Парогазовая установка с предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате ступени компрессора | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №10 (10) октябрь 2009 г.

Статья просмотрена: 13 раз

Библиографическое описание:

Абдульменов А. С. Парогазовая установка с предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате ступени компрессора // Молодой ученый. — 2009. — №10. — С. 24-26. — URL https://moluch.ru/archive/10/688/ (дата обращения: 16.07.2018).

Газотурбинные установки (ГТУ) являются наиболее прогрессивными высокоэкономичными и надежными системами энергетики. Стационарные ГТУ находят широкое применение в составе тепловых электростанций и теплоэлектроцентралей, а также в технологических процессах химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности.

Однако применение в чистом виде ГТУ приводит к большим потерям тепла с уходящими газами. С целью увеличения КПД энергоустановок на базе ГТУ используются    парогазовые энергоустановки, в которых теплота уходящих газов используется для получения перегретого пара высокого давления в котлах – утилизаторах  с последующим использованием пара в паровой турбине, что позволяет получить дополнительную электрическую энергию и существенно увеличить КПД парогазовой установки в сравнении с ГТУ и ПТУ в отдельности.

Вместе с тем некоторое увеличение энергетических параметров энергоустановки может быть достигнуто предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате одной ступени компрессора. Это позволит уменьшить потребную мощность компрессора за счет уменьшения температуры воздуха и, следовательно, уменьшить мощность турбины турбокомпрессора, что приведет к увеличению мощности электрогенератора. Однако в этом случае может быть не полностью использована теплота уходящих газов.

С целью определения оптимального сечения в ступени компрессора проведены расчетные исследования с использованием методики [1] по определению параметров эффективности в различных сечениях компрессора после КНД со степенью повышения давления , , . При этом за базовую ГТУ были приняты следующие параметры: суммарная степень повышения давления в компрессоре ; температура газа перед турбиной  К. Для удобства расчеты проводились для расхода воздуха  кг/сек. Для паротурбинного контура приняты следующие параметры: давление пара  Мпа, температура пара выбиралась в зависимости от температуры уходящих газов и составляла °С, расход пара в соответствии с теплоемкостью удельного количества продуктов сгорания, исходя из 1 кг/сек воздуха.

Теплообменник для предварительного нагрева питательной воды,  для того чтобы избежать дополнительных гидравлических потерь, располагается в полых лопатках статора компрессора.

На рисунках показаны схема традиционной ПГЭУ без теплообменника, а, следовательно, и без предварительного нагрева питательной воды (рис. 1), и схема модернизированной ПГЭУ с теплообменником в спрямляющем аппарате ступени компрессора для предварительного нагрева питательной воды (рис. 2).

ПГЭУ без отбора тепла

Рис. 1 – Традиционная ПГЭУ без предварительного нагрева питательной воды

 

ГПЭУ с отбором тепла

Рис. 2 – ПГЭУ с предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате ступени компрессора

 

Результаты проведенного термогазодинамического расчета сравниваемых энергоустановок представлены в таблице и на графиках      (рис. 3,4).

 

Таблица

Результаты расчета сравниваемых ПГЭУ

параметр

Базовая ПГЭУ без теплообменника

ПГЭУ с установленным теплообменником после

ПГЭУ с установленным теплообменником после

ПГЭУ с установленным теплообменником после

КПД

44%

50,5%

49%

48%

мощность

462,33 кВт

503,16 кВт

553,76 кВт

561,28 кВт

 

Рис. 3 –  Зависимость КПД ПГЭУ от места расположения теплообменника

Рис. 4 – Зависимость мощности ПГЭУ от места расположения теплообменника

 

Из результатов расчета видно, что установка теплообменника для предварительного нагрева питательной воды в спрямляющий аппарат ступени компрессора является хорошим способом форсирования двигателя без повышения температуры газа перед турбиной. Этот метод позволяет поднять электрическую мощность установки на 20 … 22%.

Аппроксимация полученных результатов показывает, что для получения максимального КПД предварительный подогрев питательной воды необходимо производить в спрямляющем аппарате ступени компрессора в диапазоне . В этом случае возможно повысить эффективность установки на 14% … 15%.

 

Список использованной литературы

1 Ахмедзянов А.М., Алаторцев В.П. Термогазодинамические расчеты авиационных ГТД: Учебное пособие - Уфа: изд. УАИ, 1982. 256 с.

 

Основные термины (генерируются автоматически): питательная вода, предварительный нагрев, спрямляющий аппарат ступени компрессора, установленный теплообменник, место расположения теплообменника, повышение давления, результат расчета, ступень компрессора.


Похожие статьи

Теплонасосная установка для утилизации теплоты оборотной воды

Парогазовая установка с предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате ступени компрессора.

Исследование потерь теплоты котла КЕ-25–14С ТЭЦ-1 города Семей. Парогазовая установка с предварительным нагревом питательной воды в...

Улучшение качества подготовки питательной и сетевой воды

Парогазовая установка с предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате ступени компрессора.

Методика расчета упрощенных характеристик осевой ступени...

Парогазовая установка с предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате ступени компрессора.

Методика определения границы устойчивой работы осевого...

Поэтому увеличение давления за ступенью при снижении осевой скорости воздуха происходит лишь до тех пор

Методика расчета характеристик осевых многоступенчатых компрессоров совместно с границей устойчивой работы реализована авторами в системе COMPRESSOR.

Расчёт предпомпажных состояний газотурбинной установки

Первая – ступень низкого давления компрессора.

- поддержание скорости вращения роторов ступеней высокого и низкого давления в установленных пределах

Повышение эффективности работы компрессорных станций за...

Данная стационарная компрессорная установка с центробежным шестиступенчатым компрессором с двумя ступенями

Установлено, что 1 м3 воздуха при стандартных атмосферных условиях (барометрическое давление 760 мм. рт. ст., t=+150С) весит 1,225 кгс...

Термодинамическое исследование работы холодильной...

Теплообменные аппараты являются двухтрубно-змеевиковыми. В качестве эталона для сравнения принималась та же установка, но с гладкими трубами.

‒ мощность, потребляемая электродвигателем компрессора; ‒ расход воды, охлаждающей конденсатор, и рассола...

Анализ нагрузок, действующих на элементы конструкции ГТД

Компрессор ГТД служит для повышения давления воздуха перед подачей его в камеру сгорания. Процесс сжатия воздуха в многоступенчатом компрессоре состоит из ряда последовательно протекающих процессов сжатия в отдельных его ступенях...

Судовые теплообменные аппараты | Статья в журнале...

Рекуперативные теплообменные аппараты так же классифицируются: 1) по назначению: подогреватели и охладители, испарители и конденсаторы

1) Энергетические — применяют в системах подогрева топлива, для подогрева питательной воды в конденсатно-питательных...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Теплонасосная установка для утилизации теплоты оборотной воды

Парогазовая установка с предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате ступени компрессора.

Исследование потерь теплоты котла КЕ-25–14С ТЭЦ-1 города Семей. Парогазовая установка с предварительным нагревом питательной воды в...

Улучшение качества подготовки питательной и сетевой воды

Парогазовая установка с предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате ступени компрессора.

Методика расчета упрощенных характеристик осевой ступени...

Парогазовая установка с предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате ступени компрессора.

Методика определения границы устойчивой работы осевого...

Поэтому увеличение давления за ступенью при снижении осевой скорости воздуха происходит лишь до тех пор

Методика расчета характеристик осевых многоступенчатых компрессоров совместно с границей устойчивой работы реализована авторами в системе COMPRESSOR.

Расчёт предпомпажных состояний газотурбинной установки

Первая – ступень низкого давления компрессора.

- поддержание скорости вращения роторов ступеней высокого и низкого давления в установленных пределах

Повышение эффективности работы компрессорных станций за...

Данная стационарная компрессорная установка с центробежным шестиступенчатым компрессором с двумя ступенями

Установлено, что 1 м3 воздуха при стандартных атмосферных условиях (барометрическое давление 760 мм. рт. ст., t=+150С) весит 1,225 кгс...

Термодинамическое исследование работы холодильной...

Теплообменные аппараты являются двухтрубно-змеевиковыми. В качестве эталона для сравнения принималась та же установка, но с гладкими трубами.

‒ мощность, потребляемая электродвигателем компрессора; ‒ расход воды, охлаждающей конденсатор, и рассола...

Анализ нагрузок, действующих на элементы конструкции ГТД

Компрессор ГТД служит для повышения давления воздуха перед подачей его в камеру сгорания. Процесс сжатия воздуха в многоступенчатом компрессоре состоит из ряда последовательно протекающих процессов сжатия в отдельных его ступенях...

Судовые теплообменные аппараты | Статья в журнале...

Рекуперативные теплообменные аппараты так же классифицируются: 1) по назначению: подогреватели и охладители, испарители и конденсаторы

1) Энергетические — применяют в системах подогрева топлива, для подогрева питательной воды в конденсатно-питательных...

Задать вопрос