Библиографическое описание:

Карабасов А. Ю. Влияние подогрева воздуха на выходные технико-экономические характеристики газотурбинного газоперекачивающего агрегата // Молодой ученый. — 2011. — №2. Т.1. — С. 31-35.

Газотурбинные установки имеют широкое применение в энергетике и транспорте газа.

Экономичность современных ГТУ достигла достаточно высоких пределов, их КПД находится в диапазоне 35-38%. Но в процессе эксплуатации иногда возникает необходимость подогревать рабочее тело на входе в ГТУ, что сказывается на выходных показателях и экономичности. Для оценки влияния подогрева воздуха на параметры ГТУ проводились испытания на ГПА Ц-6.3 с двигателем НК-12СТ.

Целью данных испытаний было определение мощностей, КПД, расходов топлива при включенном и отключенном обогреве ВОУ.

По данным полученным в ходе испытаний согласно документам [1] и [2] расчетным путем были получены следующие величины:

  1. Мощности

  2. КПД ГТУ

  3. Расходы топлива

Численные значения этих параметров представлены в таблице 1

Также по данным экспериментальных испытаний были построены графики зависимостей

  • приведенной мощности ГТУ от приведенной температуры продуктов сгорания перед СТ,

  • эффективного КПД ГТУ от приведенной мощности ГТУ.

Кривые зависимости представлены на рисунках 1 и 2


Расчетные параметры работы ГПА










Таблица 1

п/п

Параметр

Разм.

Режим 1

Режим 2

Режим 3

Режим 4

Режим 5

Режим 6

Режим 7

Режим 8

Режим 9

Режим 10


Параметры ГТУ

 

обогрев открыт

обогрев закрыт

1

Мощность на эксплуатационном режиме

кВт

5595

5347

5102

4905

5818

5596

5334

5112

4902

5876

2

Расход топливного газа на эксплуатационном режиме

нм3

2614

2541

2463

2364

2724

2517

2463

2387

2310

2639

3

Эффективный КПД ГТУ на эксплуатационном режиме

%

23,0%

22,6%

22,3%

22,3%

22,9%

23,9%

23,3%

23,0%

22,8%

23,9%

4

Приведенная к нормальным условиям (Т=288 К, Ра=101 кПа) мощность на эксплуатационном режиме

кВт

5867

5615

5354

5145

6094

5960

5672

5425

5211

6230








Рисунок 1


Рисунок 2


Анализируя графики, представленные на рисунках 1 и 2, можно сказать, что в среднем отличие мощности при открыто и закрытом обогреве ВОУ составляет приблизительно 7-8%, разница КПД ГТУ несколько меньше и составляет примерно 0,7%.

Параллельно с обработкой экспериментальных данных проводилась теоретическая оценка влияния подогрева рабочего тела в ВОУ. Расчеты проводились в программе A2GTP разработанной на кафедре ТДУ СПбГПУ.

По результатам расчетов и экспериментальных данных построены графики зависимостей влияния температуры на эффективную мощность ГТУ и эффективный КПД ГТУ, причем построение графиков происходило в относительных координатах.

Рисунок 3.

Рисунок 4.


Как видно из графиков представленные на рисунках 3 и 4 экспериментальные и расчетные кривые имеют сходный характер, и отличаются только углом наклона. Это отличие можно объяснить погрешностью измерения при проведении эксперимента и особенностями системы регулирования конкретного агрегата.

Выводы
  1. Подогрев рабочего тела на входе в осевой компрессор отрицательно сказывается на выходных показателях ГТУ таких как мощность, КПД и ведет к перерасходу топливного газа, что подтверждается экспериментальными и расчетными исследованиями.

  2. Экспериментальные и расчетные кривые имеют одинаковый характер и достаточную сходимость, что позволяет применять расчетный метод для оценки влияния подогрева рабочего тела на выходные параметры ГТУ.

  3. Приведенная располагаемая мощность при подогреве рабочего тела в ВОУ уменьшается приблизительно на 7%, КПД на 0,7%.


Литература:
1. ПР 51-31323949-43-99, ВНИИГАЗ. Методические указания по проведению теплотехнических и газодинамических расчетов при испытаниях газотурбинных ГПА.
2. ГОСТ 8.563.1-97. МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle