Проектирование газотурбинной установки мощностью 10 МВт, выполненная по простому открытому циклу с однокаскадным осевым компрессором и свободной силовой турбиной низкого давления на базе ГТК-10-4, для привода нагнетателя природного газа.

В дипломном проекте спроектирован газотурбинный газоперекачивающий агрегат мощностью 10 МВт для привода нагнетателя природного газа.
В объем работы вошли:

- расчет тепловой схемы ГТУ с выбором оптимальной степени сжатия компрессора;
- моделирование осевого компрессора;
- газодинамический расчет проточной части турбины высокого давлении и турбины низкого давления с выбором закона закрутки лопаток по радиусу;
- профилирование рабочих лопаток;
- расчет рабочих лопаток на прочность;
- расчет на прочность диска турбины высокого давления.
- описание конструкции турбоустановки.
По спецтеме произведены тепловой, гидравлический, конструкторский расчеты трубчатого воздухоподогревателя, определение его массы.
В экономической части проведен расчет себестоимости производства воздухоподогревателя.
В разделе безопасность и экологичность проекта дана оценка существующим условиям труда на рабочем месте согласно действующим нормативным актам, рассматриваются вопросы экологичности, пожарной безопасности, рассчитана толщина тепловой изоляции воздухоподогревателя.
СОДЕРЖАНИЕ
 
РЕФЕРАТ 
ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ……………………………... 
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СИМВОЛОВ…………...……………... 
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………....... 
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………………………….. 
1 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ГТУ………………………………………………….. 
1.1 Выбор оптимальной степени сжатия………………………………………………. 
1.2 Моделирование осевого компрессора……………………………………………… 
2 ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СТУПЕНЕЙ ТУРБИНЫ……………………….. 
2.1 Предварительный расчет……………………………………………………………. 
2.2 Распределение теплоперепада по ступеням……………………………………….. 
2.3 Определение корневых диаметров…………………………………………………. 
2.4 Газодинамический расчет по среднему диаметру………………………………… 
2.5 Расчет закрутки лопаток по радиусу……………………………………………….. 
2.6 Профилирование лопаток…………………………………………………………… 
2.7 Расчет потерь энергии, КПД и мощности турбины……………………………….. 
3 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ ТУРБИНЫ………………………………. 
3.1 Расчет на прочность рабочих лопаток ТВД и ТНД……………………………….. 
3.2 Расчет ротора………………………………………………………………………… 
4 КОНСТРУКЦИЯ ГТУ…………………………………………………………………... 
4.1 Обоснование типа конструкции……………………………………………………. 
4.2 Описание конструкции турбины…………………………………………………… 
4.3 Технология эксплуатации ГТУ………………………………….………………….. 
5 СПЕЦТЕМА. ЗАМЕНА РЕГЕНЕРАТОРА................................................................... 
5.1 Введение в спецтему………………………………………………………………... 
5.2 Тепловой расчет…………………………………………………………………….. 
5.3 Конструкторский расчет……………………………………………………………. 
5.4 Гидравлический расчет…………………………………………………………….. 
5.5 Описание конструкции воздухоподогревателя.…………………………………... 
5.6 Техническое обслуживание………………………………………………………… 
6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………………... 
7 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ…………………………………………….. 
7.1 Безопасность проекта……………………………………………………………….. 
7.2 Экологичность………………………………………………………………………. 
7.3 Чрезвычайные ситуации……………………………………………………………. 
7.4 Пожарная безопасность……………………………………………………………. 
7.5 Расчет толщины тепловой изоляции на корпусе регенератора………………….. 
8 ВОПРОСЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ……………………………………………………………. 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………………. 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………………………. 
ПРИЛОЖЕНИЕ 1…………………………………………………………………………. 
ПРИЛОЖЕНИЕ 2…………………………………………………………………………. 
ПРИЛОЖЕНИЕ 3…………………………………………………………………………. 
ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ

Название чертежа Обозначение Формат
Продольный разрез ГТУ 101400.411420.511.01 А0
Проточная часть ТВД и ТНД 101400.411420.511.02 А1
Регенератор 101400.411420.511.03 А1
Компоновка (вид сбоку) 101400.411420.511.04 А1
Компоновка (план) 101400.411420.511.05 А1
Тепловая схема ГТУ 101400.411420.511.06 А1

При работе над настоящим дипломным проектом были использованы учебные пособия разработанные кафедрой «Турбины и двигатели» в них изложены вопросы расчета схем газотурбинных установок (ГТУ) /1/, а также методики теплового и газодинамического расчета газовой турбины, включая расчет по среднему диаметру, расчет закрутки ступеней, расчет энергетических потерь /3/. В /4/ изложена методика газодинамического расчета ступени газовой турбины по среднему диаметру, расчет закрутки лопатки по радиусу, а также профилирование сопловой и рабочей решёток.
Характеристики материалов, используемых для изготовления ГТУ, определяются по данным /2/, где рассмотрены современные методы расчета термодинамических показателей тепловых схем стационарных ГТУ, методы расчета и конструирования их основных элементов – газовых турбин, осевых компрессоров, камер сгорания, теплообменных аппаратов, систем автоматического регулирования.
В /6/ рассмотрены технологические и энергетические основы трубопроводного транспорта природных газов, режимы работы компрессорных станций и газоперекачивающих агрегатов. Проанализированы основные пути и способы развития энергосберегающих технологий транспорта газов.
При разработке спецтемы использована работа /8/, где приведены фундаментальные уравнения теории теплообмена и гидрогазодинамики.