03 Obiegi gazowe PMCW semIII inż k

background image

Obiegi turbin gazowych

1. Rys historyczny okrętowych turbin gazowych;
2. Obieg Braytona;

2. Obieg Braytona;
3. Obieg rzeczywisty otwarty prosty;
4 Obi

j

4. Obieg z regeneracją;
5. Obieg z chłodzeniem międzystopniowym;
6. Obieg z sekwencyjnymi komorami spalania;
7 Obiegi zamknięte turbin gazowych;

7. Obiegi zamknięte turbin gazowych;
8. Przykłady siłowni z turbinami gazowymi.

background image

Rys historyczny okrętowych turbin gazowych

W Wielkiej Brytanii w 1947 roku pierwszy raz

j

y

p

y

zastosowano turbinę gazową GATRIC firmy Metropolitan

Vickers o mocy 1870kW i sprawności 12.8% do napędu

głównego kutra torpedowego.

Turbina firmy British Thomson mocy 880kW

Natomiast

w

1951

roku

na

tankowcu

Auris

zainstalowano turbinę z regeneracją firmy British

Thomson mocy 880kW o sprawności 20.1%.

W późnych latach 60-tych turbina gazowa była

stosowana na statkach Ro-Ro, promach pasażerskich,

tankowcach LNG, poduszkowcach czy szybkich jachtach.

Najczęściej stosowaną jest turbina General Electric

LM2500. Inne stosowane często turbozespoły to LM100,

LM300, LM1500, FT4, Gnome, Olympus czy rosyjskie

k

t k j GTU M2 GTU M3 GTKI GTG 1 itd M ż

konstrukcje GTU M2, GTU M3, GTKI, GTG-1 itd. Można

przypuszczać, że około 1000 światowych okrętów

wojennych jest wyposażonych w ponad 2500 turbin

gazowych.

g

y

background image

Zubr -

poduszkowiec

background image

Aquastrada

- typ szybkiego jachtu

background image

Passenger

– prom samochodowy

background image

Przykład szybkiego statku transatlantyckiego

background image

Invincible

- klasa Brytyjskiego lotniskowca

background image

Bora

- klasa Rosyjskiej korwetty

background image

Asagiri

– Japański niszczyciel

background image

Perry

- Amerykańska fregata

background image

Obieg Braytona

background image

Obiegi turbin gazowych

Komora spalania

pierścieniowa

Dyfuzor

Dyfuzor

wylotowy

background image

Czynnik w obiegu

dT

T

h

T

)

(

2

dT

T

c

h

T

p

)

(

1

T

c

h

T

|

2

T

c

h

T

p

|

1

T

c

h

p

dT

T

c

c

T

T

p

T

T

p

)

(

0

0

|

0

dt

t

c

t

t

c

t

t

p

t

t

p

)

(

1

2

2

1

2

1

|

l

m

t

1

2

1

pow

pal

m

m

068

,

0

ST

023

,

0

016

,

0

TG

6

3

TG

ST

Temperatura spalania 1800-2000

C (dla TG~1450

C)

=3÷6

TG

Temperatura spalania 1800 2000 C (dla TG 1450 C)

3 6

background image

1

2

1

2

T

T

h

h

T

T

c

h

h

l

Elementy turbozespołów gazowych – sprężarka

1

2

1

2

1

2

1

2

T

T

T

T

h

h

h

h

s

s

K

1

2

1

2

T

T

c

h

h

l

pK

K





2

p

1

2

1

2

1

T

T

T

T

T

T

h

h

s

s





1

2

p

p

K

1

2

p

p

p

K

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

T

T

T

T

T

T

h

h

s

K

s

s

K

1

1

1

2

T

T

T

T

l

s

K

1





1

1

2

1

1

2

T

T

c

T

T

c

l

s

pK

K

s

pK

K

K

1

K

Sprężarka

(cieplna

maszyna

wirnikowa)

urządzenie do sprężania

ik

b

t

K

p

p

T

T

s

1

2

1

2









1

1

1

2

1

K

p

p

T

c

l

pK

K

K

czynnika roboczego zatem
podnoszenie

jego

ciśnienia.

Czynnikiem

ściśliwym jest gaz.

y j

g

background image

l

ł

tki ki

i

Elementy turbozespołów gazowych – sprężarka

wlot

łopatki wirnikowe

Wał napędowy

łopatki kierownicze

Kołnierze przyłączeniowe

Dodatkowe
napędy

Kołnierze przyłączeniowe
Komór spalania

background image

Elementy turbozespołów gazowych – sprężarka

background image

Elementy turbozespołów gazowych – komora spalania

m

pal

η

KS

Bilans KS

h

pal

*m

pal

W

d

*m

pal

η

KS

3

2

2

2

)

(

h

m

m

W

m

h

m

pal

KS

d

pal

KS

h

2

h

3

m

2

m

3

KS

2

3

2

3

3

2

3

2

h

W

h

h

m

m

KS

d

pal

h

pal

*m

pal

<<W

d

*m

pal

pomijamy

T

c

T

c

pK

pKS

2

3

T

c

W

pKS

KS

d

background image

El

b

łó

h k

l i

Elementy turbozespołów gazowych – komora spalania

background image

Elementy turbozespołów gazowych – komora spalania

background image

Elementy turbozespołów gazowych – komora spalania

background image

Elementy turbozespołów gazowych – komora spalania

background image

Podstawy Maszyn Cieplnych Okrętowych, Semestr III studia inżynierskie

El

t t b

łó

h t bi

T

T

h

h

Elementy turbozespołów gazowych – turbina gazowa

T

ekspansja

s

s

T

T

T

T

T

h

h

h

h

4

3

4

3

4

3

4

3

4

3

4

3

T

T

c

h

h

l

pT

T

p

3

3

T

3

3

s

T

s

s

T

T

T

T

T

T

T

T

T

h

h

h

h

4

3

4

3

4

3

4

3

4

3

4

3

p

4

4

N

e

TG





3

4

3

4

3

1

T

T

T

c

T

T

c

l

s

pT

T

s

pT

T

T

p

4

4

4
s

4

4

T

T

p

p

T

T

s

 1

3

4

3

4









T

T

p

p

T

c

l

pT

T

T

1

3

4

3

1

s

4

Turbina

gazowa

(cieplna

maszyna

wirnikowa) urządzenie do zamiany energii

potencjalnej czynnika na pracę mechaniczną.





4

3

p

p

T





T

T

T

pT

T

T

T

c

l

1

3

1

1

Marian Piwowarski,

p.131A,

tel:(347) 22-35,

piwom@pg.gda.pl

Czynnikiem ściśliwym jest gaz.

background image

Elementy turbozespołów gazowych – turbina gazowa

background image

Elementy turbozespołów gazowych – turbina gazowa

background image

Turbozespół gazowy w całości

K

T

m

TG

l

m

l

m

Ne

2

3

- moc efektywna

d

pal

W

m

Q

1

- strumień ciepła doprowadzonego

K

T

m

TG

2

3

f

y

KS

h

m

h

m

Q

1

2

2

3

3

1

d

pal

W

m

Q

1

p

p

g

- z bilansu KS

- sprawność

efektywna

d

pal

TG

TG

TG

W

m

Ne

Q

Ne

e

1

f

y

d

pal

Q

1

K

m

T

TG

eTG

j

l

l

m

m

m

Ne

l

N

2

3

2

- moc jednostkowa

...

1

1

1

1

1

1

1

1

2

2

3

1

3

4

1

3

1

2

2

2

3

3

2

3









K

K

T

T

p

p

c

m

m

p

p

T

T

c

h

h

m

h

h

m

l

m

l

m

e

pK

K

pT

T

m

KS

m

K

T

m

TG

...

1

1

1

1

1

1

2

1

3

2

3

2

2

3

3

2

2

3

3





K

K

p

p

c

T

T

c

m

m

h

m

h

m

h

m

h

m

e

pK

K

pKS

KS

KS

KS

TG









1

1

1

1

1

2

3

1

1

3

K

K

T

T

K

pK

K

T

pT

T

m

KS

TG

c

m

m

T

T

c

e





1

1

1

1

3

2

3

K

K

K

pK

K

pKS

KS

TG

c

T

T

c

m

m

e

background image

T b

ół

ł ś i

Turbozespół gazowy w całości

background image

T b

ół

ł ś i

Turbozespół gazowy w całości

background image

W ł

ż

ść i

j d

tk

bi

Wpływ sprężu na sprawność i moc jednostkową obiegu

background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image

Regeneracyjny podgrzew powietrza dolotowego do KS

T

rzecz

R

Stopień regeneracji

max

T

R

T

T

2

4

2

5

T

T

T

T

R

85

,

0

75

,

0

R

9

,

0

R

dla obiegów zamkniętych

background image
background image

Regeneracyjny podgrzew powietrza dolotowego do KS

Zmienia się kierunek wzrostu sprężu

ę

p ę

Maleje praca jednostkowa
Większe zapotrzebowanie powietrza

background image
background image
background image
background image

Zbliża się do obiegu idealnego Ericcsona gazowego

background image

Powietrze chłodzące

background image

%

]

Regeneracyjny

podgrzew i

m

iczna [

%

Regeneracyjny

podgrzew

p

g

chłodzenie

Porównanie
sprawności

rmodyna

m

Obieg z

chłodzeniem

p

obiegów
gazowych

w

no

ść

te

r

Obieg prosty

g

y

Spra

w

Punkt projektowy

Spręż

background image

Stale krąży ten sam czynnik w

Obiegi zamknięte

ą y

y

obiegu

WT - wysokotemperaturowy

wymiennik ciepła nagrzewacz;

wymiennik ciepła-nagrzewacz;

NT – niskotemperaturowy

wymiennik – chłodnica;

a, b – zawory.

Zaworami a i b można zmieniać ilość czynnika w obiegu a tym samym ciśnienie. Upuszczając

ciśnienie przed kompresorem zmniejszamy ciśnienie do p < p przy stałych obrotach przy

ciśnienie przed kompresorem zmniejszamy ciśnienie do p

1’

< p

1

, przy stałych obrotach, przy

takim samym sprężu oraz przy stałej temperaturze. Wykres przesunie się w prawo ale będzie

taki sam jak przy obciążeniu nominalnym. Jest to dobra metoda regulacji poślizgowej i pozwala

zachować stałą sprawność niezależnie od obciążenia.

ą p

ą

background image

Zalety obiegów zamkniętych:

można spalać dowolne paliwo;

Obiegi zamknięte

można spalać dowolne paliwo;
wysokosprawna regulacja mocy, brak występowania naprężeń termicznych;
można stosować wysokie ciśnienie na wlocie do kompresora

mniejsze gabaryty przy stałej

mocy c y też więks y strumień masy c ynnika

więks a moc;

mocy czy też większy strumień masy czynnika

większa moc;

można stosować dowolny gaz w obiegu

gaz o wysokim cieple właściwym i wysokie przyrosty

temperatury co skutkuje większą pracą;

ż

ć

ik

i j

ś d i

i ó

można stosować czystszy czynnik

mniejsze średnice rurociągów;

można budować układy o wielkich mocach;
można zastosować w układach z reaktorami jądrowymi;
można łatwo prowadzić gospodarkę skojarzoną.

Wady obiegów zamkniętych:

y

g

ę y

większe gabaryty zespołów
skomplikowany wymiennik WT, duży, ciężki, drogi;
uzależnienie od źródła wody chłodzącej

uzależnienie od źródła wody chłodzącej.

background image

Obi i

k i t

Obiegi zamknięte

background image

Obi i

k i t

Obiegi zamknięte

background image

Obi i

k i t

Obiegi zamknięte

background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image
background image

Obiegi turbin gazowych

background image

Obiegi turbin gazowych

background image

Obiegi turbin gazowych

background image

Obiegi turbin gazowych

background image

Obiegi turbin gazowych


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
03 Obiegi gazowe PMCW semIII inż bw
03 Obiegi gazowe PMCW semIII inż bw
02 Obiegi parowe PMCW semIII inż k
000 Pytania kontrolne PMCW semIII inż
05 Teoria Stopnia PMCW semIII inż k (2)
01 Wstep PMCW semIII inż bw
04 Kombi Skojarz PMCW semIII inż k
05 Teoria Stopnia PMCW semIII inż bw
05 Teoria Stopnia PMCW semIII inż k
04 Kombi Skojarz PMCW semIII inż bw

więcej podobnych podstron