Расширение Пунгинской ПХГ (подземного хранилища газа)

2.1 Предварительный расчет

Чтобы распределить теплоперепад между ступенями, необходимо определить степень понижения давления, расход газа, работу расширения газа в турбине, полезную работу и полезную мощность этой турбины. Часть данных известна из задания и теплового расчета. Результаты предварительного расчета сведены в табл.2.1

Давление газа перед турбиной

Данные предварительного расчета

Наименование величины	Формула	Обозн	Разм.	Величина
Температура газа перед турбиной	задано	Т₀^*	К	1063
Давление газа перед турбиной	найдено	Р₀^*	МПа	0,4236
Полная мощность турбины	задано	N	МВт	10
Частота вращения ротора ТВД	задано	n_ТВД	об/мин	5280
Частота вращения ротора ТНД	задано	n_ТНД	об/мин	4800
Атмосферное давление	задано	Р_а^*	Па	101300
Расход газа через турбину	из расчета		кг/с	82,83
Степень расширения	из расчета	?_Т	-	3,982
Адиабатический теплоперепад в турбине		H_ад^*	кДж/кг	358,1
Полная температура газа за турбиной		Т_Z^*	K	791,5
Давление за выходным трактом	Р₀^*/?_Т	Р_Т^*	МПа	0,106
Удельный объем газа за турбиной	RТ_Z^* /Р_Т^*	?_Т	м³/кг	2,143
Скорость перед диффузором	задано	С_Z	м/с	220
Скорость в выходном патрубке	задано	С_ВЫХ	м/с	50
КПД выходного диффузорного патрубка	задано	?_Д	-	0,5
Потеря полного давления в диффузоре		?Р_Д	Па	5355
Полное давление за ступенью		Р_Z^*	Па	111737
Давление за последней ступенью		Р_Z	МПа	0,100
Адиабатический теплоперепад в турбине по параметрам торможения		H_ад^1-^z	кДж/кг	370,5

Распределим теплоперепад по турбинам, исходя из теплового расчета ГТУ, из которого известен теплоперепад на ТНД.

Н_ТНД= 125,75 кДж/кг;

H_ТВД = H_Т - Н_ТНД= 315,15-125,75=189,40 кДж/кг.

Кинематические параметры, принимаемые перед газодинамическим расчётом, сводим в табл.2.2

Таблица 2.2. Кинематические параметры

Наименование	Обозначение	Разм.	ТВД	ТНД
Угол выхода потока из сопел	?₁	град.	17,40	22,44
Степень реактивности ступени		-	0,350	0,485
Скорость выхода потока из РК	С_2а	м/с	183,6	171,0

Для стационарных ГТУ КПД турбины возрастает при понижении выходной скорости. Величина этой скорости при заданном расходе и параметрах газа на выходе определяется торцевой площадью последней ступени, которая в свою очередь связана с прочностью рабочих лопаток.

Определим корневой диаметр ступени ТВД:

= n/30 = 542,4

= *5280/30 = 552,9 рад/с;

Определим корневой диаметр ступени ТНД:

= n/30;

= *4800/30 = 502,7 рад/с;

Содержание