Введение 3
Глава 1. Обзор научно-технической и патентной литературы 5
1.1 Обзор патентной литературы 5
1.2 Обзор научно-технической литературы 12
1.2.1 Оборудование и схема ГТУ 15
1.2.2 Осевые компрессоры энергетических газотурбинных установок
1.2.3 Камеры сгорания энергетических ГТУ 20
1.2.4 Вспомогательные системы и механизмы 23
1.2.5 Котлы-утилизаторы 26
1.3 Выбор основных узлов установки 29
1.4 Пути решения проблем, связанных с эксплуатацией ГТУ 31
Глава 2. Расчетная часть 33
2.1. Тепловой расчет ГТУ 33
2.2 Проектирование котла-утилизатора водогрейного 45
2.2.1 Определение эскизной площади поверхности теплообмена 45
2.2.2 Определение основных конструктивных размеров котла- утилизатора
2.2.3 Расчет площади поверхности теплообмена 48
2.2.4. Определение коэффициента теплопередачи 50
2.3. Расчет и подбор сетевого подогревателя 52
2.4. Экономическая часть 54
2.4.1. Затраты на топливо 54
2.4.2. Амортизационные отчисление 56
2.4.3. Расход по ремонтному обслуживанию 56
2.4.4. Калькуляция себестоимости тепловой и электрической энергии
Заключение 58
Список используемой литературы 59
ПРИЛОЖЕНИЕ А. График зависимости КПД и полезной работы от степени повышения давления 61
ПРИЛОЖЕНИЕ Б.Графики зависимости удельных расходов топлива и воздуха от степени
повышения давления 62
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Графики зависимости КПД и удельного расхода топлива от температуры наружного воздуха 63
С развитием и накоплением технологий в эксплуатации и проектирование газовых турбин, а так же с началом использования в 40-50 годах 20 века газотурбинных двигателей в авиации и морского флота стало возможным создание относительно компактных и мощных газотурбинных установок.
В настоящие время газотурбинные установки широко используются в энергетики. В последние время значительный интерес представляет использования авиационных турбореактивных двигателей с последующей их переработкой с целью использования в энергетике. Это связанно с тем что они имеют ряд преимуществ:
- малая стоимость установки;
- небольшие размеры;
- небольшая масса, что в значительной степени упрощает проведение ремонтных работ. Возможна замена целых блоков установки;
- высокая приемистость - время запуска не превышает 2-10 минут, что особенно важно в пиковые периоды работы;
- хорошая приспособленность для дистанционного управления;
Все эти особенности переделанных авиационных ГТУ позволяют создать мобильную передвижную газотурбинную электростанцию. Основной задачей такой станции является работа в качестве временного источника дополнительной мощности. Передвижные станции используются в районах, удаленных от централизованного снабжения энергией - при сооружение гидротехнических устройств, постройке шахт, бурению скважин.
При возникновение чрезвычайных ситуаций возможна переброска на место требования и быстрое, подключение и пуск установки.
На сегодняшний день одними из самых крупных производителей газовых турбин в том числе и передвижных установок являются:
Solar Turbines - Caterpillar
General Electric
Rolls-Royce
Pratt & Whitney
На отечественном рынке так же имеются производители газотурбинных установок:
ОАО «Пермский Моторный Завод» - ОАО "Авиадвигатель", Пермь
ОАО «ОДК-Газовые турбины»
ФГУП "НПЦ газотурбостроения "САЛЮТ" филиал «Омское моторостроительное объединение им. П.И. Баранова» ОАО "КМПО", Казань ОАО "Кузнецов" и др....
У большинства производителей имеются необходимые газотурбинные установки для возможности из использования в мобильной передвижной газотурбиной станции.
Возможности таких установок могут существенно помочь в освоение Сибири, Дальнего Востока, заполярья. Так же такие установки используется для строительства более мощные станций.
Цель работы заключается в проектировке мобильной газотурбинной станции.
Задачи, которые необходимо решить при проектировке следующие:
Выбор и расчет ГТД;
Расчет котла утилизатора водогрейного;
Транспортировка станции.
В ходе выполнение дипломной работы произведены следующие расчеты:
-тепловой расчет ГТУ;
-расчет котла-утилизатора;
-подбор сетевого подогревателя;
-расчет себестоимости, выработанной тепловой/электрической
энергии.
В результате теплового расчета ГТУ рассчитана температура исходящих газов Т4=866 К необходимая для расчета котла утилизатора. Так же в результате расчета построены графики зависимости основных показатели ГТУ от степени сжатия газа и от температуры окружающей среды (см. приложение А-В).
В результате расчета котла-утилизатора определенны основные технические и габаритные характеристики. На основание расчета произведен подбор сетевых подогревателей для подогрева сетевой воды.
По итогу экономического расчета была определена стоимость тепловой и электрической энергии по ценам за газ на 2017 год. Цена на электрическую энергию составила 8.3 руб./кВт*ч, а на тепловую 3000 руб. /Гкал. КПД установки при комбинированном цикле (использование котла- утилизатора водогрейного) составил 75,5%.
Для транспортировки установки будет использоваться полуприцеп ООО «Компания «СПЕЦПРИЦЕП» модель 9942L7 грузоподъёмностью 85 тонн.
