Воздухоподогреватель газотурбинной цикла

В последнее время в качестве теплового двигателя начинают все больше применять газотурбинные установки. Использование подогретого воздуха в газотурбинных установках является одним из условий повышения их экономичности, так как в этом случае имеется возможность осуществлять цикл с регенерацией тепла отходящих газов. Известно, что регенерация теплоты в газотурбинных установках производится в регенераторах — воздухоподогревателях. Использование воздухоподогревателей в газотурбинных установках сопряжено с большими трудностями из-за большой их массы и габаритов. Нередко на долю такого воздухоподогревателя приходится половина массы всей установки. [c.8]

В настоящее время промышленное применение имеют газовые турбины с горением при постоянном давлении, работающие по открытому циклу, т. е. с забором наружного воздуха и сбросом отработавших продуктов горения (газа) в атмосферу. На фиг. 6 показаны различные схемы газотурбинных установок, включающие ряд теплообменных аппаратов. В установке, показанной нафиг. 6, а, единственным теплообменником является воздухоподогреватель (регенератор) 5, в котором при помощи тепла отходящих газов производится подогрев сжатого в компрессоре 4 воздуха. Затем охлажденные газы идут на выхлоп ( открытая схема), а подогретый воздух поступает в камеру сгорания 2, куда топливным насосом 1 (при жидком топливе) или газовым компрессором (при газообразном) подается топливо. Из камеры сгорания горячие газы поступают в турбину 5, где производят механическую работу, расширяясь до давления выхлопа.Наличие воздухоподогревателя существенно увеличивает к. п. д. установки с 22—23 до 25—27%. [c.17]

Основное достоинство регенеративных воздухоподогревателей обусловливается возможностью резкого уменьшения эквивалентного диаметра каналов, благодаря чему достигается значительное уменьшение объема аппарата. Поскольку через каналы, расположенные рядом, проходит один и тот же теплоноситель, нет надобности герметизировать отдельные каналы, и в качестве набивки можно применять даже проволочную сетку. Основным недостатком вращающегося регенеративного воздухоподогревателя, препятствующим пока его применению в газотурбинных установках, является протечка воздуха (большее давление) в отходящие газы. Аналогичное явление получается и при использовании вращающихся воздухоподогревателей в котельных установках, но там разность давлений обоих теплоносителей значительно меньше, чем в газотурбинной установке. Влияние протечек воздуха на к. п. д. цикла иллюстрируется фиг. 60. Например, 3%-ная протечка воздуха эквивалентна понижению степени регенерации с 0,80 до 0,71. Протечки воздуха обусловливаются двумя причинами. Во-первых, когда секция набивки, заполненная воздухом, при вращении ротора приключается к газовому тракту, происходит протечка этого воздуха. Эта утечка сравнительно невелика (до 1%) и может быть подсчитана при конструировании аппарата. Во-вторых, утечка через стыки неподвижных трубопроводов с ротором аппарата. Она зависит от конструкции и материалов уплотняющих устройств и может достигать значительных величин. Следует также учесть, что ротор воздухоподогревателя, проходя из газового тракта в воздушный (и наоборот), подвергается попеременно резким изменениям температуры, а также разным давлениям обоих теплоносителей. [c.142]

Рис. 61. Газотурбинная установка замкнутого цикла, а — воздухонагреватель (воздушный котел) Ь — топка с — воздухоподогреватель й — газовая турбина е — регенератор / — охладитель — компрессор й — электрогенератор.

В простом открытом газотурбинном цикле камера сгорания с псевдоожиженным слоем под давлением работает как контактный воздухоподогреватель. Часть воздуха после компрессора поступает для сжигания топлива, а остальная часть подмешивается к продуктам сгорания с целью поддержания определенной температуры стенок камеры и температуры горячего газа, подаваемого в газовую турбину. Возможны н другие конструктивные и схемные решения. На рис. 1.6 показана схема ГТУ, оснащенной топочным устройством с псевдоожиженным слоем под давлением. Особенностью данной схемы является подача 1/3 воздуха после компрессора для псевдоожижения слоя, в то время как остальные 2/3 поступают в змеевики, погруженные в слой. Благодаря этому значительно уменьшается количество газов, которые необходи. МО очищать от твердых частиц. Кроме того, такое решение позволяет использовать обычную газовую турбину с [c.16]

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]

Газотурбинная установка, работающая по замкнутому циклу, схематически изображена на рис. 61. Здесь а представляет собой воздушный котел с топкой Ь и воздухоподогревателем с. В воздушном котле рабочий воздух, циркули-рующий в замкнутом цикле, подогревается, далее он совершает работу в газовой турбине с , отдает часть остаточного тепла в регенеративном теплообменнике е, подогревая воздух, поступающий из компрессора, и наконец, охлаждается в воздушном хладителе / до возможно более низкой температуры. Далее воздух поступает в компрессор где сжимается до высокого давления, подогревается в регенеративном теплообменнике и затем поступает в воздушный котел. На рис. 62 изображена Т, 5-диаграмма описанного цикла с максимальным давлением рабочего тела 24 ат и минимальным 6 ат. Линия АВ соответствует подводу тепла в котле, а ВС — расширению в турбине. Вдоль линии СО происходит отвод тепла в регенеративном теплообменнике е линия ОЕ соответствует охлаждению в водяном охлади- [c.116]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...