Details

Целью данной работы является проектирование и расчет газотурбинной установки мощностью 15 МВт, а также ее оптимизация. В качестве прототипа используется установка ПС-90ГП-2. В ходе выполнения работы проводится расчет тепловой схемы, на основании полученных данных определяется оптимальная степень повышения давления в компрессоре. Проводится исследования для выбора оптимального количества ступеней силовой ( свободной) турбины. Проводится приближенный расчет осевого компрессора, определяется оптимальное количество ступеней компрессора. Осуществляется расчет прямоточной кольцевой камеры сгорания, характеристики рабочего процесса камеры сгорания, а также проектируется завихритель фронтового устройства пламенной трубы. Производится газодинамический расчет турбины компрессора, силовой турбины, с целью получения геометрических размеров проточной части, а также расчет закрутки потока в последней ступени силовой турбины, приближенный расчет диффузора, определяется КПД и мощности ступеней турбины при помощи программного пакета Microsoft Office. На основании полученных данных строятся треугольники скоростей рассматриваемой ступени и производится моделирование рабочей лопатки. На базе всех вычислений разрабатывается чертеж продольного разреза ГТУ. Далее выполняется расчет на прочность элементов конструкции (рабочей лопатки, хвостового крепления, диска и ротора), при помощи программного пакета Ansys Workbench, MathCAD и SolidWorks с последующим выбором материала. По результатам расчета строятся соответствующие диаграммы. В конце работы делается заключение.

The aim of this work is the design and calculation of a gas turbine unit with a capacity of 15 MW, as well as its optimization. As a prototype, the PS-90GP-2 installation is used. In the course of the work, the calculation of the thermal circuit is carried out, based on the data obtained, the optimal degree of pressure increase in the compressor is determined. Research is being conducted to select the optimal number of stages of a power (free) turbine. An approximate calculation of the axial compressor is carried out, the optimal number of compressor stages is determined. The direct-flow annular combustion chamber is calculated, the characteristics of the working process of the combustion chamber are calculated, and the swirler of the front device of the flame tube is also being designed. A gas-dynamic calculation of the compressor turbine, power turbine is carried out, in order to obtain the geometric dimensions of the flow part, as well as calculation of the flow swirl in the last stage of the power turbine, an approximate calculation of the diffuser is determined by the efficiency and power of the turbine stages using the Microsoft Office software package. Based on the data obtained, the triangles of the speeds of the stage in question are constructed and the working blade is simulated. Based on all the calculations, a drawing of a longitudinal section of a gas turbine is being developed. Further, the strength calculation of structural elements (working blade, tail mount, disc, and rotor) is performed using the Ansys Workbench, MathCAD and SolidWorks software package, followed by material selection. According to the calculation results, the corresponding diagrams are built. At the end of the work, a conclusion is made.