Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников по учебной дисциплине «Газотурбинные установки»
.RU

Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников по учебной дисциплине «Газотурбинные установки»





130502 Газотурбинные установки

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Методические указания и контрольные задания для студентов–заочников по учебной дисциплине «Газотурбинные установки» по специальности 130502 «Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» составлены в соответствии с примерной программой дисциплины «Газотурбинные установки», соответствующей государственным требованиям к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников.

Дисциплина «Газотурбинные установки» является общепрофессиональной, устанавливающей базовые знания для освоения специальных дисциплин.

Программа предусматривает изучение функций, конструкций, приемов, условий эксплуатации, режимов работы, технических характеристик газотурбинных установок и оборудования.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- принцип действия газотурбинных установок (ГТУ) при переменном режиме работы;

- достоинства и недостатки отдельных конструктивных решений;

- вспомогательное оборудование и различные системы газотурбинных газоперекачивающих агрегатов (ГГПА);

- взаимозаменяемость конструкций и особенности эксплуатации газотурбинных ГПА;

- обеспечение надежности и техническую диагностику ГТУ;

уметь:

- проводить расчеты термодинамических показателей тепловых схем стационарных газотурбинных установок;

- использовать методы расчета основных элементов ГТУ: газовых турбин, осевых компрессоров, камер сгорания, теплообменных аппаратов;

- использовать ГОСТы, нормативно-справочную и техническую литературу.

Основная форма изучения курса – самостоятельная работа студента над учебной литературой и материалами периодической печати, технической документации.

Изучение дисциплины следует начинать с изучения литературы, указанной в каждой теме. При этом рекомендуется последовательность в изучении программного материала. Приступая к изучению темы, необходимо внимательно прочитать ее от начала до конца, найти в рекомендованной литературе соответствующие параграфы и проработать их.

Все это дает возможность составить себе ясное представление о содержании темы. После этого следует приступать к более глубокому изучению темы. При изучении отдельного параграфа, прежде всего, нужно весь его медленно прочитать, обдумывая каждое предложение.

При повторном чтении параграфа следует записать основное содержание рассматриваемых вопросов в конспект.

Для текущего контроля качества усвоения дисциплины студент предоставляет в техникум одну контрольную работу.

К выполнению контрольной работы можно приступать только после изучения соответствующей темы и получения навыка решения задач. Все задачи и расчеты должны быть доведены до окончательного числового результата.

Контрольная работа выполняется в отдельной тетради в клетку. Работа выполняется аккуратным почерком, шариковой ручкой или чернилами, с интервалом между строками. После каждой решенной задачи необходимо оставлять чистую страницу для замечаний преподавателя. При выполнении контрольной работы можно также использовать любые доступные средства информационных технологий, в том числе компьютерные.

Решение задач следует делить на пункты. Каждый пункт должен иметь подзаголовок с указанием, что и как определяется, по каким формулам, на основе каких теорем, законов и правил.

Выполненную контрольную работу следует своевременно предоставить в техникум.

После получения зачетной работы, студент должен изучить все замечания, ошибки и доработать материал.

Работа, выполненная не по своему материалу или не полностью, проверке не подлежит.

В техникуме, во время лабораторно-экзаменационной сессии для студентов – заочников будут прочитаны обзорные лекции и подведены практические занятия по наиболее сложным темам.


^ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Наименование разделов и тем

Макс. уч. нагр. на студента

Количество аудиторных часов при очной форме обучения

Самостоятельная работа студента

Всего

В том числе

практ

1

2

3




6

Введение

2

2







^ Раздел 1. Принципиальные схемы и циклы газотурбинных установок

12

10

2

2

Тема 1.1 Принципиальные схемы и циклы простой газотурбинной установки и газотурбинной установки с регенерацией теплоты

4

4







Тема 1.2. Принципиальные схемы и циклы газотурбинной установки с промежуточным подогревом рабочего тела и охлаждением воздуха

4

2




2

Тема 1.3. Основные показатели современных стационарных газотурбинных установок

4

4

2




^ Раздел 2. Основы термодинамического расчета газотурбинных установок

4

4







Тема 2.1 Основы термодинамического расчета простой газотурбинной установки

2

2







Тема 2.2. Основы термодинамического расчета газотурбинной установки с регенерацией теплоты

2

2







^ Раздел 3. Осевые турбомашины

18

18

6




Тема 3.1 Общие сведения об осевых компрессорах. Элементарная ступень осевого компрессора




2







Тема 3.2. Многоступенчатые осевые компрессоры




2







Тема 3.3. Характеристики осевых компрессоров, неустойчивые режимы работы ступени




6

4




Тема 3.4. Основные геометрические, термодинамические и газодинамические параметры ступени осевой турбины




2







Тема 3.5. Потери в осевой турбинной ступени




4

2




Тема 3.6. Характеристики газовых турбин




2







Раздел 4. Эксплуатационные характеристики газотурбинных установок при работе на газопроводах, их конструкции

46

30

2

16

Тема 4.1. Газовые турбины, их конструкции и характеристики

4

4







Тема 4.2. Характеристики газотурбинного двигателя на частичных нагрузках

2

2







Тема 4.3. Опоры компрессоров и турбин

2

2







Тема 4.4. Охлаждение газовых турбин

2

2







Тема 4.5. Масляная система газотурбинных установок

2

2







Тема 4.6. Общие сведения о камерах сгорания ГТУ. Классификация камер сгорания. Конструктивное выполнение основных элементов

5

2




3

Тема 4.7. Теплообменные аппараты газотурбинных установок

4

4

2




Тема 4.8. Воздухоподготовка и защита газотурбинной установки от обледенения

5

2




3

Тема 4.9. Защита от шума газотурбинных газоперекачивающих агрегатов

4

2




2

Тема 4.10. Системы автоматического регулирования и управления газотурбинными газоперекачивающими агрегатами

4

2




2

Тема 4.11. Надежность и ремонотопригодность газотурбинных газоперекачивающих агрегатов

7

4




3

Тема 4.12. обеспечение виброустойчивой работы газотурбинных газоперекачивающих агрегатов

5

2




3

Всего:

82

64

10

18



^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Введение

Цель и задачи учебной дисциплины в подготовке техников, связь с другими изучаемыми дисциплинами.

Краткие сведения о развитии газотурбинных установок. Вклад отечественных и зарубежных ученых в совершенствование газотурбинных установок. Прикладное значение дисциплины.

^ Литература; [1], стр. 4-11; [2], стр. 4-5; [4], стр. 5-8


Методические указания

На газопроводах в качестве энергопривода КС эксплуатируются газотурбинные приводы по мощности в настоящее время распределяются следующим образом: стационарные ГТУ -69,3%; ГТУ авиационного типа - 23,9%; привод от судовых ГТУ - 6,8%. ГТУ по сравнению, например, с ГМК имеют более простую конструкцию, позволяют значи­тельно концентрировать мощность в одном агрегате, относительно прост, полностью урав­новешен, хорошо поддаются автоматизации, имеют малый удельный вес на единицу мощно­сти и относительно небольшие габаритные размеры.

Основные недостатки современных ГТУ - их низкая экономичность ( кпд. не более 26 - 30%) и сильное влияние переменного режима работы на кпд. ГТУ, а следовательно, и на расход газа на нужды КС. ГТУ по сравнению с электроприводом - это автономный вид привода КС. Они хорошо работают на том же газе, который и перекачивают.

Техническая эксплуатация ГТУ - это дисциплина, изучающая вопросы контроля за со­стоянием агрегатов в ходе работы, а также диагностики, ремонта и совершенствования.

В условиях производства четко различаются две сферы хозяйствования, которым соответ­ствуют две службы: эксплуатация и обслуживание оборудования. Цели и задачи у них столько различны, насколько же едины. Служба эксплуатации эксплуатирует «угнетает» оборудование на основании соответствующих правил, инструкций и т.д., при этом осущест­вляется непрерывный ежесуточный контроль вахтенным персоналом, а служба обслужива­ния - это «лекари», которые устанавливают диагноз, «лечат» и совершенствуют оборудова­ние.

Основными поставщиками ГТУ для газовой промышленности является Невский машино­строительный завод им. В.И. Ленина (НЗЛ), Уральский трубомоторный завод (ТМЗ). НПО «Машинопроект»,

На магистральных газопроводах страны из импортных установок наибольшее примене­ние нашли установки MS 3002 и MS 5002, выпускаемые фирмой «Дженерал – Электрик», либо по ее лицензиям, фирмами Германии, Великобритании, Италии, а также ГТУ типа «Коббера», выпускаемые фирмой «Купер Ролле» (США).


Вопросы для самоконтроля

1.Роль газовой промышленности в народном хозяйстве РФ?

2.Цель и задачи дисциплины «Газотурбинные установки».

3.Основные поставщики ГТУ для газовой промышленности.

4.Основные преимущества ГТУ по сравнению с другими энергоприводами КС.

5.Основные недостатки современных ГТУ.

6.Что следует понимать под технической эксплуатацией ГТУ?

7.Назовите импортные установки, применяемые на магистральных газопроводах страны


Раздел 1. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ И ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК


Тема 1.1. Принципиальные схемы и циклы простой газотурбинной установки с регенерацией теплоты


Студент должен:

знать: принцип работы простой ГТУ и ГТУ с регенерацией теплоты;

уметь: читать и чертить схемы процессов, происходящих в простой ГТУ и ГТУ с регенерацией теплоты.

Распределение основных параметров по элементам простой газотурбинной установки. Идеальный цикл простой ГТУ в T-S диаграмме. Реальный цикл простой ГТУ в T-S и P-V диаграммах. Схема ГТУ с регенерацией теплоты. Цикл ГТУ с регенерацией теплоты в T-S диаграмме.

^ Литература: [1], стр. 11-19; [2], стр. 35-44; [4], стр. 48-52; стр.; стр. 60-61; [3], стр. 8-12; стр. 14-19.

Методические указания

Простая одновальная ГТУ состоит из компрессора, камеры сгорания и турбины. К валу турбогруппы непосредственно присоединена нагрузка. Атмосферный воздух поступает в компрессор через воздухозаборное устройство, а отработавшие в турбине продукты уходят в

Рабочий процесс ГТУ простейшей схемы осуществляется следующим образом: атмо­сферный воздух, пройдя системы фильтров, поступает на вход осевого компрессора. После сжатия в осевом компрессоре воздух с давлением 0,5-0,7 МПа и температурой 180-240°С по­ступает в камеру сгорания, где он разделяется на два патока: меньшая часть непосредственно участвует в процессе горения подведенного извне теплоты, большая его часть, пройдя между корпусом камеры сгорания и ее жаровой трубой, охлаждает ее, а после смешивания с про­дуктами сгорания в конце камеры сгорания снижает температуру газов до величины, обу­словленной жаростойкостью лопаток и дисков газовой турбины (750-850°С). После прохож­дения газовой турбины продуктов сгорания с температурой порядка 400-450°С выбрасыва­ются в атмосферу и теплота рабочего тела теряется безвозвратно. Мощность, развиваемая газовой турбиной, расходуется на привод осевого компрессора (примерно 60-70%) и на при­вод полезной нагрузки.

Поскольку в ГТУ простого цикла, несмотря на приемлемую для целей транспорта газа экономичность, теряется много теплоты, то целесообразно использовать эту теплоту для по­догрева воздуха после компрессора перед его поступлением в камеру сгорания и снижения тем самым расхода топлива по установке в целом. Поэтому газотурбинная установка с регенерацией - это такая стационарная газотурбинная установка, в которой часть процесса по­догрева рабочего тела поле сжатия осуществляется теплотой выхлопных газов.

Использование теплоты отходящих газов осуществляется в специальных теплообменных аппаратах-регенераторах. Эффективность регенератора как теплообменника оценивают сте­пенью регенерации, определяемой как отношение фактического повышения температуры воздуха в регенераторе к предельно возможному.

Гидравлическое сопротивление регенератора по воздушной и газовой сторонам воздухопроводов к нему и от него к камере сгорания несколько снижает удельную полезную работу в регенеративной ГТУ по сравнению с простой, и существенно усложняет компоновку ГТУ. За счет применения регенерации теплоты в приводных ГТУ можно получить экономию -15-20% топливного газа, если регенератор имеет достаточно развитую поверхность с нет заметных утечек воздуха через газовую сторону в дымовую трубу.


Вопросы для самоконтроля

1.Как зависит кпд простой ГТУ от степени сжатия?

2.Каково влияние регенерации на кпд ГТУ?

3.Что представляет из себя регенератор?

4.Что произойдет с компрессором, если вышла из строя система фильтров?

5.Что является основной причиной низкой экономичности простой ГТУ?


Тема 1.2. Принципиальные схемы и циклы газотурбинной установки с промежуточным подогревом рабочего тела и охлаждением воздуха


Студент должен:

знать: процессы, происходящие в ГТУ;

уметь: читать схемы ГТУ.


Способы увеличения эффективности работы ГТУ. Схема одновальной ГТУ с промежуточным подводом теплоты и промежуточным охлаждением воздуха.

^ Литература: [2], стр. 44-48; [4], стр. 67-69; [3], стр. 17-19.


Методические указания

За счет введения в схему ГТУ различного рода теплтехнических мероприятий (отвод теплоты при сжатии, подвод теплоты при расширении, регенерации) можно значительно улучшить основные показатели ГТУ: повысить кпд, коэффициент полезной работы, удель­ную мощность установки, уменьшить удельный расход рабочего тела.

Одним из способов увеличения экономичности ГТУ является введение промежуточных подогрева газа и охлаждения воздуха.

Используются и более сложные схемы ГТУ, позволяющие, например двукратно дать воздух и размещать турбины и компрессоры на разных валах. Многие ГТУ обладают большей экономичностью, чем простые, хорошими показателями на частичные нагрузки широким и диапазоном устойчивой работы.

Промежуточное охлаждение воздуха приводит к уменьшению работы, затрачиваемой на привод компрессора высокого давления и, как следствие, увеличивает полезную работу ГТУ. Вместе с тем охлаждение снижает температуру воздуха за компрессором. Поэтому в камеру сгорания ГТУ с промежуточным охлаждением воздуха приходится проводить больше тепло­ты, чем в камеру сгорания простой ГТУ.

Применение промежуточного охлаждения воздуха в ГТУ с регенерацией всегда увеличи­вает ее кпд. Оптимальная степень сжатия при использовании охлаждения воздуха резко воз­растает.

Введение промежуточного охлаждения воздуха в компрессоре увеличивает степень сжа­тия и позволяет получить наибольший кпд.

Введение промежуточного подвода теплоты приводит к тем же последствиям, что и вве­дение промежуточного охлаждения. Одновременное промежуточное охлаждение воздуха и промежуточный подвод теплоты к газу позволяют значительно увеличить удельную полез­ную работу и кпд. Однако излишнее усложнение схемы снижает маневренность ГТУ, увели­чивает ее размеры и массу. Чаще всего такие ГТУ выполняют двухвальными, а иногда -трехвальными.


Вопросы для самоконтроля

1. Для чего применяют промежуточные подогрев рабочего тела и охлаждение воздуха в ГТУ?

2. К чему приводит введение промежуточного охлаждения воздуха в ГТУ?

3. К чему приводит применение промежуточного охлаждения воздуха в ГТУ с регенераци­ей?

4. Покажите зависимость кпд ГТУ без регенерации от степени сжатия.

5. От чего зависит кпд многовальной ГТУ?



metodicheskie-ukazaniya-po-kursovoj-raboti-dlya-studentov-zaochnoj-formi-obucheniya-stranica-2.html
metodicheskie-ukazaniya-po-kursovoj-raboti-dlya-studentov-zaochnoj-formi-obucheniya-stranica-7.html
metodicheskie-ukazaniya-po-kursovomu-proektirovaniyu-dlya-studentov-obrazovatelnih-uchrezhdenij-srednego-professionalnogo-obrazovaniya-po-specialnosti-2905-stranica-3.html
metodicheskie-ukazaniya-po-kursovomu-proektirovaniyu-dlya-studentov-specialnosti-15-02-avtomobili-i-avtomobilnoe-hozyajstvo-volgograd-2002.html
metodicheskie-ukazaniya-po-kursovomu-proektirovaniyu-po-discipline-strahovanie-dlya-studentov-zaochnoj-formi-obucheniya.html
metodicheskie-ukazaniya-po-kursovomu-proektirovaniyu-proektirovanie-elektroprivodov-centrifug.html
  • studies.bystrickaya.ru/bzhd-chast-6.html
  • gramota.bystrickaya.ru/yung-k-g-problemi-dushi-nashego-vremeni-stranica-7.html
  • studies.bystrickaya.ru/glava-24-edinij-socialnij-nalog-statya-zakonodatelstvo-rossijskoj-federacii-o-nalogah-i-sborah-zakonodatelstvo.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/sin-vechernej-zvezdi-genri-longfello-pesn-o-gajavate.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/programma-razvitiya-na-2010-2015-g-g-razrabotchik.html
  • thesis.bystrickaya.ru/pravila-tehnicheskoj-ekspluatacii-zheleznodorozhnogo-transporta.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/preimushestva-bureniya-s-verhnim-privodom.html
  • uchit.bystrickaya.ru/strahovanie-imushestva-i-otvetstvennosti-yuridicheskih-lic-godovoj-otchet-o-deyatelnosti-osao-ingosstrah-v-2007-godu.html
  • klass.bystrickaya.ru/bektemn-ilimi-kees-traasi-armtu-rektori.html
  • gramota.bystrickaya.ru/zakon-volgogradskoj-oblasti-ot-21noyabrya2008goda-n1778-od-o-strategii-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya-volgogradskoj-oblasti-do-2025-goda-stranica-10.html
  • composition.bystrickaya.ru/otchyot-o-rezultatah-vipolneniya-plana-raboti-departamenta-obrazovaniya-na-2010-god.html
  • notebook.bystrickaya.ru/istoricheskij-fakultet.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-dlya-studentov-1-kursa-anglijskogo-otdeleniya-sajt-elektronnij-uchebnik-english-discoveries-oto.html
  • esse.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-sd-02-rabochaya-programma-sd-01-kursa-statisticheskij-praktikum-dlya-gosudarstvennih-universitetov.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/testi-dlya-vnutrisemestrovih-attestacij-studentov-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-koncepcii-sovremennogo.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/programma-orenburg-2004-organizacionnij-komitet-konferencii-predsedatel-letuta-s-n-d-r-f-m-nauk-docent-prorektor-po-nauchnoj-rabote-i-innovacionnoj-deyatelnosti.html
  • books.bystrickaya.ru/davos-gibkij-karkas-dlya-novoj-ekonomicheskoj-diplomatii.html
  • notebook.bystrickaya.ru/iii-opredeleniya-do-rossijskih-specialistov-otchet-napravlen-na-gos-registraciyu-v-vinti-29-10-2001-95101-inventarnij-.html
  • abstract.bystrickaya.ru/131-meditaciya-v-period-antichnosti-i-v-srednevekovoj-evrope-yu-l-kapten-osnovi-meditacii-vvodnij-prakticheskij-kurs.html
  • writing.bystrickaya.ru/1-zadachi-sovershenstvovaniya-i-razvitiya-kommunalnogo-kompleksa-goroda-kogalima.html
  • nauka.bystrickaya.ru/uchitsya-nado-veselo-uchitel.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/tema-1-ponyatie-i-zadachi-ugolovnogo-processa-uchebno-metodicheskij-kompleks-specialnost-030501-yurisprudenciya-moskva-2009.html
  • grade.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-k-vipolneniyu-laboratornoj-raboti-4-po-kursu-osnovi-izmeritelnoj-tehniki-dlya-studentov-elektrotehnicheskih-specialnostej-vseh-form-obucheniya.html
  • notebook.bystrickaya.ru/kadr-zhmisi-blmn-bas-mamani-psiholog-s-o-5-sanati-1-brlk.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/polozhenie-o-mezhregionalnom-intellektualnom-forume-molodezhi-uchrezhdenij-nachalnogo-i-srednego-professionalnogo-obrazovaniya.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-7-vibor-oruzhiya-levickij.html
  • shpora.bystrickaya.ru/zachem-shkole-biblioteka.html
  • composition.bystrickaya.ru/permskogo-kraya-stranica-3.html
  • tests.bystrickaya.ru/lekciya-13-fraktalnie-algoritmi-lekciya-1.html
  • letter.bystrickaya.ru/nashe-lyubimoe-detishe-zolotaya-kartochka-gordon-m-rafel-n-rafel-kak-zavoevat-klienta.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/m-a-sholohova-eto-oblik-visoti-.html
  • nauka.bystrickaya.ru/uchebnoe-posobie-m-pravo-i-zakon-1997-320-s-isbn-5-7858-0019-5.html
  • studies.bystrickaya.ru/estestvennonauchnaya-kartina-mira-v-istoricheskoj-dinamike-kulturi.html
  • report.bystrickaya.ru/kalendarnij-plan-ciklov-povisheniya-kvalifikacii-na-2009-god-stranica-5.html
  • essay.bystrickaya.ru/chetvyortoj-glave-skulptura-bashkortostana-v-postsovetskij-period-skulptura-bashkortostana-vtoroj-polovini-hh.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.