Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Работа газовых турбин при частичных нагрузках
|
|
В зависимости от схемы ГТУ в них применяют одну, две или три газовые турбины, ' которые могут быть включены последовательно или параллельно и установлены на одном или на разных валах. Камеры сгорания располагают перед каждой газовой турбиной или только перед первой.
Относительный расход газа через турбину при частичных нагрузках можно рассчитать по формуле
> 2-1 \1, 2
где бо и б— степени расширения газа в турбине при расчетном режиме и режиме частичной нагрузки.
Эта формула справедлива для турбин, которые имеют более трех ступеней' и значительную степень реактивности.
Изменение кпд турбины при частичных нагрузках прежде всего зависит от режима работы ее средней ступени. Кпд любой ступени существенно зависит от величины ха=и1са. Если эту величину на расчетном режиме обозначить через хол, отношение Ua/*oa)cp для средней ступени будет зависеть от относительной частоты вращения и относительного располагаемого тепло перепада на турбину:
/ха\ = _я_ /Я», ту.»
■ \*оа/ср Яо \//Ог I
где Я°от и Hoi — располагаемые тепло перепады на турбину при расчетном режиме и режиме частичной нагрузки.
Зависимость кпд турбины от отношения (д; а/-«оа)ср рассчитывают заранее. С помощью этой зависимости и формулы для определения относительного расхода газа через турбину G можно при любых частоте вращения, степени расширения газа б, начальном давлении рй и температуре Тс определить расход газа и кпд отдельной турбины.
Если две турбины включены последовательно и между ними нет камеры сгорания, массовые расходы газа через них одинаковы. Температура газа перед второй турбиной равна температуре газа после первой. Степени расширения 6i и бг первой и второй турбин связаны с общей степенью расширения ГТУ:
Если известен режим работы первой турбины, можно определить режим работы второй. Приведенный расход газа через вторую турбину можно определить по формуле
ваЫОа№
где Gni и 61 — приведенный расход и степень расширения в первой турбине; т]п — политропический кпд турбин.
Степень расширения во второй турбине можно определить по формуле.
Отношение теплоперепадов двух турбин зависит от степени расширения в них газа:
При уменьшении расхода во второй турбине ее степень расширения бг, теплоперепад Я2 и, следовательно, мощность уменьшаются гораздо больше, чем в первой. Таким образом, при последовательной работе режим турбины низкого давления изменяется сильнее, чем турбины высокого давления. Если между турбинами установлена промежуточная камера сгорания, диапазон регулирования нагрузок ГТУ становится больше. В этом случае температура перед второй турбиной Та определяется не только режимом работы турбины высокого давления, но и может быть изменена произвольно в результате изменения подачи топлива во вторую камеру сгораний. Тогда соотношения между приведенными расходами, степенями расширения и теплоперепадами первой и второй турбин приобретут вид:
" 10
С1
(Ч\2 / Si2 ~ ' ) Те* Тс19 I 5»80 - 1. Л /8210 \«.
Я.
т ~Т~а
Промежуточный подогрев газа позволяет перераспределять мощности, вырабатываемые турбинами высокого и низкого давления, регулируя температуру Тс2 изменением подачи топлива в камеру сгорания.
§ 34. Работа компрессоров при частичных нагрузках,
В зависимости от схемы ГТУ может работать с одним, двумя или тремя компрессорами. Как правило, компрессоры устанавливают последовательно, располагая между ними, если необходимо, промежуточные охладители воздуха. Массовые расходы воздуха (без учета утечек) через все компрессоры одинаковы. Обозначим индексом 1 величины, относящиеся к компрессору низкого давления (первому), а индексом 2 — к компрессору высокого давления (второму). Приведенные расходы воздуха через компрессоры связаны следующим соотношением:
= Gn
М Л/ Та2
«1 У Tail
Общее отношение давлений е при режиме частичной нагрузки связано со степенями сжатия ei и ег в первом и втором компрессорах следующим выражением:
е =
где Яв — коэффициент, учитывающий потери давления в воздушном тракте.
Если известен приведенный расход Gm компрессора низкого давления, то по его характеристике можно найти ei. Чтобы рассчитать приведенный расход компрессора высокого давления, нужно знать температуру Та1 и Та2 перед обоими компрессорами и степень сжатия ею в первом компрессоре на расчетном режиме.
Если между компрессорами установлен промежуточный охладитель, можно приближенно считать, что температура перед вторым компрессором постоянна Та2~Та2о. Температуру воздуха перед первым компрессором можно считать не зависящей от режима работы: Ta& Taio, В этом случае приведенные расходы связаны соотношением:
Если промежуточного охладителя нет, температура воздуха Таг перед вторым компрессором равна температуре воздуха Ты за первым и зависит от режима работы:
Зная еь Tai и" т|и первого компрессора, можно рассчитать Taz-
Эти формулы позволяют определить приведенный расход Gnz компрессора высокого давления и по его характеристике найти ег, а затем рассчитать общую степень сжатия е.
Так определяют расход компрессора высокого давления и общую степень сжатия на режиме частичной нагрузки.
При совместной работе обоих компрессоров с постоянной частотой вращения диапазон изменения расходов оказывается, значительно меньше, чем при работе одного компрессора. Если первый компрессор работает при переменной частоте вращения, а второй при постоянной то совместная их работа возможна при большом изменении частоты вращения ротора первого компрессора. Если оба компрессора работают при переменных, но одинаковых частотах вращения, диапазон изменения степени сжатия и расхода становится меньше, чем в предыдущем случае.