Введение к работе
Актуальность темы работы. Выпускаемые в настоящее время газотурбинные установки сложных и простых тепловых схем, получили широкое применение, как в автономном режиме, так ив составе парогазотурбинных установок.
Из-за существенного различия параметров рабочих тел ҐТУ невозможно объективно оценить, какими термодинамическими преимуществами обладают сложные тепловые схемы перед простейшими. В связи с этим, актуальной задачей исследования является термодинамический анализ определения в общем виде, параметров сложных тепловых схем, и их влияние на КПД и удельную мощность, которые принимаются в качестве целевых функций.
Цель работы. Целью диссертационной работы является:
термодинамический анализ тепловых схем ГТУ и ПГУ;
анализ простых и сложных циклов ГТУ;
определение энергетических характеристик различных тепловых схем ПГУ;
определение условий применения дожигания дополнительного топлива в котле-утилизаторе (КУ) с учётом температуры уходящих газов из КУ;
- методика расчёта режима работы ПГУ с двухконтурным котлом-утилизатором.
Научная новизна работы заключается в следующем:
проведён термодинамический анализ наиболее перспективных схем ПГУ с котлом-утилизатором и низконапорным парогенератором в общем виде;
на базе энтропийного метода представлен расчёт тепловой схемы ГТУ ГТ-100-750 и ПТУ К-300-300; .
- определено рациональное значение коэффициента степени сжатия в
компрессоре при работе ГТУ в составе ПГУ-КУ;
- определено соотношение между мощностью ГТУ и ПТУ при работе в составе
ПГУ-КУ;
усовершенствована математическая модель, учитывающая балансы энергообмена элементов модели между собой и окружающей средой, на базе тепловой схемы ПГУ-КУ, позволяющая определить основные показатели ПГУ-КУ.
Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты могут быть использованы при проектировании ПГУ и их элементов, в инженерных расчетах режимных параметров, при эксплуатации ПГУ, а также в учебном процессе.
Достоверность результатов. В работе использовались фундаментальные положения технической термодинамики и теплообмена, методика системных исследований в энергетике, анализ теплотехнических установок и схем. Математическое моделирование ГТУ и ПГУ основано на балансах энергообмена,
которое неоднократно проверялось другими авторами. Результаты расчётов не противоречат ранее проведённым исследованиям.
Автор защищает:
- методику термодинамического анализа наиболее перспективных схем ПГУ в общем виде;
результаты расчёта тепловой схемы ГТУ и ПТУ энтропийным методом;
методику выбора степени сжатия в компрессоре при работе ГТУ в составе ПГУ-КУ;
- методику определения соотношения мощностей ГТУ и ПТУ при работе в
составе ПГУ-КУ.
Личный вклад автора. Все основные результаты получены лично автором под руководством профессора, доктора технических наук Ильина В. К.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на Международном круглом столе «Парогазотурбинные установки и нетрадиционные источники энергии» (г. Казань, ноябрь 2007 г.), Ill молодёжной международной научной конференции «Тинчуринские чтения» посвященной 40-летию КГЭУ (г. Казань, апрель 2008 г.), Международном симпозиуме «Надёжность и качество 2008» (г. Пенза, май-июнь 2008 г.), LV научно-технической сессии Российской Академии Наук по проблемам газовых турбин (г. Рыбинск, сентябрь 2008 г.), Международной научно-технической конференции «Энергетика - 2008: инновации, решения, перспективы» (г. Казань, сентябрь 2008 г.), 21-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы, в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов, и изделий» (г. Казань, май 2009 г.), IV - молодёжной международной научной конференции «Тинчуринские чтения» (г. Казань, апрель 2009)
Публикации. Основное содержание выполненных исследований опубликовано в 10 работах, в том числе в журнальных статьях, тезисах и докладах на конференциях. Подана заявка на изобретение №2009118238 от 13.05.2009.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованных источников. Работа изложена на 173 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунок, 9 таблиц. Список использованных источников состоит из 115 наименований.
