Коэффициент полезного действия ТЭЦ газовой турбины

КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ГАЗОВЫХ ТУРБИН [c.249]

Основным термодинамическим циклом газотурбинной установки является цикл, состоящий из адиабатического сжатия, подвода тепла при постоянном давлении и адиабатического расширения. Большое количество избыточного воздуха, необходимое для поддержания на сравнительно низком уровне максимальной температуры газа, поступающего на лопатки турбины, является причиной низкого отношения величины полезной работы газовой турбины к величине доли ее работы, затраченной на привод компрессора. В то же время благодаря высокой степени сжатия воздуха в компрессоре его температура на выходе из компрессора сравнительно высока, что ограничивает возможность введения большого количества тепла с подаваемым в камеру сгорания топливом, чтобы не превысить допустимое значение температуры газа перед турбиной. Так, при температуре газа на входе в турбину 815° С с увеличением степени сжатия компрессора от 2 до 4 (при коэффициенте полезного действия как турбины, так и компрессора равном 80%), значение условного коэффициента полезного действия на валу газотурбинного двигателя снижается с 51,1 до 42,3%. [c.200]

Коэффициент полезного действия современных ТЭС с паровыми турбинами достигает 40 %, с газовыми турбинами — не превышает 34 %. На ТЭС с паротурбинным приводом возможно использование любого вида топлива газотурбинные станции пока используют только жидкое и газообразное. Однако паровая турбина не столь маневренна, как газовая. Дело в том, что давление пара, подаваемого в турбину, высокое — до 23,5 МПа и корпус турбины для обеспечения прочности очень массивен. Это не позволяет быстро и равномерно прогреть паровую турбину при пуске. Газовые турбины работают при давлениях рабочего тела не более 1 МПа, их корпус много тоньше, прогрев осуш,ествляется быстрее. Поэтому газотурбинные агрегаты на ТЭС рассматриваются в перспективе как пиковые — для обеспечения выработки электроэнергии при кратковременном увеличении в ее потребности — для снятия пиков электрической нагрузки. [c.185]

Комбинированный цикл, включающий паровую турбину, работающую на паре, произведенном и перегретом в трубных пучках, непосредственно омываемых кипящим слоем, и газовую турбину, приводимую в движение отходящими газами от сжигания топлива, согласно расчетам, должен обеспечить коэффициент полезного действия преобразования энергии от 40 до 42 % по сравнению с 36—38 7о, достигаемыми на обычных угольных электростанциях. А это сулит 10 %-ную экономию топлива. [c.171]

Применение парогазового цикла за счет впрыска получаемого в теплоутилизационных установках перегретого водяного пара в газовые турбины. Осуществление впрыска пара в действующие газовые турбины обеспечивает повышение их мощности и экономичности (коэффициент полезного действия может быть повышен до 30-32%). [c.266]

Вроде бы, очень мало по сравнению с тем, что мы ожидали, недопустимо мало Сможет ли газовая турбина с таким коэффициентом полезного действия конкурировать с паровой турбиной [c.60]

Компрессорные машины. В производстве завода находилось 32 типа центробежных компрессорных машин. Из этого количества 12 типов машин были запущены в серийное производство в 1957—58 гг. и, следовательно, не могли быть проверены в длительной эксплуатации. Несмотря на то, что показатели этих машин (коэффициент полезного действия, весовые данные и габариты) были по тому времени на высоком уровне, длительная их эксплуатация определила необходимость конструктивной их доработки с целью улучшения технологичности, качества, а также повышения надежности и долговечности. Особенно это относилось к нагнетателям 280-11-1 с электрическим приводом и 280-11-2 с приводом от газовой турбины ГТ-700-4. Обнаруженные в процессе эксплуатации дефекты машин были следствием недостаточной конструктивной отработки деталей и узлов нагнетателей и запуском их в серийное производство без доводки на стендах завода. Многие машины не удовлетворяли по своим технико-экономическим показателям уровню техники того периода и подлежали снятию с производства. [c.475]

От этого недостатка свободен двигатель внутреннего сгорания другого типа — газовая турбина. Имея высокий термический коэффициент полезного действия и обладая при этом всеми преимуществами ротационного двигателя, т. е. возможностью сосредоточения больших мощностей в малогабаритных установках, газовая турбина является весьма перспективным двигателем. Ограниченное применение газовых турбин в высоко экономичных крупных энергетических установках в настоящее время объясняется в основном тем, что из-за недостаточной жаропрочности современных конструкционных материалов турбина может надежно работать в области температур, значительно меньших, чем двигатели внутреннего сгорания поршневого типа, что приводит к снижению термического к. п. д. установки. Дальнейший прогресс в создании новых прочных и жаростойких материалов позволит газовой турбине работать в области более высоких температур. [c.330]

В дальнейшем мощности газовых турбин фирмы Броун Бовери, а также их коэффициент полезного действия будут постоянно увеличиваться. [c.57]

Коэффициент полезного действия ПГУ по рассматриваемой схеме примерно такой же, как в схеме с высоконапорным парогенератором при одинаковых газотурбинных и паротурбинных установках. Объясняется это тем, что удельный расход уходящих газов в обеих схемах практически одинаков, одинакова и их температура. Примерно одинакова степень вытеснения паровой регенерации. Некоторое различие к. п. д. вызывается тем, что в схеме с высоконапорным парогенератором массовый расход газа через турбину при одинаковой подаче воздуха компрессором ГТД на несколько процентов больше, чем в схеме с обычным парогенератором, за счет того, что в ВП сжигается все топливо, расходуемое ПГУ, а при ПГУ с обычным парогенератором только часть этого топлива. Большему расходу газа соответствует большая мощность газовой турбины (при про- [c.134]

Теплозащитные барьерные покрытия относятся, вероятно, к самой многообещающей и стимулирующей новые разработки области исследований покрытий для суперсплавов за последние годы. Желание повысить коэффициент полезного действия и/или выходную мощность газовых турбин (для чего необходимо увеличить впускную температуру в турбине) является движущей силой для проявления интереса к любому способу повышения предельной температуры, в том числе и за счет преодоления ограничений, накладываемых материалами для высокотемпературных узлов и элементов. Применение тепло-116 [c.116]

Повышение коэффициента полезного действия в результате использования более жаропрочных и высокопрочных материалов в деталях турбины, конечно, также стимулирует разработку усовершенствованных металлических сплавов для этих объектов. Значительные успехи, достигнутые разработчиками сплавов, позволили существенно усовершенствовать действующие газовые турбины за период их более чем 30-летней истории. Кроме того, оригинальные усовершенствования в конструкции газовых турбин, в частности применение воздушного охлаждения горячих металлических деталей, дали возможность эксплуатировать турбины при температуре газового потока даже выше точки плавления применяемых в них материалов. На протяжении последнего десятилетия усовершенствование конструкций вызывало непрерывное повышение требований к разрабатываемым материалам. В связи с этим композиционные материалы по свойствам должны достичь или превзойти обычные сплавы, чтобы быть конкурентноспособными. [c.166]

Современная авиационная газовая турбина работает при температуре рабочего газа 900° С и выше и имеет так называемый адиабатический коэффициент полезного действия свыше 90%. При этом мош ность на ее валу достигает десятков тысяч лошадиных сил. Турбореактивные двигатели имеют в настоящее время тягу у земли в одном агрегате 10 ООО кг и более и могут увеличить ее путем форсирования на 40-50% при дожигании топлива за турбиной. При полетах со скоростью более скорости звука дожиганием топлива тяга в полете может быть увеличена в 2-2,5 раза. [c.386]

Примером использования газотурбинных двигателей в военной технике может также служить созданный в последнее время в Англии экспериментальный газотурбинный танк (без башни). Хотя сам танк особого интереса не представляет, однако некоторые данные его двигателя интересны. Двигатель этого танка мощностью в 1000 л. с. выполнен по двухвальной схеме. Газогенераторная секция состоит из одной ступени центробежного компрессора и одной аксиальной ступени газовой турбины. Температура рабочего газа 800° С эффективный коэффициент полезного действия 16%. Использование на танке газовой турбины взамен поршневого двигателя позволяет сократить объем моторного отделения, уменьшить число передач в трансмиссии до двух—трех, а также значительно упростить конструкцию коробки передач. Вместе с тем серьезные трудности вызывает большой расход топлива, а также необходимость иметь дешевые жаростойкие материалы. Известные неудобства может представлять и значительный шум, возникающий при работе газовой турбины. [c.387]

Важное принципиальное преимущество газовых турбин заключается в том, что для них характерна высокая начальная температура рабочего тела (легко достигаемая, поскольку последнее представляет собой продукты сгорания топлива) и как следствие принципиальная возможность получения более высокого коэффициента полезного действия цикла. Однако на практике переход в область высоких температур ухудшает условия работы металла (приходится применять опециальные жаропрочные шлавы) и создает большие затруднения конструктивного и технологического характера. Поэтому в реальных условиях приходится (искусственно уменьшать температуру продуктов сгорания, смешивая их, например, с окружающим воздухом. [c.223]

Циклы реактивных двигателей ничем не отличаются от циклов газовых турбин. Прямоточные реактивные двигатели работают по циклу, изображенному на рис. 56. Своеобразной особенностью прямоточных двигателей является только то, что в них процесс адиабатного сжатия воздуха 1—2 происходит в диффузоре за счет скоростного напора воздуха. Коэффициент полезного действия цикла определяется выражением ( 34) [c.228]

Задача 4.25. В камере сгорания газотурбинной установки сжигается топливо с низшей теплотой сгорания Qp =41 ООО кДж/кг. Определить расход топлива при работе газовой турбины, тепловую производительность и объемную теплонапряженность камеры сгорания, если известны количество поступающего в камеру сгорания воздуха Ов — ЗЗ кг/с, температура воздуха на входе в камеру сгорания в = 300° С, теплоемкость воздуха Ср.в = = 1,047 кДж/(кг-К), температура газа на выходе из камеры сгорания г=700°С, теплоемкость продуктов сгорания Ср.г=1,08 кДж/(кг-К), энтальпия топлива, поступающего в камеру сгорания 1т=183 кДж/кг, коэффициент полезного действия камеры сгорания т]к.с = 0,97 и объем камеры сгорания Ук.с = 0,55 [c.167]

На атомных электростанциях возможно применение и газовых турбин, например, работающих по замкнутой схеме с гелием, с перепадом давления от 70 до 30 ат и температуры от 760 до 506° С. Коэффициент полезного действия такой электростанции с турбиной 60 Мвт может достичь 40% (проект фирмы Эшер-Висс). На АЭС возможно также использование отработавшего тепла турбин для внешних потребителей, т. е. выполнение их в виде ТЭЦ. [c.380]

При подсчете механического коэффициента полезного действия ГТУ учитывают потери в подшипниках, перетекание рабочего тела через внешние лабиринты и расходы по охлаждению рабочих элементов газовой турбины последние при неудачном конструктивном решении могут составить значительную величину. [c.85]

Термический коэффициент полезного действия газовой турбины не меньше к.п.д. других тепловых двигателей. Известно, что в поршневых дв1игателях невозможно осуществить адиабатное расширение до атмосферного давления. Когда поршень доходит до нижнего крайнего положения (точка 4 на фиг. 8. 2, 8. 5), то в цилиндре двигателя существует еще давление выше атмосферного и этот перепад давления (р4—рг) не используется для совершения поршнем работы, т. е. дальнейшее расширение рабочего агента не осуществляется, открываются выхлопные клапаны, в процессе истечения газов давление в цилиндре падает до атмосферного давления. Следовательно, в силу самого принципа работы дв1игателя использовать перепад Р4—Р1 невозможно, что приводит к потере определенной работы. В газотурбинных же двигателях полное расширение вполне осуществимо, что увеличивает Т1( цикла. [c.174]

Авиация — молодая отрасль техники, наименее консервативная, наименее застойная. Новейшие открытия науки и достижения техники нередко в первую очередь в авиации находят еебе применение, а уже затем нисходят на землю. И многие решили, что газовая турбина в ближайшие годы станет самым распространенным двигателем на всех видах транспорта. Ведь она, по расчетам специалистов, может обеспечить невиданный не только по сравнению с паровой турбиной, а и вообще с любым другим тепловым двигателем коэффициент полезного действия — 55—60 процентов, а то и еще выше [c.61]

Роковое слово если в полном хонтексте знЭ Менитой фразы читается так стационарная газовая турбина может развить коэффициент полезного действия, равный [c.63]

Над- преодолением этого рокового если , над обеспечением возможности газовой турбине работать с высокими температурами газов горения перед лопатками работают металлурги. Но получение жаропрочных и жаростойких сталей — дело не простое. За последние десять лет всего на 70—100 градусов позволили металлурги поднять температуру газов горения. Если они будут работать такими же темпами, только через пятьдесят лет достигнет газовая турбина действительно пленяюще высокого коэффициента полезного действия. [c.65]

Для того чтобы достигнуть в газовых турбинах значения коэффициента полезного действия того же порядка, что и в паровых, начальная температура газа должна быть на 100—150° выше, чем температура пара. Высокая температура, низкие давления, большие расходы и малое число ступеней придают конструкциям газовых турбин специфический характер. Как правило, облопачивание первых ступеней газовых турбин выполняется из жаропрочной стали аустенитного класса. Это относится как к рабочим, так и к направляющим лопаткам, так как при температуре 650—750°, характерной для современных газовых турбин, даже при сравнительно невысоких напряжениях в направляющих лопатках приходится выбирать окалиностойкие материалы. По тем же соображениям горячие газовпускные патрубки турбин, внутренние части камер сгорания и внутренние обечайки горячих газопроводов выполняются из жаростойкой аустенитной стали. [c.16]

Осуществ.1ение столь высоких значеии11 коэффициента полезного действия турбины и компрессора стало возможно лишь в последние годы в итоге больших исследовательских работ по газовой динамике компрессоров и турбин. Прп указанном выше минимальном значении коэффициента полезного действия вся величина избыточного давления перед турбиной (по сравнению с давлением перед компрессором) должна быть истрачена Tia покрытие потерь в турбокомпрессорном устройстве. На этом режиме тяга двигателя на месте равна нулю, а в полёте она получается только за счёт скоростного наддува, т. е. турбореактивный двигатель работает как прямоточный и турбоком-ирессорное устройство является лишним грузом. [c.699]

Таким образом, внедрение жаростойких покрытий в практику позволяет повыщать эффективность и экономичность различных промышленных и транспортных установок и устройств или их деталей, работающих в условиях высоких температур. Например, увеличение температуры газа на лопатках газовой турбины до 1200—1300° (вместо достигнутых сейчас 650—750°) позволило бы поднять коэффициент полезного действия газотурбинной установки до 50—55%, сократить ее вес и габариты в 2—2,5 раза. [c.319]

Многие области техники используют достижения механики жидкости к газа. Авиация и кораблестроение, основными проблемами которых являются скорость, устойчивость и управляемость самолета, ходкость, устойчивость и управляемость судна, неразрывно связаны с аэродинамикой и гидродинамикой. Такая смежная с авиацией отрасль техники, как реактивная техника, не только использовала достижения предыдущей эпохи, но и поставила, главным образом, перед газовой динамикой, ряд новых задач, послуживших дальнейшему значительному развитию этой сравнительно молодой отрасли механики жидкости и газа. Так, например, конкретная задача о возвращении космического корабля или баллистической ракеты на землю через плотные слои атмосферы вызвала к жизни многочисленные исследования по борьбе с разогревом поверхности твердого тела за счет тепла, возникающего при диссипации механичес ой энергии потока вблизи поверхности тела (в пограничном слое), с плавлением или сублимацией (непосредственным испарением твердой поверхности без прохождения процесса предварительного оплавления) поверхности корпуса ракеты. Совокупность этих и многих других близких задач привела к образованию нового раздела механики жидкости и газа — аэротермодинамики. Отметим еще важное значение гидроаэродинамики и газодинамики в турбостроении и двигателестрое-НИИ, особенно в создании реактивных и ракетных двигателей. Проточные части гидротурбины, паровой и газовой турбин, реактивного двигателя, компрессора или насоса представляют собой сложные конструкции, состоящие из ряда неподвижных (направляющие аппараты) и подвижных (рабочие колеса) лопастных систем. При вращении рабочих колес составляющие их лопатки обтекаются с большими относительными скоростями водой, газом или паром. От правильного гидродинамического расчета формы профилей и конструкции лопаток рабочих колес зависит достижение требуемой мощности машины, ее высокого коэффициента полезного действия. Надо также уметь рассчитывать и лопастные направляющие аппараты водяной, воздушной или газовой 1урбины, улучшать и другие элементы проточной асти, от гидроаэродинамического совершенства которых зависит качество турбины в целом. [c.16]

В 1905—1906 гг, во Франции была построена газовая турбина с постоянным давлением сгорания, рассчитанная на мощность 400 л. с. при 4 250 об/мин. Температур. продуктов сгорания путем вярыска охлаждающей воды понижалась перед оплами турбины до 560" С Коэффициент полезного действия этого агрегата был еще очень низок — менее 3%, [c.477]

Предназначены для использования тепла отработавших в газовой турбине продуктов сгорания в целях подогрева циклового воздуха. Воздухоподогреватели иногда называются регенераторами. В воздухоподогревателях газовых турбин с открытым циклом происходит теплообмен между продуктами сгорания и цикловым воздухом, причем давление продуктов сгорания близко к атмосферному, а давление воздуха определяется напором, создаваемым осевым компрессором. Подогрев циклового воздуха повышает коэффициент полезного действия газотурбинной установки. Для газотурбинных установок типа ГТ-700-5 и ГТ-700-4 применяются пластинчатые воздухоподогреватели, где в качестве поверхности теплообмена используются профильные листы из аустенитной стали. Выштамповка листов образует каналы для прохода продуктов сгорания и волнообразную щель для йрохода циклового воздуха. [c.67]

Одним из перспективных является также газоохлаждаемый реактор По мнению иностранных специалистов, атомные газотурбинные установки, выполненные по одноконтурной схеме, должны быть на 20—25% легче АЭУ с реакторами водо-водя-ного типа. Параметры (не более 50—75 кГ см и 700—800° С) обеспечивают повышенные коэффициенты полезного действия теплового цикла энергетических установок. После тщательной отработки можно будет успешно применять в подводном кораблестроении одноконтурные АЭУ с высокотемпературными реакторами и газовыми турбинами. [c.211]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...