Тепловые двигатели и нагнетатели. Ляшков В.И. - 30 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

β−
−
=∆
−
k
k
RT
k
k
h
1
1
0р
1
1
,
где β
1
– степень понижения давления в одной ступени турбины.
Эффективная мощность N
е
ГТУ определяется разницей мощностей турбины и компрессора
кт ееe
NNN
−
=
или, расшифровывая слагаемые:
[
]
т
к
м
к
ад
ад
т
т
м
тт
pг
)1( g
h
ghMN
ie
ηη
∆
−−ηη∆=
,
где ∆h
т
р
– располагаемый теплоперепад в турбине; М
г
– массовый расход дымовых газов; g
т
= g
т 1
+ g
т 2
+ g
т 3
; η
т
м
– механические КПД турбины; ∆h
ад
– адиабатный перепад энтальпии в компрессоре; η
к
ад
– адиабатный КПД
компрессора; η
к
м
– механические КПД компрессора (с этими тремя понятиями мы познакомимся позже, при
изучении компрессоров).
Электрическая мощность ГТУ
N
эл
= N
e
η
г
.
Еще некоторые характеристики газовых турбин:
−
расход дымовых газов ,
гмр
эл
г
ηηη∆
=
i
h
N
M кг/с;
−
удельный расход дымовых газов ,
г
г
е
N
M
d =
кг/кДж;
−
расход топлива ,
тгт
gMM
=
кг/с;
−
расход воздуха ),1(
тгв
gMM −= кг/с.
3.3. Режимы работы, регулирование и конструкции газовых турбин
ри эксплуатации ГТУ мощность её не может оставаться постоянной, поскольку нагрузку определяют
потребители и она может меняться от максимальной до холостого хода. В ГТУ средством изменения
мощности является изменение расхода топлива или расходов топлива и воздуха одновременно.
Как уже отмечалось выше, в одновальных установках с приводом электрогенератора меняют только рас-
ход топлива, а расход и давление воздуха на выходе из компрессора остаются постоянными. В результате уве-
личивается коэффициент избытка воздуха, уменьшается температура и энтальпия газов на выходе из КС,
уменьшается мощность турбины. Поскольку мощность на привод компрессора при этом остаётся постоянной,
КПД ГТУ заметно уменьшается. На рисунке 3.6 в координатах h–s показаны два процесса расширения в турби-
не: процесс 1– 2
д
соответствует номинальной нагрузке, а процесс 1′–2′
д
– частичной, при уменьшенных значе-
ниях температуры и энтальпии газа на входе в турбину. Рисунок показывает, что на частичных режимах замет-
но уменьшается располагаемый теплоперепад, а значит и мощность турбины.
Поэтому на более мощных установках применяют двухвальные схемы, позволяющие и на частичных режи-
мах работать практически без снижения КПД.
Регулирование частоты вращения вала турбины призвано обеспечивать постоянство заданного числа обо-
ротов при любой нагрузке. Оно реализуется с помощью центробежного регулятора, изменяющего расход топли-
ва в зависимости от превышения или уменьшения числа оборотов вала от требуемого. В целом принцип дейст-
вия и особенности конструкции регулятора газовой турбины аналогичны регулятору паровых турбин, которые
достаточно подробно было рассмотрено нами ранее. Понятно, что регулирование двухвальных установок на-
много сложнее, и здесь применяют два регулятора (для каждого вала), изменяющие расход топлива в зависимо-
сти от нагрузки силовой части турбины.
В целом конструкция газовых турбин аналогична устройству турбин паровых. По сравнению с паровыми
турбинами, здесь рабочее тело направляется в сопла при более низком давлении, но с более высокой температу-
рой (до 1200…1300 °С), имея общий располагаемый теплоперепад ∆h
р
= h
1
– h
2
во много раз меньше. Поэтому
число ступеней давления у газовых турбин всегда небольшое, не так сильно увеличивается высота лопаток
П

Страницы