Gaz turbina qurilmalari (gtq)

Regeneratsiyali gaz turbinali qurilma siklidagi termodinamik jarayonlar.

3.15-rasm. Issiqlik P=const ostidagi ish jismiga kiritiladigan rcgeneratsiyali GTQning sxematik tasviri: 1-kompressor; 2-gaz turbinasi; 3-yoqilg'i; 4 va 17-yoqilg'i nasosi va baki; 5-elektr generatori; 6-yonish kamerasi; 7-forsunka; 8 va 10- yoqilg'i va havo quvurlari; 11-regeneratsiya bo'lmasi; 9 va 12- regeneratsiyalangan havo va uni uzatish quvuri; 13-soplo; 14-val; 15-turbina diski; 16-ish kuraklari; 18-yo'naltiruvchi kuraklar.

Regeneratsiya usulining asosiy mazmuni ish bajarib boMgan yonish mahsuloti tarkibidagi qoldiq issiqlik miqdorini atmosferaga (sovitkichga) chiqarmasdan undan samarali foydalanib, qurilma fik orttirishdan iborat. Regeneratsiya uslubiga ega boMgan GTQ ning sxematik tasviri -rasmda keltirilgan. Regeneratsiya uslubida ishlaydigan GTQ ga issiqlik

P = const ostida keltiriladi.

Faqat, kompressorda siqilgan atmosfera havosi regeneratsiya bo’lmasi (bloki)dan o ‘tish vaqtida unga atmosferaga chiqarilib yuborilayotgan yonish mahsuloti tarkibidagi qoldiq issiqlik miqdori qisman P=const saqlagan holda qaytariladi. Shunda

P=const saqlagan gaz hajmi yana ham ortadi. Termodinamika nuqtayi nazaridan sistemaning parametrlari, kiritilgan issiqlik dq hisobiga boshqa qiymatlarni qabul qiladi (2 va 3' nuqtalar oralig'ida V hamda 5 o‘zgaruvchan bo’ladi (3.15-rasmga qarang). Sikldagi issiqlikni regeneratsiyalovchi apparatlar qo'llanilgan GTQ yuqorida qarab chiqilganlaridan faqat regeneratsiya bo‘lmasi bilan farqlanadi.

Kompressorda siqilgan havo regeneratsiya bo'lmasiga uzatiladi va undayutilgan issiqlik miqdori hisobiga yana ma'lum darajagacha qiziydi (3.16-rasm, a. PV diagrammadagi 2-3 nuqtalar oralig‘i). Avval regeneratsiya bolmasida qizdirilgan havo yonish kamerasiga yuqori temperatura va o'zgarmas bosim ostida uzatiladi. So‘ngra unga parallel nasos -yordamida yoqilg'i haydalib, forsunka 7 orqali purkaladi. Shunda havo va yoqilg‘i o'rtasida kuchli kimyoviy reaksiya sodir bo‘ladi. Bunda ish jismining (yonish mahsuloti) parametrlari F v a T P=const ostida o ‘zgaradi ( P V va TS diagrammalardagi 3' va 3 nuqtalar oralig'i). Regeneratsiyali GTQ sikliga tashqaridan qy issiqlik kiritilmasa ham ish yoqilg‘isi o‘zining ichki energiyasi hisobiga yonadi.

Amalda kompressorga sotilgan atmosfera havosi unda siqilishi natijasida qizib ketadi. Bu qizigan havo regeneratsiya bolmasida yana qo'shimcha qizdiriladi. Shu issiqliklar hisobiga ish aralashmasi yonadi hamda yuqori temperaturali va bosimli yonish mahsuloti hosil bo‘ladi.

Bu tutun gazining bosimi bilan tashqi bosim farqi hamda yonish kamerasining chiqish qismini torayishi hisobiga zarralar tezligi ortadi, ya’ni zarralarining kinetik energiyasi kattalashadi. Katta impulsli tutun gazlari gaz turbinasi kuraklari bilan ta'sirlashib, adiabatik kengayish davrida issiqlik energiyasini rotorning mexanik energiyasiga aylantiradi. Rotor validagi bu mexanik energiya iste'molchi—elektrgeneratoriga uzatiladi va unda elektr energiyasiga aylanadi.

Demak, tutun gazlari adiabatik kengayish jarayonida turbina kuraklari bilan ta'sirlashib foydali ish bajaradi. So‘ngra regeneratsiya bo’lmasidagi issiqlik almashtiruvchi apparatlar «qovurg‘alar»i orasidan o'tishida kompressordan uzatilayotgan atmosfera havosini qo‘shimcha isitib, o‘zi sovitkichga chiqariladi. Sikl takrorlanadi.

Regeneratsiyali GTQ siklining bajargan foydali ishi 1-2-3'-3-4-4‘-l nuqtalar bilan chegaralangan yuzaga son qiymati jihatidan teng bo’ladi (3 .1 6 -rasm , PV diagramma). Regeneratsiya uslubiga ega bo‘lgan siklning bajargan ishi yoqilg‘i V = const va P=constda yongan oddiy sikllarnikiga nisbatan katta bo'ladi. Bunga asosiy sabab siklga regeneratsiya bolmasida qo'shimcha issiqlik miqdorining ish moddasiga kiritilishidir. Regeneratsiya bo'lmasida tutun gazlaridagi issiqlik albatta toliqligicha kompressordan haydalgan yangi havo oqimiga uzatilmaydi.

3.16 - rasm . Issiqlik P-const bo’lganda ish jismiga kiritiladigan va regeneratsiyali GTQ siklining PV (a) va TS (A) diagrammalari.

Agarda shu havoga jami issiqlik regeneratsiya yo‘li bilan o‘tkazilsa, ya'ni to‘liq regeneratsiya o‘rinli bo‘lsa, T₄=T₂ va T₄=T₃ bo'ladi (izotermadagi uzlukli chiziq). Shuning uchun ham jarayonning temperaturalari T₄-T₄=T₃-T₂ bo‘ladi ( TS diagrammaga qarang). Unda, faqat regeneratsiya yo‘li bilan ish jismiga o‘tkazilgan va tashqi muhitga chiqarilgan issiqlik miqdorlarini quyidagicha ifodalash mumkin:

Demak, yonish kamerasidagi ish jismiga keltirilgan q₁, va sovitkichga chiqarilgan q₂ issiqlik miqdorlari quyidagicha ifoda- lanadi: