Введение. 
Расчет газотурбинной установки мощностью 16 МВт

Как известно, в качестве газотурбинных установок малой и средней мощности могут быть использованы конвертированные газотурбинные двигатели авиационного либо судового типа. Исторически, до некоторого времени, развитие технологии и улучшение конструкции стационарных и авиационных двигателей шло параллельными курсами. Однако, вследствие широкого применения ГТД в военной и гражданской авиации и значительных затрат на их разработку и совершенствование технологии, двигатели авиационного типа получили ряд преимуществ перед аналогичными стационарными: более высокий эффективный КПД (до 40% и более), высокое качество изготовления, модульность конструкции, — благодаря чему они нашли широкое применение в наземных условиях на газоперекачивающих станциях и в электроэнергетике. Недостатком их являются более высокие затраты на обслуживание и ремонт.

Надежность двигателей обеспечивают длительными доводочными и ресурсными испытаниями большого числа опытных ГТД на наземных стендах и в летающих лабораториях, строгой регламентацией технологии изготовления, сборки и эксплуатации [8]. Необходимая экономичность достигается высокими параметрами двигателя (к и Тг), совершенной аэродинамикой турбомашин, рациональным использованием воздуха для охлаждения высокотемпературных деталей. Хорошие массовые показатели обеспечиваются за счет положенного в основу при проектировании принципа минимизации массы путем рационального использования материала, за счет новой технологии получения заготовок, широкого применения легких сплавов и материалов с высокой удельной прочностью (титановые, магниевые и другие сплавы).

При конвертировании авиадвигателя для работы на КС необходимо выполнить большой объем работы, обусловленной типом двигателей.

Переработка ТВД или двухконтурного турбореактивного двигателя (ДТРД) обычно включает в себя: замену топливной системы, замену подвески (крепления) двигателя, снижение максимальной частоты вращения, температуры газа и степени сжатия, удаление (глушение) вентиляторного контура (в ДТРД) или редуктора в ТВД, перестановку навесных агрегатов с корпуса двигателя на раму, замену систем регулирования и автоматического управления.

В отечественной практике при конвертировании авиадвигателей получили распространение силовые турбины транспортного типа на подшипниках качения, имеющие единый конструктивный облик с газогенератором.

В настоящее время парк ГПА с газотурбинным приводом составляет более 80% от общего количества агрегатов, эксплуатируемых на компрессорных станциях магистральных газопроводов в составе крупнейшего в Европе газотранспортного предприятия — ОАО «Газпром». Большинство приводных газотурбинных установок, как стационарных, так и конвертированных в 70е и 80е годы из авиационных и судовых двигателей, отработали назначенный ресурс и подлежат замене.

Кроме того, с середины 90х годов прошлого столетия в нашей стране начата активная реализация перспективного направления по разукрупнению энергетических систем с применением в составе энергетических установок ГТУ и ГТД сравнительно небольшой мощности, содержащих свободные силовые турбины (ССТ).Это позволяет использовать более сложные комбинированные парогазовые схемы, обеспечивающие максимально достижимую эффективность работы энергетических объектов.

Принципы и методы проектирования свободной силовой турбины, выделенной на отдельный вал, во многом определяют экономичность всей установки.

Обзор литературных источников.

При работе над настоящим дипломным проектом был использован ряд литературных источников, подробный список которых приведен в конце пояснительной записки. В них изложены методики теплового и газодинамического расчетов схем приводных газотурбинных установок.

Тепловой расчет выполнен с использованием методического пособия по выполнению курсовых проектов и работ, в котором изложена методика теплового расчета приводных ГТУ. Газодинамический расчет турбины и определение ее основных размеров ступеней, а также прочностные расчеты выполнены с использованием методических указаний к курсовому проектированию.

В книге С. З. Копелев «Основы проектирования турбин авиадвигателей» [10] М.:Машиностроение1988 рассмотрены вопросы зависимости КПД от основных параметров ступени.