Определение параметров ГТУ по приведённым характеристикам
Задание.
Определить основные параметры ГТУ c использованием приведенных характеристик.
Пример решения. Исходные данные.
тип ГТУ – установка стационарного типа ГТК-10-4;
частота вращения вала ТНД – 3880 об/мин;
температура воздуха за осевым компрессором – tвых К = 150 °С;
температура газов перед ТВД – Т3 = 772 °С (или tвх ТВД);
температура наружного воздуха – Та = плюс 10°С;
барометрическое давление – 0,102 МПа;
низшая теплота сгорания топлива – 34200 кДж/м3;
за осевым компрессором осуществляется отбор воздуха в количестве 1% от общего расхода воздуха через компрессор.
Решение
Приведенная относительная температура перед ТВД (по формуле (3)).
̅Т(пр) = T3/ T30 х Ta0/ Ta
̅Т(пр) = (772+273,15)/(780+273,15) * (15+273,15)/(10+273,15) = 1,009
здесь Т30 – номинальная температура перед ТВД (для данного типа ГТУ прини- мается равной Т30 =780 °С);
Та0 – номинальная температура воздуха (принимается равной Та0 = +15 °С, см. раздел 2 пособия).
Приведённые относительные обороты ТНД
𝑛̅ TНД(пр) = 𝑛/ 𝑛н * √ 𝑇a0/ 𝑇a = 3880/4800 * √ (15+273,15)/(10+273,15) = 0,808*1,009= 0,815
здесь nн=4800 об/мин – номинальная частота вращения для данного типа ГТУ.
По рисунку 2, зная коэффициенты ̅Т(пр) и 𝑛̅ TНД(пр) определяем приведённую мощность 𝑁̅ e(пр) (см. рисунок 3), которая составит 0,975.
Рисунок 3 – Определение коэффициента 𝑁̅ e(пр)
Пографикам(рисунок 1),зная коэффициент 𝑁̅ e(пр) ,определяем остальные коэффициенты (см. рисунок 4).
)
1,3
3743325-113030G̅ т.г. (пр)
00G̅ т.г. (пр)
1,2
1,1
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
466275004221714654490374
0,00,20,40,60,81,01,21,4
N̅ e (пр)
)
1,2
3775710-110490η e
00η e
1,1
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
440383734151705366366716
0,00,20,40,60,81,01,21,4
N̅ e (пр)
78803536830Твых К (пр)
00Твых К (пр)
1,2
1,1
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
820800159039ē К
00ē К
1,2
1,1
5808511702851,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
210815276221709727520923
0,00,20,40,60,81,01,21,4
N̅ e (пр)
1685262432609
1,2
3826510-110490G̅ вх к (пр)
00G̅ вх к (пр)
1,1
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
377507516510n ТВД (пр)
00n ТВД (пр)
1,2
1,1
4257851523161,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
478134681901705791466934
0,00,20,40,60,81,01,21,4
1654363646458423608523495000N̅ e (пр)
0,00,20,40,60,81,01,21,4
N̅ e (пр)
0,00,20,40,60,81,01,21,4
N̅ e (пр)
Рисунок 1 – Обобщенные относительные характеристики ГТУ
Из рисунка 4 следует, что :
приведенная температура на выходе компрессора, Твых К(пр) = 1;
приведенная относительная частота вращения, nТВД(пр) = 0,98;
относительная степень сжатия в компрессоре, ēК = 0,95;
приведенный относительный эффективный КПД, ηe = 1,02;
приведённый относительный расход газа, G т.г.(пр) = 0,95;
приведенный относительный расход воздуха через компрессор, G вх к(пр)=0,97
Фактические значения параметров на заданном режиме определяем по
формулам (1) – (8)
. Фактическая мощность ГТУ определиться как (из формулы (2)):
N̅ e (пр)= N̅ e (пр)/ √ 𝑇a0:Та * 𝑁𝑒0 / 𝑃𝑎0 : Ра
N̅ e (пр)= 0,975/ √ 1,02 * 1000 / 0,1013:0,102 = 0,975/1,009 * 1001= 967,3 кВт.
С учётом потери 3,7 % мощности из-за отбора воздуха в количестве 1% от общего расхода воздуха через компрессор (см. таблицу 1), получим:
Ne = 967,3 – (967,3 · 0,037) = 931,51 кВт.
Температура на выходе осевого компрессора определится (из формулы (3)), как:
Твых =( ̅Твых К(пр) * Твых К * Tbx ) / Tbx0 = (1 * (150+273,15) * 283,15) / 288,15= 415,8 К
или 142,65 °С.
Частота вращения ТВД из формулы (7), определится как:
nТВД = ̅nТВД * nТВД 0 / √Твх0 / Т0
nТВД = 0,98 * 4800 /=√ 288,15/283,15 = 4662 об/мин
Степень сжатия в компрессоре из формулы (5), определиться как:
еK = еK(пр) ∙ еK0 = 0,95 ∙ 4,4 = 4,18
здесь εК0 = 4,4 – номинальная степень сжатия для данного типа ГТУ.
Эффективный КПД из формулы (1), определится как:
ηe = ̅ηe ∙ ηe0 = 1,02 ∙ 0,29 = 0.296
здесь ηе0 = 0,29 – номинальный КПД для данного типа ГТУ.
Расход топливного газа из формулы (4), определиться как:
̅𝐺̅TГ(пр)
𝑃𝑎0𝑄HP
0,95 ∙ 3600
0,101334200
𝐺TГ =
∙
√𝑇bx0
𝑇0
𝑃𝑎 ∙ 𝑄HP0 =
∙
√
288,15
283,15
0,102∙ 34541 = 3335,4м3/час
здесь 3600 – номинальный расход топливного газа, м3/час;
QНР0 = 34541 кДж/м3 – номинальная теплота сгорания топливного газа.
Ответ:
Фактическая мощность ГТУ составляет 967,3 кВт
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
