Расчет действительных объемных расходов воздуха компрессора

1. Суммарный массовый расход воздуха компрессора, кг/с:

GКД = GТ – ВТ . (5.5)

2. Суммарный объемный расход воздуха компрессора, м3/с:

VКД = GКД / ρНВ , (5.6)

где ρНВ = (pНВ ∙ 102) / (RВ ∙ TНВ) – плотность воздуха ( см. расчет компрессора), кг/м3 .

3. Действительный объём воздуха V0 Д, необходимый для сгорания VПГ3/с) при a = 1, м3/с:

V0 Д = (1 – β) ∙ VКД / aКС . (5.7)

4. Действительный избыток воздуха в КС, м3/с:

∆VBД = (aКС – 1)∙ V0 Д . (5.8)

5. Действительные объемные расходы воздуха, отбираемого из проточной части компрессора на охлаждение газовой турбины, м3/с:

VВО 5Д = 0,003 ∙ VКД ;

VВО7 Д = 0,19 ∙ VКД ;

VВО10Д = 0,039 ∙ VКД ; (5.9)

VВО15Д = 0,029 ∙ VКД ;

VВВТОД = 0,04 ∙ VКД .

Примечание. Суммарная объемная подача воздуха компрессором, м3/с:

VКД = aКС ∙ V0 Д / (1 – β) =

= V0 Д + ∆VBД + VВО 5Д + VВО7 Д + VВО10Д + VВО15Д + VВВТОД .

Здесь:

V0 Д – действительный объём воздуха, необходимый для сгорания VПГ при a = 1, м3/с;

∆VBД – действительный избыток воздуха в продукте сгорания топлива, м3/с;

VВО 5Д – действительный расход воздуха компрессора, отбираемого после 5-ой ступени компрессора на компенсацию осевых усилий и охлаждение диска 4-ой ступени воздухом, подаваемый в разгрузочную полость из-за 5-ой ступени компрессора, м3/с;

VВО7 Д – действительный расход воздуха компрессора, отбираемого после 7-ой ступени компрессора на охлаждение рабочих лопаток третьей и четвертой ступеней, м3/с;

VВО10Д – действительный расход воздуха компрессора, отбираемого после 10-ой ступени компрессора на охлаждение сопловых лопаток ступени и рабочих лопаток второй ступени, м3/с;

VВО15Д – действительный расход воздуха компрессора, отбираемого после последней ступени компрессора на охлаждение сопловых лопаток первой ступени и рабочих лопаток второй ступени, м3/с;

VВВТОД – действительный расход воздуха компрессора, отбираемого после последней ступени компрессора через ВВТО на охлаждение рабочих лопаток первой ступени и сопловых лопаток второй ступени ГТ, м3/с.

Расчет действительных массовых расходов воздуха компрессора

1. Массовые расходы воздуха, отбираемого из проточной части компрессора на охлаждение ГТ, кг/с:

GВО 5Д = VВО 5Д ∙ ρ 2 (5) ;

GВО7 Д = VВО7 Д ∙ ρ 2 (7) ;

GВО10Д = VВО10Д ∙ ρ 2 (10) ; (5.10)

GВО15Д = VВО15Д ∙ ρ 2 (15) ;

GВВТОД = VВВТОД ∙ ρ 2 ВВТО .

2. Действительный массовый расход воздуха в КС, кг/с:

GВ КС = GКД – (GВО 5Д + GВО7 Д + GВО10Д + GВО15Д + GВВТОД). (5.11)

Расчет внутренней мощности компрессора

6. Теоретическая мощность, затраченная на воздух, поступающий в камеру сгорания, кВт:

N О В КС = GВ КС ∙ ℓк t . (5.12)

Здесь ℓк t – удельная теоретическая работа, затраченная компрессором, кДж/кг ;

7. Теоретическая мощность, затраченная на потоки воздуха охлаждения ГТД, кВт:

N ОК (5) = GВО 5Д ∙ ℓк t (5) ;

N ОК (7) = GВО7 Д ∙ ℓк t (7) ;

N ОК (10) = GВО10Д ∙ ℓк t (10) ; (5.13)

N ОК (15) = GВО15Д ∙ ℓк t 15 ;

N ОК ВВТО = GВВТОД ∙ ℓк t ВВТО .

Здесь:

к t (5) – работа сжатия воздуха в обратимом процессе в 1¸5-ой ступенях компрессора;

к t (7) – работа сжатия воздуха в обратимом процессе в 1¸7-ой ступенях компрессора;

к t (10) – работа сжатия воздуха в обратимом процессе в 1¸10-ой ступенях компрессора;

к t ВВТО = ℓк t 15 – работа сжатия воздуха компрессора в обратимом процессе (в 1¸15-ой ступенях).

8. Суммарная мощность воздуха охлаждения, кВт

∑(N О В ОХЛ)I = N ОК (5) + N ОК (7) + N ОК (10) + N ОК (15) + N ОК ВВТО . (5.14)

9. Внутренняя мощность компрессора, кВт:

NI К = (N О В КС + ∑(N О В ОХЛ)I) / ηOI К . (5.15)

Расчет мощности газовой турбины

1. Электрическая мощность газовой турбины, кВт:

NЭ ГТ = NЭ ГТУ + NI К . (5.16)

В свою очередь уравнение электрической мощности ГТ может быть записано следующим образом, кВт:

NЭ ГТ = [GГ ∙ ℓт t + ∑( GВ ∙ ℓВ)I] ∙ ηOI ГТ ∙ η М ГТ ∙ η Г ГТ =

= [NO КС + ∑(N О В ОХЛ)I] ∙ ηOI ГТ ∙ η М ГТ ∙ η Г ГТ. (5.17)

Слагаемые теоретической мощности, вырабатываемой потоками воздуха охлаждения в ГТ:

N ОГТ (5) = ℓt (5)ГТ ∙ GВО 5Д = (h2 (5) – h4 t) ∙ GВО 5Д ;

N ОГТ (7) = ℓt (7)ГТ ∙ GВО7 Д = (h2 (7) – h4 t) ∙ GВО7 Д ;

N ОГТ (10) = ℓt (10)ГТ ∙ GВО10Д = (h2 (10) – h4 t) ∙ GВО10Д ; (5.18)

N ОГТ(15) = ℓt (15)ГТ ∙ GВО15Д = (h2 (15) – h4 t) ∙ GВО15Д ;

N ОГТ ВВТО = ℓt ВВТОГТ ∙ GВВТОД = (h2 ВВТО – h4 t) ∙ GВВТОД .

2. Суммарная теоретическая мощность, вырабатываемая потоками воздуха охлаждения в ГТ, кВт:

∑(N О В ОХЛ)I = N ОГТ (5) + N ОГТ (7) + N ОГТ (10) + N ОГТ(15) + N ОГТ ВВТО . (5.19)

3. Теоретическая мощность, развиваемая газами камеры сгорания, кВт:

NO КС = NЭ ГТ / (ηOI ГТ ∙ η М ГТ ∙ η Г ГТ) – ∑(N О В ОХЛ)I . (5.20)

4. Теоретическая мощность газовой турбины, кВт:

NO ГТ = [NO КС + ∑(N О В ОХЛ)I] . (5.21)

5. Внутренняя мощность газовой турбины, кВт:

Ni ГТ = NO ГТ ∙ ηOI ГТ. (5.22)

Наши рекомендации