Эффективность газовых турбин типа Siemens sgt5-8000h при использовании вакуумирующего агрегата Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070_

УДК 621.438

А.М. Гафуров

инженер кафедры «Котельные установки и парогенераторы» Казанский государственный энергетический университет

Г. Казань, Российская Федерация

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГАЗОВЫХ ТУРБИН ТИПА SIEMENS SGT5-8000H ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

ВАКУУМИРУЮЩЕГО АГРЕГАТА

Аннотация

Рассматривается применение вакуумирующего агрегата для повышения эффективного КПД газотурбинного двигателя типа Siemens SGT5-8000H.

Ключевые слова

Газотурбинный двигатель, вакуумирующий агрегат, математическая модель

Новое поколение газовых турбин класса H являются образцом высокой производительности и эффективности. Одновальная газовая турбина SGT5-8000H развивает мощность в 375 МВт и имеет коэффициент полезного действия в 40%. Турбина обладает целым рядом инноваций, особенно в области охлаждения лопастей турбины, испытывающих на себе воздействие высоких температур (до 1500°С). SGT5-8000H используется для процессов простого или комбинированного цикла с производством электроэнергии и тепла (рис. 1).

С помощью автоматизированной системы газодинамических расчетов энергетических турбомашин (АС ГРЭТ) была составлена математическая модель (ММ) газовой турбины типа SGT5-8000H и проведены расчеты [1].

Представлены основные результаты расчетов ММ газовой турбины типа SGT5-8000H: расход воздуха в компрессоре - 848,65 кг/с; расход топливного газа - 20,35 кг/с; температура в камере сгорания - 1774 К; расход продуктов сгорания на выхлопе - 869 кг/с; температура продуктов сгорания на выхлопе - 907 К; мощность - 390 МВт; эффективный КПД - 39,1 % [2].

Применение ступенчатого отвода теплоты, который может быть реализован установкой вакуумирующего агрегата различных модификаций, обеспечивающих понижение давления за силовой турбиной практически любого газотурбинного двигателя (рис. 1). Позволит повысить эффективный КПД газовой турбины типа SGT5-8000H до 48 %, без существенного изменения исходных ресурсов и надежности [3].

Рисунок 1 - Схема газотурбинного двигателя типа 80Т5-8000И с использованием вакуумирующего агрегата, охлаждаемого водой: ВК - Воздушный компрессор; КС - Камера сгорания; ГТ - Газовая турбина;

ТП - Турбина перерасширения; ТО - Теплообменник-охладитель продуктов сгорания; С - Сепаратор-влагоотделитель; ДК - Дожимной компрессор; ЭГ - Электрогенератор; ЦН - Циркуляционный насос; ВН -

Вакуумный насос.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070_

Поток атмосферного воздуха (850 кг/с) через входное устройство поступает в ВК, где происходит его сжатие. Также в ВК предусмотрено отбор воздуха (141 кг/с) на охлаждение ГТ. Основной поток сжатого воздуха из ВК поступает в камеру сгорания, где смешивается в жаровой трубе с топливным газом (19,75 кг/с), подаваемым форсунками. Образовавшаяся смесь сгорает при постоянном давлении, в результате чего образуются продукты сгорания с высокой температурой (1774 К). Кинетическая энергия продуктов сгорания, при расширении на рабочих лопатках ГТ, преобразуется в механическую работу вращения ротора ВК и основного электрогенератора (462 МВт). В существующем газоходе за газовой турбиной установлен вакуумирующий агрегат, в котором происходит дополнительное расширение продуктов сгорания на рабочих лопатках ТП до давления ниже атмосферного (около 0,02 МПа). Далее происходит охлаждение продуктов сгорания в ТО до 324 К, с использованием охлаждающей воды. Затем продукты сгорания поступают в сепаратор-влагоотделитель для удаления конденсата (69,57 кг/с), образовавшегося в процессе теплообмена в ТО. После осушки продукты сгорания поступают в ДК, где происходит их дальнейшее сжатие до давления выше атмосферного [4, 5].

Список использованной литературы:

1. Гафуров А.М., Осипов Б.М., Титов А.В., Гафуров Н.М. Программная среда для проведения энергоаудита газотурбинных установок. // Энергетика Татарстана. - 2015. - № 3 (39). - С. 20-25.

2. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Пути повышения эффективности современных газовых турбин в комбинированном цикле. // Энергетика Татарстана. - 2015. - № 1 (37). - С. 36-43.

3. Гафуров А.М. Газотурбинная установка НК-16СТ с обращенным газогенератором и низкокипящим рабочим контуром. // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - 2012. - №4-1. - С. 78-83.

4. Гафуров А.М. Возможности повышения экономической эффективности газотурбинных двигателей типа АЛ-31СТ. // Энергетика Татарстана. - 2014. - № 1 (33). - С. 17-20.

5. Гафуров А.М. Комбинированная газотурбинная установка системы газораспределения. // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - 2013. - №3. - С. 15-19.

© Гафуров А.М., 2016

УДК 628.161

Н.М. Гафуров

студент 3 курса факультета энергонасыщенных материалов и изделий (ФЭМИ) Казанский национальный исследовательский технологический университет

Н.Е. Кувшинов

магистрант 1 курса института теплоэнергетики, кафедры «КУПГ» Казанский государственный энергетический университет

Г. Казань, Российская Федерация

СПОСОБЫ УДАЛЕНИЯ УГЛЕКИСЛОТЫ ИЗ ВОДЫ НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СТАНЦИЯХ

Аннотация

В статье рассматриваются основные способы удаления углекислоты из воды на тепловых электрических станциях.

Ключевые слова

Вода, удаление углекислоты, реагенты, дегазация, озонирование

Наличие в воде растворенной углекислоты делает воду агрессивной и приводит к коррозионным процессам в трубопроводах. Разрушение водоводов - лишь небольшая часть проблемы.