Создание высокоэффективных воздухозаборных трактов для энергетических газотурбинных и парогазовых установок (16.11.2009)

Автор: Михайлов Владимир Евгеньевич

Михайлов Владимир Евгеньевич

СОЗДАНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ВОЗДУХОЗАБОРНЫХ ТРАКТОВ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ГАЗОТУРБИННЫХ И ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК

Турбомашины и комбинированные турбоустановки

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Санкт-Петербург

2009 г.

Работа выполнена в ОАО «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования имени И.И. Ползунова» (ОАО «НПО ЦКТИ»).

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор В.Г. Грибин

Доктор технических наук, профессор Н.Н. Попов

Доктор технических наук, профессор А.И. Кириллов

Ведущая организация – ОАО «Силовые машины» филиал «Ленинградский металлический завод»

Защита состоится 16 февраля 2010 г. в 16 часов на заседании специализированного совета № Д 212.229.06 по адресу: 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29, ауд. 118 главного здания.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Автореферат разослан «____»____________200 г.

Отзывы на диссертацию, заверенные печатью в двух экземплярах, просим направить в адрес специализированного совета № Д 212.229.06.

Ученый секретарь специализированного совета

Доктор технических наук, профессор Кортиков Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из перспективных направлений развития электроэнергетики в нашей стране и за рубежом является строительство электростанций с использованием газотурбинных (ГТУ) и парогазовых установок (ПГУ). ГТУ широко применяются и во многих отраслях промышленности и на транспорте.

Большое влияние на общую экономичность, надежность, долговечность и экологическую безопасность ГТУ и ПГУ оказывает качество воздуха, поступающего в ГТУ, а также эффективность шумоглушащих и противообледенительных систем.

В настоящее время все более актуальной становится тенденция повышения единичной мощности ГТУ, параметров цикла, экономичности, надежности и увеличения межремонтного периода. Это ужесточает требования к чистоте воздуха поступающего в компрессор ГТУ с минимизацией потерь давления при его подготовке. Последнее требование особенно важно, т.к. потери давления во входном тракте 1000 КПа (100 мм Н2О) снижает мощность ГТУ до 2 %.

Анализ эксплуатационных показателей отечественных и зарубежных ГТУ показывает значительное снижение их эффективности, надежности и долговечности из-за загрязнения, эрозионного износа и коррозии элементов проточных частей.

Воздух, поступающий в компрессор ГТУ, может содержать большое количество взвешенных в воздухе частиц с различными физико-химическими свойствами, оказывающих эрозионно-коррозионное, абразивное и налето-опасное воздействие на элементы проточных частей ГТУ.

Многочисленные исследования и опыт длительной промышленной эксплуатации ГТУ показывают, что ресурс их лопаточного аппарата без использования надежных, эффективных обеспыливающих устройств значительно ниже расчетного.

Защита проточных частей ГТУ должна базироваться на обоснованных значениях начальной и остаточной запыленностей воздуха.

Увеличение мощности и увеличение параметров цикла приводит к возрастанию динамических нагрузок на элементы газовоздушного тракта, что является причиной значительного звукоизлучения в широком диапазоне частот.

Анализ работы комплексных воздухоподготовительных устройств (КВОУ), воздухозаборных трактов (ВЗТ) и акустических характеристик компрессорного оборудования показывает необходимость проведения работ и внедрения конструктивных мероприятий по снижению уровня потерь давления в элементах тракта, а также шума в них.

Решение проблемы, связанной с разработкой, исследованием, созданием и внедрением оборудования ВЗТ позволяет обеспечить надежную и эффективную защиту проточных частей ГТУ от инородных включений и интенсивного шума, создаваемого компрессором при минимальных потерях. Это имеет важное значение для эффективности энергопроизводства в стране.

Работа соответствует приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники РФ, а также критическим технологиям РФ (производство электроэнергии и тепла на органическом топливе) из перечня, утвержденного Президентом РФ от 30.03.2002г.

Объектом исследования и разработки является оборудование ВЗТ, включая и комплексные воздухоподготовительные установки ГТУ мощных ПГУ, их системы и элементы.

Целью исследования является создание новых и совершенствование существующих методов, методик расчета и проектирования средств подготовки воздуха и шумозащитных конструкций воздухозаборных трактов стационарных энергетических газотурбинных установок ПГУ большой мощности.

Задачи исследования

Анализ и систематизация существующих методов подготовки воздуха и шумоглушения.

Обобщение отечественного и зарубежного опыта проектирования и эксплуатации воздухоподготовительных и шумозащитных конструкций.

Создание стендов и экспериментальных моделей для аэродинамической отработки блоков ВЗТ и исследования характеристик фильтрующих элементов соответствующих заданным климатическим и региональным условиям.

Изучение аэродинамики движения воздуха в элементах ВЗТ с их аэродинамической отработкой на экспериментальных установках, определение влияния режимных и конструктивных параметров элементов ВЗТ на эффективность очистки, подогрева (охлаждения) воздуха, шумоглушения, а также совершенствование существующих, и разработка новых методик расчета.

Сопоставление результатов расчетных исследований с результатами модельных и промышленных экспериментальных исследований.


загрузка...