Details

Целью данной работы является проектирование газотурбинной установки мощностью 25МВт на основе прототипа ГТУ-25П. Задачи, которые были решены в ходе работы: 1.Расчет тепловой схемы, на основании результатов которого выбирается степень повышения давления в компрессоре и температура на входе в турбину; 2.Приближенный расчет компрессоров низкого давления и высокого давления; 3.Приближенный расчет камеры сгорания с получением ее геометрических размеров и экологических характеристик; 4.Приближенный расчет турбин низкого, высокого давления и газодинамический расчет силовой турбины, построение трехмерной модели рабочей лопатки и диска последней ступени силовой турбины; 5.Прочностной расчет элементов силовой турбины; 6.Обеспечение вибрационной надежности ротора. В процессе исследования проведен анализ воздействия изменений параметров газотурбинной установки на ее эксплуатационные показатели. На основе полученных данных определены геометрические размеры и характеристики основных узлов, включая компрессор, камеру сгорания и турбину. Далее выполнено моделирование и прочностной расчет рабочих лопаток последней ступени силовой турбины, ее диска, а также ротора. Кроме того, разработан чертеж продольного разреза газотурбинной установки.

The purpose of this work is to design a gas turbine unit with a capacity of 25 MW based on the prototype GTU-25P. Tasks that were solved during the work: 1. Calculation of the thermal scheme, based on the results of which the degree of pressure increase in the compressor and the temperature at the turbine inlet are selected; 2. Approximate calculation of low-pressure and high-pressure compressors; 3. Approximate calculation of the combustion chamber to obtain its geometric dimensions and environmental characteristics; 4. Approximate calculation of low-pressure and high-pressure turbines and gas-dynamic calculation of a power turbine, construction of a three-dimensional model of the working blade and disk of the last stage of the power turbine; 5.Strength calculation of power turbine elements; 6.Ensuring the vibration reliability of the rotor. In the course of the study, the impact of changes in the parameters of a gas turbine installation on its operational performance was analyzed. Based on the data obtained, the geometric dimensions and characteristics of the main components, including the compressor, combustion chamber and turbine, are determined. Next, modeling and strength calculation of the working blades of the last stage of the power turbine, its disk, and the rotor were performed. In addition, a drawing of the longitudinal section of the gas turbine unit has been developed.

• ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1 Расчет тепловой схемы газотурбинной установки
  • 1.1 Исходные данные
  • 1.2 Схема установки
  • 1.3 Методы и пример расчёта параметров рабочего процесса.
    • 1.3.1 Пример расчета тепловой схемы без рекуперации
  • 1.4 Результаты вариантного расчета в программе A2GTP.
• 2 Приближенный расчет компрессора
  • 2.1 Приближенный расчет КНД
    • 2.1.1 Исходные данные:
    • 2.1.2 Расчет КНД
  • 2.2 Приближенный расчет КВД
    • 2.1.1 Исходные данные
    • 2.1.2 Расчет КВД
• 3 Приближенный расчет турбины
  • 3.1 Расчет турбины высокого давления
    • 3.1.1Исходные данные
    • 3.1.2 Расчет ТВД
  • 3.2 Расчет ТНД
    • 3.2.1Исходные данные
    • 3.2.2 Расчет ТНД
  • 3.3 Расчет СТ
    • 3.3.1 Исходные данные
    • 3.3.2 Расчет
    • 3.3.3 Профилирование меридианных обводов проточной части СТ
    • 3.3.4 Расчет турбины по среднему диаметру
    • 3.3.5 Расчет закрутки потока
    • 3.3.6 Проектирование рабочего колеса последней ступени
    • 3.3.7 Построение хвостовика
    • 3.3.8 Проектирование диска рабочего колеса
    • 3.3.9 Предварительный расчет рабочего колеса на прочность
    • 3.3.10 Проектирование направляющего аппарата последней ступени
    • 3.3.11 Построение хвостовика
    • 3.3.12 Определение интегральных характеристик последней ступени
• 4 Расчет камеры сгорания
  • 4.1 Исходные данные
  • 4.2 Расчёт размеров прямоточной кольцевой камеры сгорания
  • 4.3 Химия
  • 4.4 Расчет завихрителя
• 5 Прочностной расчет элементов ротора СТ
  • 5.1 Исходные данные
  • 5.2 Расчёт на прочность
    • 5.2.1 Прочностной расчёт рабочей лопатки
    • 5.2.2 Прочностной расчёт рабочего колеса
    • 5.2.3 Расчёт вибропрочности рабочей лопатки
  • 5.3 Расчёт вибропрочности ротора силовой турбины
• 6 Классификация теплообменных аппаратов
  • 6.1 Классификация теплообменников по признакам
  • 6.2 Конфигурация поверхностей теплообмена
    • 6.2.1 Гладкотрубная поверхность теплообмена
    • 6.2.2 Трубчато-ребристая поверхность теплообмена
    • 6.2.3 Пластинчатая поверхность теплообмена
    • 6.2.4 Пластинчато-ребристая поверхность теплообмена
  • 6.3 Регенераторы ГТУ
    • 6.3.1 Трубчатый регенератор
    • 6.3.2 Пластинчатый регенератор
    • 6.3.3 Влияние регенератора на эффективность ГТУ
• Заключение
• список использованных источников
• ПРИЛОЖЕНИЕ А
• ПРИЛОЖЕНИЕ Б
• ПРИЛОЖЕНИЕ В
• ПРИЛОЖЕНИЕ Г
• ПРИЛОЖЕНИЕ Д
• ПРИЛОЖЕНИЕ Е