Газотурбинная установка мощностью 16 МВт на базе НК-16-СТ
Аннотация
В данном дипломном проекте разработан ГПА на базе газотурбинного двигателя НК-16СТ
В ходу проектирования были выполнены следующие этапы расчёта:
1. Тепловой расчёт, входе которого определена оптимальная степень повышения давления в цикле, обеспечивающего требуемую экономичность. Этот расчёт позволяет установить показатели отдельных элементов установки и ГПА в целом. Также производится уточнённый расчёт номинального режима, учитывая истинные значения теплоёмкости и определяется расход рабочего тела, исходя из заданной мощности.
2. Моделирование компрессора, целью которого является создание
натурного компрессора на основе модельного методом его моделирования (изменеия геометрических размеров и частоты вращения), учитывая разницу в расходе воздуха.
3. Газодинамический расчёт турбин, главной задачей которого является согласование работы турбины с работой компрессора. Расчёт состоит из двух этапов. Первый этап – включает термодинамический расчет параметров турбины. Определяются теплоперепад на турбине, число ступеней zт, распределяется теплоперепад по ступеням. Второй этап – заключается в детальном поступенчатом расчете турбины по среднему диаметру. Задача второго этапа расчета - определение кинематики потока, в характерных сечениях.
4. Расчёт на прочность диска силовой турбины. Диски роторов, так же как и рабочие лопатки, являются одними из самых напряженных элементов турбины. Основные напряжения в дисках возникают вследствие центробежных сил инерции, обусловленных вращением ротора (динамические напряжения), и неравномерного распределения температуры по объему диска (температурные напряжения). Напряжённое состояние диска зависит от многих показателей, в том числе от частоты вращения, материала диска, его формы и размера, распределения температуры по радиусу диска и других факторов. Следовательно, для того чтобы определить напряжения в диске, нужно знать распределение температуры по его радиусу.
5. Описание конструкции двигателя. Газоперекачивающий агрегат
мощностью 16 МВт предназначен для компрессорных станций и состоит из спроектированной газотурбинной установки, полнонапорного центробежного нагнетателя природного газа, установки централизованного контроля и управления, воздушных охладителей масла, комплекта запчастей, инструмента, приспособлений и вспомогательного оборудования.
6. Промежуточное охлаждение воздуха в компрессоре впрыском воды в
проточную часть (спецтема). Несмотря на наличие разного рода воздушных фильтров, как свидетельствует опыт эксплуатации газотурбинных агрегатов на КС, воздухозаборная камера ГТУ не может обеспечить полностью качественную очистку циклового воздуха, что приводит к образованию на лопатках осевого компрессора разного рода отложений.
В ходу проектирования были выполнены следующие этапы расчёта:
1. Тепловой расчёт, входе которого определена оптимальная степень повышения давления в цикле, обеспечивающего требуемую экономичность. Этот расчёт позволяет установить показатели отдельных элементов установки и ГПА в целом. Также производится уточнённый расчёт номинального режима, учитывая истинные значения теплоёмкости и определяется расход рабочего тела, исходя из заданной мощности.
2. Моделирование компрессора, целью которого является создание
натурного компрессора на основе модельного методом его моделирования (изменеия геометрических размеров и частоты вращения), учитывая разницу в расходе воздуха.
3. Газодинамический расчёт турбин, главной задачей которого является согласование работы турбины с работой компрессора. Расчёт состоит из двух этапов. Первый этап – включает термодинамический расчет параметров турбины. Определяются теплоперепад на турбине, число ступеней zт, распределяется теплоперепад по ступеням. Второй этап – заключается в детальном поступенчатом расчете турбины по среднему диаметру. Задача второго этапа расчета - определение кинематики потока, в характерных сечениях.
4. Расчёт на прочность диска силовой турбины. Диски роторов, так же как и рабочие лопатки, являются одними из самых напряженных элементов турбины. Основные напряжения в дисках возникают вследствие центробежных сил инерции, обусловленных вращением ротора (динамические напряжения), и неравномерного распределения температуры по объему диска (температурные напряжения). Напряжённое состояние диска зависит от многих показателей, в том числе от частоты вращения, материала диска, его формы и размера, распределения температуры по радиусу диска и других факторов. Следовательно, для того чтобы определить напряжения в диске, нужно знать распределение температуры по его радиусу.
5. Описание конструкции двигателя. Газоперекачивающий агрегат
мощностью 16 МВт предназначен для компрессорных станций и состоит из спроектированной газотурбинной установки, полнонапорного центробежного нагнетателя природного газа, установки централизованного контроля и управления, воздушных охладителей масла, комплекта запчастей, инструмента, приспособлений и вспомогательного оборудования.
6. Промежуточное охлаждение воздуха в компрессоре впрыском воды в
проточную часть (спецтема). Несмотря на наличие разного рода воздушных фильтров, как свидетельствует опыт эксплуатации газотурбинных агрегатов на КС, воздухозаборная камера ГТУ не может обеспечить полностью качественную очистку циклового воздуха, что приводит к образованию на лопатках осевого компрессора разного рода отложений.