Диссертация (Исследование влияния параметров ГТУ и ПГУ на их характеристики на основе методики с детальным учетом потерь от охлаждения в газовой турбине), страница 16

Выполнены расчеты влияния некоторых параметров ГТУ на еехарактеристики. Так, увеличение КПД компрессора на 2% приводитк росту КПД газотурбинной установки на 0,9-2,0% в зависимости от139начальной температуры (в абсолютных значениях); повышениемаксимальной температуры металла на каждые 50 градусовприводит к росту КПД ГТУ на абсолютную величину от 0,1 до 0,7%в зависимости от значения начальной температуры газов.7. Показано, что КПД парогазовой установки растет с увеличением Tc ибездополнительныхограничениймаксимумавдиапазонетемператур до 2000оС не наблюдается. Однако в предположении, чтомаксимальная температура пара на входе в паровую турбинуограничена значением 615оС, КПД двухконтурной ПГУ имеет своймаксимум на уровне 58,6%, а КПД трехконтурной ПГУ спромперегревом — 60,1% в диапазоне температур Tc ≈ 1600-1650оС иотношении давлений ε ≈ 25-27.

Таким образом, при переходе отдвухконтурнойк трехконтурной схеме с промперегревом вдиапазоне температур Tc = 1400-1800оС КПД ПГУ увеличивается навеличину от 2,5% до 0,8%.8. ПредельнаямощностьГТУ,ограниченнаядопускаемымизначениями температур в паровой и газовой турбинах, достигаетзначения 570 МВт, а предельная мощность ПГУ — 855 МВт.140СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙTc — температура газа перед газовой турбиной (начальная температураГТУ);ε — отношение давлений в компрессоре (степень сжатия ГТУ);s — криволинейная координата вдоль оси межлопаточного канала(текущее сечение);F — площадь текущего сечения межлопаточного канала;p — давление в текущем сечении межлопаточного канала;с — скорость потока в текущем сечении межлопаточного канала;U — периметр текущего сечения межлопаточного канала;mв — удельная подача охлаждающего воздуха на единицу длины канала;G — массовый расход газа в текущем сечении;cв — скорость охлаждающего воздуха;G0 — расход газа в начальном сечении на входе в канал (или на входе вступень);ρ — плотность газа в текущем сечении;dq — количество подводимого тепла в рассматриваемом элементеканала, отнесенное к единице расхода газа;τw — касательные напряжения на стенке канала и внутри пограничногослоя;S — суммарная составляющая силы трения на стенке канала и внутрипограничного слоя в проекции на ось межлопаточного канала;df — величина, характеризующая аэродинамические потери в решетке,обусловленная касательными напряжениями df dS; Fβ — угол между направлением скорости воздуха cв и направлением осимежлопаточного канала;141T — температура газа в текущем сечении;Tв — температура охлаждающего воздуха;сp — теплоемкость газа;сpв — теплоемкость воздуха;ν — удельный объем газа;R — универсальная газовая постоянная;t — шаг решетки;B — ширина решетки;cmax — максимальная толщина профиля;b — хорда профиля;t — относительный шаг t t;bsк — длина профильной части канала по осевой линии;a2 — ширина канала на выходе;k — показатель изоэнтропы;Tt — изоэнтропийная температура газа в текущем сечении;p0 — давление перед решеткой;p1 — давление за решеткой;T0 — температура перед решеткой;T1t — изоэнтропийная температура за решеткой;c0 — скорость потока перед решеткой;c1 — скорость потока за решеткой;T0 — температура полного торможения перед решеткой;T1 — температура полного торможения за решеткой;τ — безразмерная температура  T1t;Ttτ0 — безразмерная температура  0 T1tT0;δс — коэффициент потерь в сопловой решетке;142H c — потери энергии в сопловой решетке;φ — коэффициент скорости в сопловой решетке;δр — коэффициент потерь в рабочей решетке;H р — потери энергии в рабочей решетке;ψ — коэффициент скорости в рабочей решетке;h1w — энтальпия торможения перед рабочей решеткой;sкс — длина косого среза;β2эф — эффективный угол выхода потока из решетки;Тв0 — температура охлаждающего воздуха на входе в лопатку;Тw — температура металла лопатки;A — опытный коэффициент, учитывающий тип охлаждения;cг-в — модуль геометрической разности скоростей с и св;s1mв ds ;g — удельная подача охлаждающего воздуха g ( s) G0 0gп — удельная подача охлаждающего воздуха на полной длине канала;sп — полная длина канала с учетом косого среза;δса — аэродинамические потери в сопловой решетке;δск — конвективные потери в сопловой решетке;δсп — перфорационные потери в сопловой решетке;Tв — приведенная температура охлаждающего воздуха;ΔTa — нагрев газа в канале вследствие аэродинамических потерь;ΔTк — изменениетемпературыгазавследствиеконвективногоохлаждения;ΔTп — изменениетемпературыгазавследствиеперфорационногоохлаждения; кон — коэффициент концевых потерь; тр.п — коэффициент потерь от трения на профильных поверхностях;143 тр.п — дополнительные потери от трения при выдуве охлаждающеговоздуха; кр — коэффициент кромочных потерь;Tг — температура полного торможения потока газа; кр — толщина выходной кромки;e — коэффициент пропорциональности;e 0 — поправочный коэффициент на углы входа и выхода решетки;e — поправочный коэффициент на угол отгиба профиля;e — поправочный коэффициент на скорость потока; 2t — относительная скорость в выходном сечении канала  2t c2 t;c2*c 2* — критическая скорость в выходном сечении канала;H 0 — полный теплоперепад на ступень по параметрам торможения;H0 — статический теплоперепад на ступень;d — средний диаметр ступени;u — окружная скорость на среднем диаметре;n — частота вращения ротора турбины;сф — фиктивная скорость;α0 — угол входа потока в сопловую решетку;α1 — угол выхода потока из сопловой решетки;α2 — абсолютный угол выхода потока из рабочей решетки;β1 — относительный угол входа потока в рабочую решетку;β2 — относительный угол выхода потока из рабочей решетки;ρст — степень реактивности ступени;H0c — располагаемый теплоперепад в сопловой решетке (статический);H 0 с — располагаемый теплоперепад в сопловой решетке по параметрамторможения;144H0р — располагаемый теплоперепад в рабочей решетке (статический);H 0 р — располагаемый теплоперепад в рабочей решетке по параметрамторможения;p2 — давление за рабочей решеткой;c1t — теоретическая скорость за сопловой решеткой;w1 — действительная скорость за сопловой решеткой в относительномдвижении;w2t — теоретическая скорость за рабочей решеткой в относительномдвижении;w2 — действительная скорость за рабочей решеткой в относительномдвижении;c2 — скорость за рабочей решеткой (выходная скорость);h0 — энтальпия перед ступенью;h1 — энтальпия за сопловой решеткой;h1t — энтальпия в конце теоретического процесса расширения всопловой решетке h1t  h0  H 0 c ;h2t — энтальпия в конце теоретического процесса расширения в рабочейрешетке h2t  h1  H 0 p ;h2t ' — энтальпия, соответствующая теоретическому процессу расширенияв ступени h2t '  h0  H 0 ;μ — коэффициент расхода;F1 — площадь сопловой решетки;F2 — площадь рабочей решетки;l1 — длина сопловых лопаток;l2 — длина рабочих лопаток;Δl — перекрыша;ν1 — удельный объем за сопловой решеткой;ν2 — удельный объем за рабочей решеткой;Lu — удельная работа ступени;145w1u — проекция скорости w1 на окружное направление;w2u — проекция скорости w2 на окружное направление;G1 — расход газа за сопловой решеткой;Gв1 — расход охлаждающего воздуха на сопловую решетку;Gв2 — расход охлаждающего воздуха на рабочую решетку;gп1 — относительный расход охлаждающего воздуха на сопловуюрешетку g п1 Gв1;G0gп2 — относительный расход охлаждающего воздуха на сопловуюрешетку g п 2 wохл — средняяGв 2;G1окружнаяпроекцияотносительнойскоростиохлаждающего воздуха на выходе из каналов;E0 — располагаемая энергия ступени;Nu — мощность ступени на ободе лопаток;εu — относительный лопаточный КПД ступени;ξу — коэффициент потерь от утечек через уплотнения;ξтр — коэффициент потерь от трения дисков;N0 — теоретическая мощность ступени;Ni — внутренняя мощность ступени;ΔNу — потери мощности от утечек через уплотнения;ΔNтр — потери мощности от трения диска;z — число ступеней турбины;Td — температура газа за газовой турбиной (температура уходящихгазов);Gух — расход газа за газовой турбиной (расход уходящих газов);Nэ — электрическая мощность ГТУ;Ta — температура воздуха на входе в компрессор;Tb — температура воздуха за компрессором;146pa — давление перед компрессором;pb — давление за компрессором;δ — отношение давлений в газовой турбине;λ — коэффициент потерь давления λ = δ/ε;εкс — КПД камеры сгорания;εм — механический КПД турбины;εэг — КПД электрогенератора;εт — изоэнтропийный КПД турбины;εк — изоэнтропийный КПД компрессора;Kт — теплота сгорания топлива;L0 — количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива;hтп — энтальпия топлива;hв — энтальпия воздуха;hпс — энтальпия чистых продуктов сгорания;αу — коэффициент утечек;ha — энтальпия воздуха перед компрессором;hb — энтальпия воздуха за компрессором;α — коэффициент избытка воздуха;Rв — газовая постоянная для воздуха;Rг — газовая постоянная для газа;mв — коэффициент изоэнтропийного сжатия воздуха mв = Rв/cpв;mг — коэффициент изоэнтропийного расширения газа mг = Rг/cp;μг — молекулярная масса газа (рабочего тела);μв — молекулярная масса воздуха;μпс — молекулярная масса чистых продуктов сгорания;rв — объемная доля воздуха в рабочем теле;rпс — объемная доля чистых продуктов сгорания в рабочем теле;hс — энтальпия газа перед турбиной;hd — энтальпия газа за турбиной;147Hт — удельная работа расширения газа в турбине;Hк — удельная работа на сжатие воздуха в компрессоре;Gк — расход воздуха в камеру сгорания;Gк’ — расход воздуха на входе в компрессор;Gт — расход газа на входе в газовую турбину;Ne — мощность на валу генератора;B — расход топлива;Gв — полный расход охлаждающего воздуха в ГТУ;Nт — мощность, вырабатываемая газовой турбиной;Nк — мощность, потребляемая на привод компрессора;φп — коэффициент полезной работы;gв — относительный расход охлаждающего воздуха в ГТУ;γк — коэффициент снижения удельной работы ГТУ за счет сжатиявоздуха на охлаждение газовой турбины;γт — коэффициент снижения удельной работы ГТУ за счет ухудшенияэффективности охлаждаемых ступеней турбины по сравнению снеохлаждаемыми;γв — коэффициент увеличения удельной работы ГТУ за счет работыохлаждающего воздуха в проточной части газовой турбины;νн — опытныйкоэффициент,учитывающийконструктивныеособенности охлаждаемых ступеней;ξохл — относительная потеря в ступени, обусловленная охлаждением;εГТУ — КПД газотурбинной установки;HГТУ — удельная работа ГТУ;NГТУ — мощность ГТУ;Q — расход тепла в камеру сгорания;εПГУ — КПД парогазовой установки;NГТУ — мощность ПГУ.148СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.

Абианц В.Х. Теория авиационных газовых турбин. М.: Машиностроение,1979.2. Абраимов Н.В. Высокотемпературные материалы и покрытия для газовыхтурбин. М.: Машиностроение, 1993.3.АбрамовВ.И.,ЧижовВ.В.Основыпроектированияирасчетастационарных ГТУ. М.: Издательство МЭИ, 1988.4. Александров А.А., Орлов К.А., Очков В.Ф. Теплофизические свойстварабочих веществ теплоэнергетики.