Детальная информация

Целью данной работы является проектирование и расчет газотурбинной установки мощностью 25,6 МВт, прототипом которой является ГТУ ПС-90ГП-2. ГТУ служит для привода компрессора и электрогенераторов, входящих в состав газотурбинных газоперекачивающих агрегатов и энергетических установок. В данной работе определены основные параметры ГТУ ПС-90ГП-2, а также параметры рабочего процесса в характерных сечениях проточной части ГТУ. В работе представлено описание установки и некоторые особенности ее конструкции. Проделан расчет тепловой схемы, приближенный расчет компрессора, расчет камеры сгорания. Также выполнен подробный газодинамический расчет проточной части турбины компрессора и силовой турбины, с целью получения геометрических размеров проточной части установки. Реализован расчет закрутки потока в последней ступени силовой турбины, на основании результатов которого строятся треугольники скоростей, и производится моделирование профиля рабочей лопатки. Так же смоделированы конструкции диска и ротора силовой турбины. На основании всех вышеперечисленных вычислений разрабатывается чертеж продольного разреза ГТУ. Выполняется расчет на прочность ротора, диска и рабочей лопатки последней ступени силовой турбины, при помощи программного пакета Ansys Workbench и MathCAD с последующим выбором материала, для проверки вибронадежности данных элементов. По результатам расчета строятся и анализируются вибрационные диаграммы. Рассматривается применяемость органического цикла Ренкина на ГТУ. В конце работы, на основе анализа всех глав, делается заключение.

The purpose of this work is to design and calculate a gas turbine unit with a capacity of 25,6 MW, the prototype of which is GTU PS-90GP-2. GTU is used to drive compressors and electric generators that are part of gas turbine gas pumping units and power plants. This paper defines the main parameters of the PS-90GP-2 GTU, as well as the parameters of the workflow in the characteristic sections of the flow part of the GTU. This paper describes the installation and some features of it’s design. The calculation of the thermal circuit, approximate calculation of the compressor, and calculation of the combustion chamber are performed. Detailed gas-dynamic calculation of the flow section of the compressor turbine and power turbine is also performed in order to obtain the geometric dimensions of the flow section of the installation. The calculation of the flow twisting in the last stage of the power turbine is performed, based on the results of which speed triangles are constructed and the profile of the rotor blades is modeled. The designs of the disk and rotor of a power turbine are also modeled. Based on all the above calculations, a drawing of the longitudinal section of the GTU was developed. The strength of the rotor, disk and blade of the rotor of the last stage of a power turbine is calculated using the Ansys Workbench and MathCAD software package, followed by the selection of material to test the vibration stability of these elements. Based on the results of calculations were constructed and analyzed vibration diagrams. The application of the organic Rankine cycle in GTU is considered. At the end of the work, based on the analysis of all the chapters, a conclusion is made.