Головна

Оцінка термодинамічної можливості регенеративного використання теплоти відхідних газів в ГТУ

  1. F11.2 Можливості
  2. II. Соціально-економічна ситуація Карелії і оцінка конкурентоспроможності республіки
  3. PIMS оцінка і ефективності маркетингових стратегій
  4. Quot; Послухайте, хлопці, нам треба Заповнити щось броді анкеми rf вона називається «Оцінка
  5. SUMMARIZE R2 BY (Дисципліна, Оцінка) ADD COUNT AS Кількість
  6. SUMMARIZE R2 BY (Оцінка) ADD COUNT AS Кількість
  7. VII. Результати реалізації Стратегії та оцінка її ефективності

Регенеративне використання теплоти відхідних газів ГТУ дозволяє скоротити витрату паливного газу, є ефективним заходом ресурсозбереження і тому постійно привертає увагу.

Існує реальна термодинамічна можливість відносної економії паливного газу за рахунок регенерації тепла, для оцінки якої необхідно враховувати фактичні температурні режими.

Розглянемо блок - схему регенеративної ГТУ (рис. 4.5).

 ОК
 КС
 ГТ
Р
t4
t3
ti
t2
t1
 паливо


ОК - осьовий компресор;

Р - регенератор;

КС - камера згоряння;

ГТ - газова турбіна

Малюнок 4.5. Блок - схема регенеративної газотурбінної установки.

t1 - Температура повітря на вході в осьовий компресор; t2 - Температура повітря на виході з осьового компресора і вході в регенератор; ti - Температура на виході з регенератора; t3 - Температура продуктів згоряння на вході в газову турбіну; t4 - Температура відхідних газів.

Як видно, регенерація теплоти, що втрачається з газами, можлива лише в тому випадку, коли температура відхідних газів t4 (На виході з ТНД) перевищує температуру t2 повітря на виході з осьового компресора, тобто при виконанні умови:

(t4 - t2)> 0. (4.8)

Коефіцієнт регенерації ? характеризує частку повернутого тепла і визначається як безрозмірна величина відповідними перепадами температур:

 . (4.9)

Різниця температур (t4 - t2) Визначається термодинамічним розрахунком і залежить від ступеня підвищення тиску повітря ? в осьовому компресорі, температури t1 зовнішнього повітря на всмоктуванні ОК і повинна забезпечити необхідну температуру t3 продуктів згоряння перед газовою турбіною.

На рис. 4.6 представлені дійсні температури газів за компресором t2 і за газовою турбіною t4 .

Чим більше різниця температур (t4 - t2), Тим більше резерв тепла, частина якого можна використовувати. Тому для визначення ефекту від регенеративного підігріву циклового повітря вводиться так звана характеристика регенеративного використання тепла e1 ,

 , (4.10)

яка дозволяє виявити реальну можливість регенеративного використання тепла.

Величина характеристики регенеративного використання тепла може бути e1 > 1, що свідчить про наявність резерву теплоти і використовується в регенеративних ГТУ. якщо e1 << 1, то регенерація тепла неможлива.

Таким чином, щоб визначити можливість роботи ГТУ по регенеративній циклу, необхідно розрахувати величину e1, Яка повинна бути e1 >> 0 (табл. 4.3).

У табл. 4.3 наведені показники термодинамічних циклів ГТУ, експлуатованих на газопроводах, що дозволяють оцінити можливості регенеративного використання тепла для різних типів ГТУ.

Розгляд можливості регенеративного використання тепла відхідних газів ГТУ показує, що не завжди можна здійснити регенеративний цикл. Якщо температура t4 відхідних газів дорівнює температурі t2 на виході осьового компресора, то характеристика регенеративного використання тепла буде дорівнює "0":

.

величина ?1 може бути і негативною, як наприклад, у агрегату ГПУ - 16:

.

Слід зазначити, що регенерація тепла виключається з циклу ГПА, що мають високий ступінь стиснення повітря по осьового компресора (на


 Ступінь підвищення тиску ?

Малюнок 4.6 - Дійсні температури газів за компресором t2 (Штрихова лінія) і за газовою турбіною t4 (суцільна лінія)


Таблиця 4.3 - Можливості регенеративного використання тепла для різних типів газотурбінних установок

(Друкувати на розвороті сторінок)

 Паспортні показники ГТУ  Тип ГТУ
 ГТ-700-5  ГТК-5  ГТ-750-6  ГТ-6-750  ГТН-6  ГПА-Ц-6,3  ГТК-10-4  ГТНР-10
 1. Температура газів перед ТВД, 0С
 2. Температура газів за ТНД, 0С
 3. Температура повітря за осьовим компресором, 0С
 4. Характеристика регенерату-ного використання тепла ?1  1,35  1,35  1,02  0,52  0,52  0,38  1,07  1,17
 5. Розрахунково. температура повітря за регенератором при ? = 0,8, ti ,°С
 6. Можливий коефіцієнт регенерації ?рас при Т?= 50 ° С  0,84  0,84  0,82  0,72  0,72  0,56  0,84  0,85
 7. Питома потужність регенератора, Q / F1? Вт / м2  21,0  21,0  20,5  18,0  18,0  14,0  21,0  21,2

Продовження таблиці 4.3

 Паспортні показники ГТУ  Тип ГТУ
 ГТУ-10  ГПУ-16  ГТН-16  ГПА-Ц-16  ГТН-25-1  ГТН-25  Центавр  ГТН-10І  ГТН-25І
 1. Температура газів перед ТВД, 0С
 2. Температура газів за ТНД, 0С
 3. Температура повітря за осьовим компресором, 0С
 4. Характеристика регенерату-ного використання тепла ?1  0,132  -0,04  0,105  0,16  0,15  0,03  0,52  0,66  0,51
 5. Розрахункова температура повітря за регенератором при ? = 0,8, ti ,°С -
 6. Можливий коефіцієнт регенерації ?рас при Т?= 50 ° С  0,05 -  0,07  0,25  0,38 -  0,73  0,82  0,82
 7. Питома потужність регенератора, Q / F1? Вт / м2  1,25 -  1,75  6,25  9,5 -  18,25  20,5  19,5

рівні ? = 8 ... 16), а отже, і високу температуру на виході з осьового компресора, t2 = 330 ... 390 ° С (табл. 4.3).

Одночасно ці агрегати, природно, мають і низьку температуру за турбіною, на рівні 350 ... 400 ° С.

Мала різниця перепаду температур (t4 - t2) Визначає низьке значення характеристики регенеративного використання тепла, що практично виключає застосування регенераторів для підігріву циклового повітря, тому що рівень температури вихлопних газів в даному випадку, є недостатнім для регенерації тепла.

До таких агрегатів можна віднести наступні ГПА: ГПУ - 10; ГПУ - 16; ГТН - 16; ГПА - Ц - 16; ГТН - 25; ГТН - 25 - 1, а також нові газоперекачувальні агрегати типу "Урал" і "Уфа".

Характеристика регенеративного використання тепла не перевищує для даного ряду машин значення ?1 = 0,16, а для ГПУ - 16 стає навіть негативною: ?1 = -0,04.

В умовах компресорних станцій МГ, коли нагнітачі природного газу обладнані газотурбінними агрегатами як регенеративного типу, так і працюють без регенерації тепла, можливо удосконалення робочих циклів обох типів ГТУ в порядку:

- Переведення безрегенератівних ГТУ на роботу по регенеративній циклу;

- Заміни пластинчастих регенераторів більш ефективними регенераторами нового покоління.

 



Оцінка доцільності використання регенеративних ГТУ | Економія паливного газу за рахунок заміни регенераторів

Вплив сезонного чинника на енергетичні параметри МГ і витрата паливного газу | Причини нестабільності теплогідравлічних режимів МГ | Теплогідравлічний розрахунок експлуатаційних режимів магістральних газопроводів | Зміна температури газу по довжині газопроводу при експлуатації | Визначення коефіцієнта теплопередачі на основі диспетчерських даних | Визначення коефіцієнта гідравлічної ефективності Е | Вибір типу енергоприводів при реконструкції КС | Спільне використання газотурбінного і електричного приводів на магістральних газопроводах | Ефективне використання на КС агрегатів з різною одиничною потужністю | Повна реконструкція компресорних цехів |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати