Автор: Карабасов Александр Юрьевич

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №2 (25) февраль 2011 г.

Статья просмотрена: 119 раз

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.
Основные термины (генерируются автоматически): КПД ГТУ, влияния подогрева, рабочего тела, подогрева воздуха, влияния подогрева рабочего, оценки влияния подогрева, подогрева рабочего тела, параметры ГТУ, разница КПД ГТУ, эффективный КПД ГТУ, обогреве ВОУ, выходных показателях ГТУ, эффективную мощность ГТУ, газоперекачивающего агрегата, Экономичность современных ГТУ, влияния подогрева воздуха, выходные параметры ГТУ, Влияние подогрева воздуха, оценка влияния подогрева, расчетные кривые.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос