установок изначально контактного типа с разработкой соответствующих математических моделей.
Качественный скачок в этом направлении может быть достигнут в результате использования ГТУ с впрыском пара в составе комбинированных установок, что позволяет, в свою очередь, не только увеличить удельную мощность и КПД, улучшить экологическую обстановку, но и увеличить общий коэффициент использования тепла топлива. Уже сейчас КПД ГТУ с впрыском пара достигает 50-52%, а коэффициент использования тепла топлива находится в пределах 90%.

Рис. 1.24. Характеристики ГІГУ с вводом пара в камеру сгорания и паровым охлаждением лопаточного аппарата: а)-с промежуточным охладителем сжатого воздуха; б)- без промежуточного охладителя.
Вариант ПГУ-180 базируется на отработанных и широко применяемых в практике АО РМ технических решениях, в частности, освоенном литье турбинных лопаток с направленной кристаллизацией и конвективно-плёночной системой охлаждения паром.
Представлены результаты термодинамического расчета (рис. 1.24) и основные параметры установок ПТУ - 300 и ПГУ - 180 (табл. 1.3).
Таблица 1.
Основные параметры установок ПГУ-300 и ПГУ-
Параметр ПГУ-180 ПГУ-
Мощность, МВт 180
Эффективный КПД,% 47,5 55,
Расход газа, кг/с 268
Удельная мощность, кДж/кг 671,6 1119,
Степень повышения давления 15
Температура перед турбиной ,К 1600 1
Расход пара, кг/с 60
Коэффициент избытка воздуха в КС 1,8 1,
Расход топлива, кг/ч 28000 40
Температура рабочего тела за СТ , К 845