проточній частині турбіни та інших елементах схеми процеси, що відбуваються з водяною парою в газовому потоці, не заходять в область насичення, а знаходяться далеко за її межами. Тому їх можна розраховувати за рівняннями для ідеальних газів. Процеси в теплообмінних апаратах протікають практично при постійних тисках. Тому кількість переданої в них теплоти можна визначати по зміні ентальпії, а останню - за середньою теплоємності при постійному тиску від 0 до t ° C. Теплоємності та ентальпії можуть визначатися за даними для відповідних газів і по залежностях для їх сумішей.
- компресор; 2 - камера згоряння; 3-4 - газова турбіна; 5 - регенератор-парогенератор; 6 - електрогенератор; 7 - водяний насос. В-повітря, Т - паливо, УГ - йдуть гази, W - вода, ПП - перегрітий пар.
Малюнок 4.1. Схема ПГУ з уприскуванням пара перед газовою турбіною
В будь-якої звичайної ГТУ задана температура перед турбіною t3 забезпечується за рахунок надлишку повітря, що подається в топку і який визначається коефіцієнтом надлишку повітря. Величина є важливим параметром, використовуваним в тепловому розрахунку схеми ГТУ. Цей параметр однозначно визначається рівнянням теплового балансу камери згоряння. У ПГУ з уприскуванням пара на температуру t3 істотний вплив робить величина подачі води (пара) d. Для забезпечення заданої t3 можливі різні поєднання і d.
- 2 - процес в компресорі; 2-3 - передача теплоти газу в камері згоряння; 3-4 і 3 «- 4 »- Процес в парогазової турбіні; 4-5 і 4 «- 5 »- Передача теплоти від парогазової суміші воді і водяній парі в регенераторі; 1 «- 2 »- 2 »- 3«- Передача теплоти воді і водяній парі в регенераторі і камері згоряння; 5-1 і 5 »- 1 '- умовний процес, який замикає цикл (вихлоп парогазової суміші).
Рис. 4.2. Цикл ПГУ з уприскуванням пара
Рівняння теплового балансу в камері згоряння на одиницю палива має вигляд:
де V - обсяги за нормальних умов повітря, пари та газу на одиницю палива;
h B2 - ентальпія повітря на вході в камеру згоряння;
h r3 - ентальпія газу на виході з камери згоряння;
h п і h П3 - ентальпія води на вході в регенератор-парогенератор і пари на вході в камеру згоряння;
- теплота згоряння палива.
Рівняння (4.1) можна записати у вигляді:
п=0.804 кг/нм3 - щільність водяної пари при нормальних умовах.
У рівнянні (4.2) ліва частина - функція, а права - d .
впорскується пар збільшує роботу газової турбіни без збільшення роботи, необхідної для приводу компресора, а також, що дуже важливо, забезпечує можливість корисного використання великої кількості теплоти вихлопних газів в парогенераторі - утилізаторі. На подачу пари для вприскування витрачається дуже мало енергії внаслідок малого обсягу води, що подається. На підставі викладеного представляється доцільним так побудувати цикл, щоб на освіту пара d була витрачена вся теплота вихлопних газів (від t4 до tуг).
Ця умова визначається рівнянням теплового балансу економайзера (або регенератора-парогенератора):
де d - подача води (пара), кг на одиницю палива;
h nl і hw - ентальпія уприскуваного пари і води на вході в економайзер;
h r4 і h yг - ентальп...
