Диссертация (Исследование схем и параметров энергоустановок ТЭС на основе открытых интерактивных сетевых расчетов), страница 31

4.27. Эффекты ΔZ(k, πк_i,...),%, связанные с вариацией параметровY4= k и Y3 = πkна изолиниях Y2 = t3Г и Y3 = πk = 49 (ΔY3 = 39) для установки ПГУ - КУ(вариант 4.3)Y2 = t3Г = 1700 о С , ΔY2 = 500 о СY4 = k11233Y5 =πк_i11221Y6 = t22222Y7 =πГТ_i21.751.7521Z2 = ηi.%66.5466.4565.6464.5762.40209ΔZ(k.πk_i....). ΔY4 ΔY5 ΔY6%11.4400111.3500110.541119.4752117.308201ΔY710.750.7510Y2 = t3Г= 1600 о С, ΔY2=400 о СY4 = k12232Y5 =πк_i12322Y6 = t32332Y7 =πГТ_i1.7521.7521.75Z2 = ηi. %66.75265.36564.96764.81864.640ΔZ(k.πк_i....).%11.65210.2659.86779.71899.5400ΔY4ΔY5ΔY6ΔY70112101211212210.7510.7510.75Y2 = t3Г= 1500 о С, ΔY2=300 о СY4 = kY5 =πк_iY6 = tY7 =πГТ_iZ2 = ηi.%ΔZ(k.πк_i....),%ΔY4ΔY5ΔY6ΔY71223312222333331.751.75221.7566.45665.64165.60564.44364.40611.35610.54110.5059.3439.3060112201111222220.750.75110.75210ПРИЛОЖЕНИЕ ВДля визуализации цикла ГТУ необходимо подготовить соответствующие данные.а именно.

заполнить векторы. элементы которых являются свойствами R рабочего телав заданных точках цикла Брайтона. Эти векторы формируются Mathcad - операторами.показанными на рис. ПВ1. Такие векторы также необходимо формировать на всехчетырех блоках ГТУ (компрессор. камера сгорания. газовая турбина и участокохлаждения уходящих (отработанных) газов).

затем объединить их в один вектор спомощью функции stack. а полученные пары векторов отображать на соответствующихдиаграммах. вид которых (T - s – диаграмма. h – s диаграмма и т. д.) задаетсяпользователем. Размер (длина) данных векторов задается пользователем. На рис.

ПВ1размер векторов составляет 300 элементов. пронумерованных от 0 до 299. В средеMathcad векторы можно заполнять двумя способами – поэлементно выполняя действия(используется имя вектора с индексом i: рci. рf_ci и т. д.) или используя операторвекторизации (оператор отмечен стрелкой над выражением. рис.

ПВ1).Нами предложен следующий порядок формирования векторов (рис. ПВ1) дляпостроения цикла Брайтона. Сначала заполняются векторы давления в компрессоре.камере сгорания. газовой турбине и на выходе из ГТУ (соответственно рci. рf_ci. рt_ai.рcooli) значениями. равномерно меняющимся от начального значения давления доконечного в каждом элементе двигателя (например. для компрессора начальноедавление р1 – давление входящего воздуха. а конечное – р2 – давление на выходе изкомпрессора).Далее.привлекая«пользовательскиефункции»программыWaterSteamPro и оператор векторизации. формируем последовательно векторы параметры рабочего тела цикла ГТУ на соответствующих участках.При построении термодинамического цикла ГТУ изменение массы рабочего телапри сгорании топлива (оно невелико и составляет около 2%). а также изменениехимического состава газа нами не учитывается.

поэтому цикл будет строится поотношению к 1 кг чистого воздуха. Учитывая это обстоятельство. при подготовкеданных к построению цикла ГТУ нами сделан перерасчет тех участков ГТУ. гдерабочим телом являютсяпродукты сгорания (камера сгорания. газовая турбина.охлаждение уходящих газов).211Рис. ПВ1. Порядок формирования векторов для построения цикла ГТУПри желании на T- s диаграмму можно нанести изобары. показывающие давлениев отдельных точках цикла Брайтона (выход из компрессора.

вход в газовую турбину.например) для визуализации величины потерь давления в отдельных трактах ГТУ (рис.ПВ2). Для этого необходимо сформировать соответствующие векторы (ПВ1).212Рис. ПВ2. Порядок формирования векторов для построения изобар на T – s диаграммеКроме того. необходимо учесть. что программа Mathcad вычисляет энтропию вJ/(kg·K) (Дж/(кг·К)). Поэтому. если мы выводим на график энтропию в kJ/(kg·K). тонеобходимо разделить величину энтропии на kJ/(kg·K) (рис. ПВ1). То же самоекасается и температуры – в Mathcad она автоматически вычисляется в Кельвинах.Поэтому. если мы хотим вывести на график температуру в Цельсиях – необходимо отзначений.

определяющих температуру в соответствующих точках цикла. отнять 273.15К (рис. ПВ2).213ПРИЛОЖЕНИЕ Г1. ГТУ не отличается высокой экономичностью из-за высокой температурыуходящих газов. Усложнение схемы позволяет повысить ее экономичность. ноодновременно требует увеличения капиталовложений и усложняет эксплуатацию.Мировой технический уровень газотурбинных установок характеризуетсяследующими показателями: их собственный КПД вплотную приблизился к 40%. КПДпарогазовых установок – к 60%.

а единичная мощность ГТУ превысила 300 МВт.По уровню эффективности ГТУ. производимые за рубежом. могут бытьразделены на четыре класса. включая класс G (КПД 39…40%). Опробована турбинаследующего класса MS9001H (General Electric). В целом ГТУ развивает мощностью282 МВт и имеет КПД 39.5%. В этой модели применили современные технологии.Дисковый сболченный ротор турбокомпрессора опирается на два подшипника.Компрессор.

спроектированный на базе компрессоров авиационного двигателя CF680C2 и стационарной ГТУ LM6000. обеспечивает степень повышения давления 23 на18 ступенях. Вместо традиционной трехступенчатой турбины использована схема ГТ счетырьмя ступенями.НоглавнойинновациеймашинклассаGсталокомбинированноепаровоздушное охлаждение. применение которого позволяет экономить воздух(увеличивается его массовый расход через горелочные устройства и тем самымповышаетсямощностьустановки)иповыситьэффективностьохлаждения(теплоемкость пара выше.

чем теплоемкость воздуха).В другой новой модели ГТУ фирмы General Electric LMS100 сочетаютсятехнологии стационарных газовых турбин и авиационных двигателей. Для повышенияКПД работы установки в простом цикле до рекордных 45% применена схема спромежуточным охлаждением циклового воздуха. которая позволяет уменьшитьработу компрессора на сжатие. а также поддерживать уровень вырабатываемойэнергии и в жаркую погоду. Степень повышения давления составила 40.Специалисты Siemens в своей новой турбине SGT5-8000H отдали предпочтениеболее простой схеме воздушного охлаждения.

Решающим фактором при выборесистемы охлаждения для немецких инженеров была маневренность. Их турбина.обладающая передовыми значениями заявленных КПД (простого цикла 39% и более60% в составе ПГУ). выигрывает во времени пуска и быстроте изменения нагрузки по214сравнению с другими машинами класса G General Electric и Mitsubishi. в которых дляохлаждения используется пар.В самой мощной турбине международного консорциума Alstom GT-26 такжеиспользуются передовые технологии производства энергии.

В этой установке принятаоригинальная тепловая схема с промежуточным перегревом газа при расширении –технология ACS.ПРИЛОЖЕНИЕ ДРис. ПЕ1. Принт – скрин части ВЕБ – сайта http://twt.mpei.ac.ru/TTHB/kyawkoko/.на котором размещена база ОБД215ПРИЛОЖЕНИЕ ЕНа рис.

ПЖ1 представлена часть Mathcad – поля. которое относится к ресурсуRes- OI - Air_3.2 (R. U. (http://klm).key(def)). ориентированному на вычисление свойствR= (s.p.t.…) воздуха. На рис. ПЖ1 видны:а) таблица М = (p.s.t) численных данных. рассчитанных с помощью программыRefprop 8 [39].б) Mathcad – функция AirTPS(p.s). созданная для вычисления параметра t . здесьU = (p.s) – входные параметры.в)текстовоеполеввидезаголовка.г) шаги по аргументам (p.t).Этот OI – ресурс реализует метод интерполяции cspline. рассмотренный впрограмме Code_csplain_3.1(ρ.Y)) (раздел 3.4) и позволяющий вычислять свойства Rвоздуха в интервале температур Т = 1500… 2000 K и при давлениях до 10 МПа (раздел4.3).

В OI – ресурс включены также:а) Mathcad – функция AirHPT(p.T). созданная для вычисления свойства R = h.б) Mathcad – функция AirSPT(p.T). созданная для вычисления свойства R = s.в) Mathcad – функция AirTPH (p. h). созданная для вычисления свойства R = t.Подчеркнем.

что ресурс Res - OI - Air_3.2(R.U.( http://klm).key(def)) привлекаетметод интерполяции для вычисления свойтства R. а не сложные уравненеия MF.фигурирующие в ресурсе Res - OI - Air_3.1(R.U.( http://klm).key(def)). Благодараряэтому свойству ресурс Res - OI - Air_3.2(R.U.( http://klm).key(def)) обладает большимбыстродействием.216Рис. ПЖ1.

Mathcad – поле ресурса Res - OI - Air_3.2 (R. U. (http://klm).key(def)).Часть. содержащая таблицу М = (p.s.t). Воздух217.