В связи с техническими проблемами и сложностями, тема данной выпускной квалификационной работы отличается от официальной, прописанной в приказе («Газотурбинная установка с эффективной мощностью 8МВт»). Целью данной работы является проектирование газотурбинной установки мощностью 8 МВт на основе ранее разработанной газотурбинной установки НК-16СТ. В данной работе производятся расчет тепловой схемы, приближенный расчет компрессора низкого давления (КНД) и компрессора высокого давления (КВД), расчет камеры сгорания (КС) с получением ее геометрических размеров и характеристик рабочего процесса, подробный газодинамический расчет проточной части турбины высокого давления (ТВД), турбины низкого давления (ТНД) и силовой турбины (СТ) с получением геометрических размеров проточной части, расчеты закрутки потока в последней ступени СТ, на основании которых строятся треугольники скоростей данной ступени в различных сечениях и производится моделирование лопатки, расчеты на прочность роторных элементов последней ступени СТ в программе ANSYS.

Due to technical problems and difficulties, the theme of this diploma work differs from the official one ("Gas turbine unit with an effective capacity of 8 MW "). The objective of this work is to design a 8 MW gas turbine plant based on the previously developed NK-16ST gas turbine plant. During this work, calculations of the thermal scheme, the approximate calculation of a low-pressure compressor (LPC) and a high-pressure compressor (HPC), the calculation of the combustion chamber (CC), a detailed gas-dynamic calculation of the flow path of a high-pressure turbine (HPT), a low-pressure turbine (LPT) and a power turbine (PT) in order to obtain the geometric dimensions of the flow-through part, calculations of the flow swirling in the last stage of the PT, on the basis of the results of which the velocity triangles of the considered stage are constructed in various sections and the blade is modeled, calculations for the strength of the rotor elements of the last stage of the PT are performed in the software package ANSYS.

• Введение
• 1 Тепловой цикл газотурбинной установки
• 1.1 Исходные данные для расчета газотурбинной установки
• 1.2 Методы и пример расчета параметров рабочего процесса в характерных сечениях проточной части ГТУ. Определение основных характеристик ГТУ
• 1.3 Расчет теплового цикла газотурбинной установки на ЭВМ
  • 1.4 Обоснование выбора степени повышения давления в компрессоре ,𝝅-к-∗. и начальной температуры газа перед турбиной ,𝑻-𝟑-∗.
• 2 Осевой компрессор
• 2.1 Определение газодинамических характеристик и геометрических параметров компрессора низкого давления
• 2.1.1 Исходные данные для расчета компрессора низкого давления
• 2.1.2 Приближенный расчет компрессора низкого давления
• 2.2 Определение газодинамических характеристик и геометрических параметров компрессора высокого давления
• 2.2.1 Исходные данные для расчёта компрессора высокого давления
• 2.2.2 Приближенный расчет компрессора высокого давления
• 3 Камера сгорания газотурбинного двигателя
• 3.1 Исходные данные для расчета
• 3.2 Расчет размеров камеры сгорания
• 3.3 Расчет характеристик рабочего процесса камеры сгорания
  • 3.3.1 Расчет индексов эмиссии загрязняющих атмосферу веществ
  • 3.3.2 Расчет параметров горения
• 3.4 Проектирование завихрителя фронтового устройства пламенной трубы
• 4 Осевая турбина
• 4.1 Расчет турбины высокого давления
  • 4.1.1 Исходные данные для расчета турбины высокого давления
  • 4.1.2 Предварительный расчет турбины высокого давления
  • 4.2 Расчет турбины низкого давления
  • 4.2.1 Исходные данные для расчета турбины низкого давления
  • 4.2.2 Предварительный расчет турбины низкого давления
  • 4.3 Расчет силовой турбины
  • 4.3.1 Исходные данные для расчета силовой турбины
  • 4.3.2 Предварительный расчет силовой турбины
  • 4.4 Профилирование проточной части силовой турбины
  • 4.5 Поступенчатый расчет силовой турбины по корневому диаметру
  • 4.6 Определение КПД и мощности ступеней турбины
  • 4.7 Расчет закрутки потока последней ступени силовой турбины
  • 4.8 Определение величины относительного шага рабочего аппарата и количества лопаток последней ступени силовой турбины
• 5 Прочностной расчет
  • 5.1 Расчет на прочность рабочей лопатки силовой турбины
  • 5.1.1 Расчет напряжений растяжения в ANSYS
  • 5.1.2 Расчет напряжений изгиба от газодинамической нагрузки
  • 5.1.3 Определение запасов прочности лопатки и выбор материала
  • 5.1.4 Прочностной расчет хвостовика рабочей лопатки
  • 5.1.5 Расчет собственных частот рабочей лопатки
  • 5.2 Расчет на прочность диска последней ступени турбины
  • 5.2.1 Выбор материала и определение запасов прочности диска
  • 5.3 Расчет ротора силовой турбины
• 6 Конструкция газотурбинной установки
  • 6.1 Назначение и описание установки
  • 6.2 Основной принцип работы установки
  • 6.3 Компрессор
  • 6.3.1 Компрессор низкого давления (КНД)
  • 6.3.2 Компрессор высокого давления (КВД)
  • 6.4 Камера сгорания
  • 6.5 Турбина газогенератора
  • 6.6 Силовая турбина
  • 6.7 Подшипники
  • 6.8 Защита проточной части от паров масла
  • 6.9 Лабиринтовые уплотнения
  • 6.10 Помпаж
  • 6.11 Основные моменты пуска
  • 6.12 Мощностная характеристика
  • 6.13 Модели НК-16СТ
• 7 Использование водородного топлива в НК-16Ст
  • 7.1 Технические аспекты использования водородного топлива в газотурбинных установках
  • 7.1.1 Топливная система
  • 7.1.2 Изменения в конструкции турбины
  • 7.1.3 Меры безопасности
  • 7.2 Экологические и экономические преимущества использования водородного топлива в газотурбинных установках
  • 7.2.1 Сокращение выбросов вредных веществ
  • 7.2.2 Снижение эксплуатационных расходов
  • 7.2.3 Увеличение эффективности работы
• Заключение
• Приложение А