Газовые турбины проблемы и перспективы. Манушин Э.А. (1014151), страница 18
Текст из файла (страница 18)
На первом осваивается уровень Тг = 1170 —: 1220 К, при котором охлаждаются только сопловые и рабочие лопатки первой ступени турбины. На втором этапе Гг повышается до номинального значения 1373 К. При этом выполняются охлаждаемыми сопловые лопатки первой и второй ступеней, а также рабочие лопатки первой ступени турбины. Турбогруппа ГТУ выполнена в виде единого установленного на фундаментной раме сборочного блока, включающего 14-ступенчатый осевой компрессор, 4-ступенчатую турбину и 14 встроенных камер сгорания секционного типа.
Масса и размеры ГТУ позволяют транспортировать ее к месту эксплуатации в собранном и установленном на фундаментную раму виде (рис. 3.15) на железнодорожной платформе, позволяющей перевозить грузы массой до 220 т. Установка ГТЭ-200 должна иметь унифидированные с ГТЭ-150 компрессор, ротор и корпус газовой турбины. Одна из самых мощных зарубежных энергетических ГТУ вЂ” установка типа 17 (рис. 3.16) — разработана фирмой "Броун Бовери". Мощность ГТУ более 210 МВт, КПД около 32 % при Тг = 1373 К. В этой установке сохранены традиционные для фирмы "Броун Бовери" принципы конструирования ГТУ; сварной ротор из стали ферритного класса, сварнолитые корпуса, индивидуальная выносная камера сгорания (на рисунке не показана) .
Разаработанная фирмой "Крафтверкунион" стационарная энергетическая ГТу Ч95.0 мощностью 200 МВт имеет похожие параметры. Еще более высокие параметры (прежде всего Т') имеет разработанная этой же г Фирмой установка мощностью 250 МВт. Прн разработке установок ГТЭ-150, ГТЭ-200 и установок фирм "Броун Бовери" и "Крафтверкунион" возникают серьезные конструкционные трудности, обусловленные одновальностью принятых конструкций, выполнением их по простейшему термодинамическому циклу: сложность создания компрессоров с болыпими расходами воздуха (до 800— 1000 кг/с) при значительных л:„" (15 — 18); трудность изготовления и обеспечения прочности охлаждаемых лопаток турбин больших размеров и др. 83 рис. 3.12.
Зависимость КПЛ ГТУ и ПГУ различных циклов от удельной мощности: 1 — ГТУ простого цикла с Т = 1573 К; 2 — ПГУс котломг= утилизатором и ГТУ простого цикла прн Тг = 1573 К; д— ГТУ с промежуточным охлаж. лением и промежуточным подогревом (началыеаа температура после подогрева Тг = 1473 К); 4 - ПГУ с котлом-утилизато. ром и ГТУ, как в случае 3 '// бд ддд Еда дад Ре о хдт/(хг/с дтродотадшое ПодВод розы(2329кг/с) Воздде.
б) 3.13. Принципиальная схема (о) и Т, адиаграмма (6) ГТУ типа АОТ)-1ООА 'о". о пквгю и й ! х 2 Ю Ъ йо Ь 'оа ° Ь о 'оо " о»~ И О о< оО о х ~ " ,„ '" ь 2~~Бо~о хо Хх Боои хооох"'о 6 о х ао он х~~ но о о.о о ~~~И о о И» » И'-~-Он О О о. Ой о Х н~й'ано „О о Ох нООо ОО аа оо о. оо о о х о о о. о о о х К Е о о 1 'о". О О о о. о х х х о 5х » ~х яо о о Л о о о о Е о У о о о о й о о, '" Е ф о о м е х о- о й о а х ц о Х х а о и о Яо 3 3 И ~ о '' 'о.о 'о о о о.о о ооо о ао о)о Ю, о о~В ',о о $ о йЙ~ ао ~ о Я':8 е ~ яо о 'а." ~о о Ряо о а о Я оо , о о. о оо м~о о о о, 'о о,о.
Х~ о $ ! ,~о, о о ~о „-о, а о ао о о ~й ! о оо о о о Д о о о 3 м Р Й~ о С, Й 3, о о 2л х -ооо о ою ооаб о о о3 и~ Е й 'о о о о о 'о.' о о .- оБ ~$ о 88 оию огхй комп ,ьь 44' Воздух рродраотьт сгорааиа ого газ — Вар —. — — Вар оотророВ Войт, «оадеасат рис. 3.18. Проточная часть турбины ГТу М870010 1етрелкаьти показаны направления течения охлахцтающего воздуха) Из других сравнительно мощных зарубежных ГТУ заслуживают внимания установки типа МБ (Мот1е1 Яет!ез — модельные серии) фирмы '"Дженерал электрик".
Установки МБ5001, М$600!, М87001 и М89001 (см. табл. 2.5) различаются мошностямц и размерами, получаемыми при моделировании. Кроме того, для всех этих установок характерно применение одинаковых ттринциттиальных конструкционных решений. Такой подход позволил фирме организовать экономичное крупносерийное производство, обеспечить надежность в эксплуатации и высокую степень готовности ГТУ. Одна из наиболее распространенных ГТУ типа МЯ вЂ” установка МЯ7001. ' Она являлась базовой установкой, на которой фирма отрабатывала новые перспективные конструкции и повышенные температуры газа.
Проточные части и конструкции элементов этой ГТУ были использованы лля разработки новых агрегатов большей и меньшей мощности. Так, была раз. работана и с 1975 г. начала эксплуатироваться ГТУ промышленного типа МЯ9001В (см. табл. 2.5). Проточная часть и основные элементы конструкции этой установки смоделированы в масштабе 1,2: 1 с ГТУ типа МБ7001. В 1979 г. начата эксплуатация наиболее мощной модификации этой ГТУ вЂ” установки МЯ9001 Е (рис. 3.17), отличающейся от прсдыду.
щей более высокими параметрамн. Кроме того, в 1978 г. начата эксплуа тания новой энергетической ГТУ средней мощности типа МВб001, кото-, рая является моделью ГТУ МБ7001 в масштабе 0,7: 1. Роторы установок типов МЯ7001 и МЯ9001 выполнены трехопорны- ' 90 унс. 3.19, Принципиальная схема парогазовой установки ПГУ-200: 1 — компрессор; 2 — ГТУ ГТ-35/44-770; 3 — 5 — зкономайзерьт; б, 7, 14 — подо.
грейателн;  — конценсатный насос; 9 — конденсатор; 10 — паровая турбина 8-160-130; 11 — высоконапорный парогенератор ВПГ-450; 12 — деазратор; !3— аитателаный насос ми; промежуточная опора располагается в зоне камеры сгорания аналогично установке ГТЭ-150 (см. рис. 3.15). Роторы установок М85001 н М80001 выполнены двухопорными. Все ГТУ типа МЯ имеют достаточно высокую начальную температуру газа (см. табл. 2.5) и интенсивное воздушное охлаждение деталей проточной части. В зависимости от конкретной конструкции и параметров число охлаждаемых лопаточных венцов у турбин ГТУ различных типов различно. Например, в турбина ГТУ МБ7001В (рис.
3.18) охлаждаются сопловые лопатки первой и второй ступеней и рабочие лопатки первой ступени. Основные конструкционные особенности своих ГТУ фирма "Дженерал электрик*' использует при разработке перспективных энергетических ГТУ. Ею, в частности, разработан проект и выполнены исследования некоторых узлов перспективной высокотемпературной ГТУ с Тг = 1700 К (в перс~ективе до 1900 К) мощностью 73 МВт. Установка предназначена лля Работы на продуктах газификации угля в составе ПГУ мощностью 428 МВт, состоящей из четырех таких ГТУ и паротурбинного контура, с общим КПД 41 %. В конструкции ГТУ сохранены основные черты ГТУ типа МЯ, хотя конструкция газовой турбины претерпела существенные изменения из.за введетия водяного охлаждения лопаточного аппарата. В 8 2.2 показана перспективность применения ПГУ различных типов в электроэнергетике страны. Схема ПГУ с ВПГ, работающей на Невинномысской ГРЭС, показана на рис.
3.19. В качестве газотурбинной части ПГУ используется установка ГТ-35, основные характеристики которой представлены в табл. 2.4. Эта ГТу выполнена по одновальной схеме с 14-ступенчатыми осевым компрессором и 4-ступенчатой осевой турби"ой. Ротор компрессора барабанный, сварной, состоит из трех частей; Ротор турбины составной дисковый. Корпуса компрессора и турбины лн.
91 рис. 3.21 Принципиэльныс схемы ЦКТИ-ЛПИ (а) и ППИ (б): 1 — КНЦ; 2 — КВН; 3 — камера сгорания; 4 — газовая турбина; 5 — предвклю. ценная паровая турбина; 6 — конденсационная паровая турбина; 7, 13 — электро- генераторы; 5 — камера дожигания; Р— низконапорный парогенератор; 10 — ЦВД паровой турбины; 11 — камера смешения; 12 — ЦНД паровой турбины Рнс. 3.20. Принципиальная тепловая схема ПГУ мощностью 750 МВт с НПГ: 1 — ГТУ типа ГТэс150; 2 — парогенератор; 3 — паротурбинная установка тиль К-500 166; 4 — конденсатор; 5 — смениваюший подогреватель; б — подвод топлива тые, имеют горизонтальный и вертикальные (технологические) разъемы.
Задняя опора ротора компрессора и передняя опора ро~ора турбины рас. положены в отдельном корпусе. Газотурбинная установка типа ГТ-35 используется также в составе ПГУ с НПГ, работающих на Молдавской ГРЭС (см. В 2.2). В установке предусмотрена автономная работа газового и парового контуров.
При автономной работе ГТУ отработавшие в турбине газы выводятся миме парогенератора в дымовую трубу. Для изолированной работы паровой турбины в схему ПГУ включен дутьевой вентилятор, обеспечивающий по. дачу топлива в топку котла. НПГ в ПГУ-250 предназначен для работы на тяжелом жидком топливе. Следующим этапом развития ПГУ с НПГ в направлении повышения их мощности и КПД может стать ПГУ, включающая две ГТУ типа ГТЭ.!50 (см. Рис.
3.15). В такой ПГУ (рис. 3.20) возможно дополнительное (до 25% общего расхода) сжигание топлива в топке парогенератора; наро турбинное оборудование должно проектироваться на закритическое дав ление пара [521. Эта установка может обеспечить удельный расход успев. ного топлива около 260 г1'(кВт ч) (т.е. обеспечить КПД около 47,3%). В ней предполагается использовать типовые конструкции для ГТУ и все. го вспомогательного оборудования (серийно выпускаемого или с мини' мальными переделками) . Указанные в э 2.2 ПГУ типа ЕТАЯ выполняются с несколькими ГТУ типа МБ и с одной паровой турбиной. В современных ПГУ этого типа дополнительное сжигание топлива перед котлом-утилизатором не про 92 водитсв.
Установки БОТАС, выпущенные в 1977 — 1979 гг., имеют мощность от 71,3 до 456,6 МВт. Установка типа 8407Е мощностью 433,8 МВт состоит из четырех ГТУ типа МБ7001Е и одной паровой турбины; наиболее мощная установка типа 8309Е включает три ГТУ МБ9001 и одну паровую турбину. КПД установки при полной мощности очень высок — около 45%. Частичные мощности получаются путем последовательного отключения ГТУ; при этом КПД ПГУ остается достаточно высоким.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
