Газотурбинная установка мощностью 16МВт для привода нагнетателя природного газа на базе НК-16СТ

УрФУ, Кафедра "Турбины и двигатели", Дипломный проект "Газотурбинная установка мощностью 16МВт для привода нагнетателя природного газа", 2010 год

Газотурбинная установка мощностью 16МВт для привода нагнетателя природного газа,
созданная на базе конвертируемого ГТД авиационного типа НК-16СТ (АО «Самарский научно-технический комплекс» им. Н.Д.Кузнецова)
Спроектированный ГТД имеет следующую техническую характеристику:
Мощность на валу СТ - 16 МВт
Эффективный КПД - 30 %
Расход воздуха через компрессор - 84,3 кг/с
Степень повышения давления - 14
Верхняя температура цикла - 1223 К (9500С).
Частота вращения ротора СТ - 5300 об/мин
ТНД - 5700 об/мин
ТВД - 7400 об/мин
В проекте были выполнены следующие расчеты:
-тепловой расчет схемы ГТД;
-моделирование компрессоров;
-газодинамический расчет ГГ и СТ;
-расчет закрутки лопаток по радиусу;
-профилирование рабочей лопатки второй ступени СТ;
-расчет рабочей лопатки второй ступени СТ на прочность.
В спецтеме рассмотрены возможности системы диагностики компрессорного оборудования и эффективность ее использования.
Кратко даны описание конструкции газотурбинного привода, технология эксплуатации, рассмотрены вопросы безопасности и экологичности проекта, стандартизации и метрологии, определена экономическая эффективность инвестиций замены ГТД. В качестве иллюстрации полученных результатов выполнен ряд графических работ.

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ 5
ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ 6
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИНДЕКСЫ, СОКРАЩЕНИЯ 7
ВВЕДЕНИЕ 9
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 10
1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ 11
1.1. Расчет тепловой схемы ГТУ с целью выбора к0 11
1.2. Уточненный расчет тепловой схемы на номинальный режим 14
1.3. Расчет балансов мощностей, расходов и теплоперепадов 16
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА 17
3. ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТВД, ТНД, СТ 18
3.1. Предварительный расчет ТВД, ТНД, СТ. 18
3.2. Определение числа ступеней, выбор схемы проточной части ТВД, ТНД и СТ 19
3.3.Газодинамический расчет ступеней ТВД, ТНД, СТ по среднему диаметру 19
3.4. Выбор закона закрутки лопаток и расчет закрутки ступеней ТВД, ТНД, СТ 19
3.5. Расчет потерь энергии, КПД и мощности турбин 42
4. ПРОФИЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕЙ ЛОПАТКИ ВТОРОЙ СТУПЕНИ СТ 43
5. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ РАБОЧЕЙ ЛОПАТКИ ВТОРОЙ СТУПЕНИ СТ 48
6. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ГПА 51
6.1. Блоки агрегата 51
6.2. Газотурбинный двигатель 56
6.3 Нагнетатель НЦ-16 59
7. ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГПА 61
7.1. Общие положения 61
7.2. Подготовка ГПА к пуску после монтажа 61
7.3. Пуск ГПА и вывод на режим нагрузки 62
7.4. Обслуживание ГПА во время ремонта 63
7.5. Регламентные работы при эксплуатации ГПА 64
7.6. Эксплуатация ГПА в холодное время года 64
7.7. Эксплуатация ГПА при грозе 64
7.8. Предупреждение помпажных режимов осевого компрессора 65
7.9. Предупреждение помпажных режимов центробежного нагнетателя 66
7.10. Нормальная остановка 66
7.11. Аварийная остановка 66
8.СПЕЦТЕМА: ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ГПА-Ц-16
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ 67
Введение 67
8.1. Общие сведения по системе СДКО 68
8.2. Назначение и состав системы СДКО 68
8.3. Описание АРМ 71
8.4. Описание сервера СДКО 73
8.5. Описание агрегатного оборудования СДКО 74
8.6. Программное обеспечение 81
8.7. Эффективность использования СДКО 87
Заключение 88

9. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНВЕСТИЦИЙ 89
9.1. Расчёт капиталовложений 89
9.2. Издержки производства 89
9.3. Выручка от реализации газа 89
9.4. Расчёт прибыли 90
9.5. Расчёт срока окупаемости 90
10. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 91
10.1. Общие сведения 91
10.2. Безопасность проекта 92
10.3. Экологичность проекта 96
10.4. Чрезвычайные ситуации 97
10.5. Пожарная безопасность 98
10.6. Безопасная эксплуатация сосудов, работающих под давлением 100
10.7. Расчет глушителя шума 101
11. ВОПРОСЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ 104
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 105
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 106
ПРИЛОЖЕНИЕ 108

Пароль на exel файл три семерки