Тема 1.2 Принципиальные схемы и циклы газотурбинной установки
с промежуточным подогревом рабочего тела и охлаждением воздуха
Студент должен
| знать: процессы, происходящие в ГТУ | уметь: читать схемы ГТУ |
Способы увеличения эффективности работы ГТУ. Схема одновальной ГТУ с промежуточным подводом теплоты и промежуточным охлаждением воздуха.
Самостоятельная работа №3
Вычерчивание схемы ГТУ с промежуточным подогревом рабочего тела и охлаждением воздуха
Литература: [2], стр. 44-48; [4], стр. 67-69; [3], стр. 17-19.
Методические указания
За счет введения в схему ГТУ различного рода теплотехнических мероприятий (отвод теплоты при сжатии, подвод теплоты при расширении, регенерации) можно значительно улучшить основные показатели ГТУ: повысить кпд, коэффициент полезной работы, удельную мощность установки, уменьшить удельный расход рабочего тела.
Одним из способов увеличения экономичности ГТУ является введение промежуточных подогрева газа и охлаждения воздуха.
Используются и более сложные схемы ГТУ, позволяющие, например двукратно охлаждать воздух и размещать турбины и компрессоры на разных валах. Многие ГТУ обладают большей экономичностью, чем простые, хорошими показателями на частичных нагрузках и широким диапазоном устойчивой работы.
Промежуточное охлаждение воздуха приводит к уменьшению работы, затрачиваемой на привод компрессора высокого давления и, как следствие, увеличивает полезную работу ГТУ. Вместе с тем охлаждение снижает температуру воздуха за компрессором. Поэтому в камеру сгорания ГТУ с промежуточным охлаждением воздуха приходится проводить больше теплоты, чем в камеру сгорания простой ГТУ.
Применение промежуточного охлаждения воздуха в ГТУ с регенерацией всегда увеличивает ее кпд. Оптимальная степень сжатия при использовании охлаждения воздуха резко возрастает.
Введение промежуточного охлаждения воздуха в компрессоре увеличивает степень сжатия и позволяет получить наибольший кпд.
Введение промежуточного подвода теплоты приводит к тем же последствиям, что и введение промежуточного охлаждения. Одновременное промежуточное охлаждение воздуха и промежуточный подвод теплоты к газу позволяют значительно увеличить удельную полезную работу и кпд. Однако излишнее усложнение схемы снижает маневренность ГТУ, увеличивает ее размеры и массу. Чаще всего такие ГТУ выполняют двухвальными, а иногда – трехвальными.
Вопросы для самоконтроля
1. Для чего применяют промежуточные подогрев рабочего тела и охлаждение воздуха в ГТУ?
2. К чему приводит введение промежуточного охлаждения воздуха в ГТУ?
3. К чему приводит применение промежуточного охлаждения воздуха в ГТУ с регенерацией?
4. Покажите зависимость кпд ГТУ без регенерации от степени сжатия.
5. От чего зависит кпд многовальной ГТУ?