Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Турбомашины и турбоустановки

Диссертационная работа:

Цирков Максим Борисович. Совершенствование утилизационных ПГУ за счет использования парового охлаждения газовых турбин : диссертация ... кандидата технических наук : 05.04.12.- Москва, 2007.- 178 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/3783

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

1. Современное состояние и перспективы развития парогазовых установок 10

1.1. Газотурбинная установка - основа современных ПТУ с котлом-утилизатором 10

1.2. Характерные особенности тепловых схем и основного оборудования бинарных ПГУ 12

1.3. Анализ влияния основных параметров схемы на экономичность бинарных ПГУ 15

1.4. Анализ характерных особенностей, влияющих на эффективность охлаждения лопаток 23

1.5. Анализ систем охлаждения, применяемых в ГТУ 29

1.5.1. Воздушное охлаждение газовых турбин 30

1.5.2. Паровое охлаждение газовых турбин '. 36

1.6. Постановка задачи 47

2. Методика расчета ПГУ утилизационного типа с учетом парового охла ждения газовой турбины 54

2.1. Характеристика циклов ПГУ и анализ схем парового охлаждения 54

2.2. Методика расчета основных элементов утилизационной ПГУ 59

2.2.1. Газотурбинная установка 60

2.2.2. Котел-утилизатор и паровая турбина 66

2.3. Определение термодинамических свойств продуктов сгорания и водяного пара 71

2.4. Определение коэффициентов теплоотдачи в охлаждаемых лопатках 73

2.4.1. Определение средних коэффициентов теплоотдачи со стороны газов 74

2.4.2. Определение локальных коэффициентов теплоотдачи со стороны газов 78

2.4.3. Определение коэффициентов теплоотдачи со стороны охладителя 80

2.5. Определение необходимого расхода охладителя 82

2.6. Гидравлические потери в охлаждающих каналах 86

2.7. Программное обеспечение для расчета утилизационных ПГУ с учетом охлаждения элементов газовой турбины 88

3. Анализ ПГУ с паровым охлаждением газовой турбины 94

3.1. Анализ основных характерных параметров для системы парового охлаждения 94

3.2. Анализ способов организации парового охлаждения 100

3.2.1. Анализ охлаждения по закрытой схеме 100

3.2.2. Анализ охлаждения по комбинированной схеме 113

3.2.3. Анализ охлаждения по открытой схеме 117

3.2.4. Обобщенный анализ способов парового охлаждения 121

3.3. Утилизация теплоты охлаждающего пара в деаэраторе 126

3.4. Отбор пара на охлаждение из котла-утилизатора 128

4. Обоснование выбора рабочего давления для деаэратора в цикле ПГУ утилизационного типа 136

4.1. Характеристика утилизационных ПГУ с деаэратором избыточного и атмосферного давлений 136

4.2. Сравнительный анализ утилизационной ПГУ с деаэраторами различных давлений 142

Заключение 155

Литература 158

Приложения 166 

Введение к работе:

Актуальность работы. Из всех систем охлаждения газовых турбин (ГТ) наибольшее распространение получила воздушная система с выпуском охлаждающего воздуха в проточную часть ГТ Несмотря на достаточно отработанную технологию, открытое воздушное охлаждение обладает рядом недостатков, которые в значительной степени снижают положительный эффект от повышения начальной температуры газов перед газовой турбиной

Альтернативой воздушному может служить паровое охлаждение Преимущества использования пара в качестве основного охладителя вытекают из его свойств Высокие значения коэффициентов теплоотдачи при применении пара получаются при значительно меньших скоростях потока, а, следовательно, и при меньших потерях давления

Ведущие турбостроительные фирмы уже приступили к испытаниям систем охлаждения с использованием пара в качестве охладителя В западных компаниях такие системы получили название технологии Н Среди отечественных предприятий лидером в области проектирования и испытаний парового охлаждения является ММПП «Салют», которая разработала, используя собственные технологии, установку ПГУ МЭС-60

Одновременно с этим, как показал проведенный анализ литературных источников, основной объем отечественных исследований, посвященных паровому охлаждению и парогазовым установкам в целом, был проведен еще в 60 — 70 годах прошлого века Эти исследования не соответствуют современному уровню развития, и требуется проведение дополнительных работ в данной области

Приведенные соображения убедительно свидетельствуют об актуальности работы, призванной провести анализ вариантов применения парового охлаждения для элементов современных отечественных газовых турбин, работающих в составе ПГУ утилизационного типа, анализ способов утилизации теплоты, полученной паром в системе охлаждения, обоснование выбора параметров греющего пара для деаэратора питательной воды в парогазовом цикле

- \ \Vj

3 \ ^ /

Цель работы. Разработка научно-обоснованных выводов и рекомендаций для ПГУ утилизационного типа с паровым охлаждением ГТ, анализ способов утилизации теплоты полученной паром в системе охлаждения, обоснование выбора параметров греющего пара для деаэратора питательной воды в парогазовом цикле

Научная новизна состоит в следующем

  1. создании методики расчета, математической модели и проведении на их основе расчетного анализа перспективных утилизационных ПГУ с использованием парового охлаждения,

  2. разработке научно-обоснованных предложений и рекомендаций, которые позволяют повысить общий КПД ПГУ с котлом-утилизатором, снизив при этом удельные расходы топлива на производство электрической энергии,

  3. получении аналитической зависимости величины подогрева охлаждающего пара в системе охлаждения от его расхода и начальной температуры газов перед ГТ,

  4. анализе способов утилизации теплоты охлаждающего пара,

  5. проведении расчетного исследования и получении аналитических зависимостей, подтверждающих преимущество использования деаэратора атмосферного давления по сравнению с деаэратором избыточного давления в циклах ПГУ

Практическая ценность работы определяется возможностью использования рекомендаций по организации парового охлаждения в ПГУ, в том числе для оценки КПД, расходов, температур и количества теплоты, полученного охлаждающим паром и использованием разработанных пакетов прикладных программ а) при проектировании новых перспективных установок по парогазовой технологии с использованием парового охлаждения ГТУ, б) в учебном процессе кафедры паровых и газовых турбин МЭИ

Достоверность и обоснованность выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, определяются методическими расчетами и контролем точное га расчетов, использованием в методике, проверенных практикой мате-

матических зависимостей и алгоритмов, которые апробированы на отдельных задачах, встречающихся в области комбинированных установок, путем сравнения численных результатов с опубликованными расчетными и экспериментальными результатами.

Личный вклад автора. Непосредственное участие автора выразилось в обзоре литературы и анализе опубликованных данных, разработке модели расчета утилизационных ПГУ с учетом парового охлаждения и создании на ее основе соответствующего программного обеспечения, получении аналитических зависимостей, необходимых для проведения сравнительного анализа циклов утилизационных ПГУ с деаэраторами избыточного и атмосферного давлений, обработке и анализе полученных результатов

Автор защищает

  1. Математическую модель утилизационных ПГУ с паровым охлаждением газовой турбины

  2. Результаты сравнительного анализа вариантов организации парового охлаждения лопаток ГТ, входящих в состав ПГУ утилизационного типа

  3. Результаты выбора оптимального способа утилизации охлаждающего пара

  4. Зависимость, позволяющую оценивать величину подогрева охлаждающего пара в системе охлаждения при известном его расходе и начальной температуре газов перед ГТ

  5. Результаты сравнительного анализа эффективности работы парогазовой установки при переходе от работы с деаэратором избыточного давления к работе с атмосферным деаэратором

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на международной научно-технической конференции «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», г Москва, 2005, 2006 и 2007 г, межрегиональной научно-технической конференции «Информационные технологии, энергетика и экономика», г Смоленск, 2005 г, международной научно-технической конференции «Информационные средства и техноло-

гии», г Москва, 2005 и 2006 г, международной научно-практической конференции «Газотурбинные технологии и производство парогазотурбинных установок», г Казань, 2006 г, семинаре кафедры Паровых и Газовых Турбин (ПГТ) МЭИ, 2007 г и заседании кафедры ПГТ, МЭИ, март 2007 г

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 6 опубликованных работах

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка используемой литературы и приложений Содержание работы изложено на 178 страницах машинописного текста Список цитируемой литературы содержит 79 наименований

Подобные работы
Назаренко Андрей Владиславович
Эффективность составных проницаемых оболочек в сопловых лопатках газовых турбин с проникающим охлаждением
Веретельник Алексей Викторович
Исследование эффективности транспирационного охлаждения высокотемпературных газовых турбин
Ануров Юрий Михайлович
Эффективные методы интенсификации теплообмена в системах охлаждения лопаточных аппаратов высокотемпературных газовых турбин
Култышев Алексей Юрьевич
Совершенствование режимов пуска турбины К-300-240-2 в составе энергоблока
Петросов Константин Вадимович
Совершенствование выходных диффузоров стационарных газовых турбин на основе физического эксперимента и численного моделирования
Недошивина Татьяна Анатольевна
Разработка и совершенствование методов уравновешивания гибких роторов турбин на балансировочных станках
Гвоздев Владимир Михайлович
Совершенствование и развитие системы мониторинга технического состояния энергетических турбин
Борознин Артем Владимирович
Повышение эффективности использования доильных аппаратов за счет совершенствования их диагностирования
Мазанов Руслан Расулович
Улучшение показателей использования зерноуборочных комбайнов за счет совершенствования технического обслуживания ременных передач : На примере условий Республики Дагестан
Жердев Михаил Николаевич
Совершенствование процесса обработки почвы за счет использования сепарирующих рабочих органов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net