АНАЛІЗ МЕТОДІВ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ ГАЗОТУРБІННОЇ УСТАНОВКИ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.51.15996Ключові слова:
газова турбіна, підвищення ефективності, утилізація тепла, регенерація, охолодження повітряАнотація
Перспективним напрямком розвитку енергетики є застосування енергозберігаючих технологій на базі газотурбінних установок, що дозволяють істотно підвищити ефективність використання органічного палива. Одним з перспективних способів поліпшення паливної ефективності газотурбінних установок є застосування складних термодинамічних циклів. У статті наведено дослідження підвищення економічності газотурбінних установок шляхом удосконалення їх теплових і технологічних схем. Розглянуто схеми з проміжним охолодженням в процесі стискування повітря і з регенерацією тепла вихлопних газів. У статті розглядається задача оптимізації та вибору раціональних параметрів робочого процесу газотурбінної установки. Комплексна оптимізація параметрів термодинамічного циклу газотурбінної установки, таких як температура газу перед турбіною, ступінь підвищення тиску в компресорі, а також параметрів, що визначають робочий процес додаткових вузлів установки грає важливу роль для підвищення її ефективності. Як об'єкт дослідження було обрано газотурбінний привід АІ–336–1/2–10, призначений для приводу газоперекачувальних агрегатів та інших промислових установок потужністю 10 МВт.Вибір параметрів робочого процесу, що забезпечують максимальну ефективність, є основним завданням при проектуванні двигунів зі складними циклами.Наведено результати чисельного дослідження впливу основних параметрів робочого процесу установки на ефективність, проаналізовано вплив ступеня підвищення тиску і максимальної температури циклу на параметри циклу. Проведено порівняння значень оптимального ступеня підвищення тиску та ефективного ККД з оптимальним ступенем підвищення тиску за питомою ефективною роботою для циклів простої схеми і складного.Показано, що за рахунок багатоступінчастого стискування з проміжним охолодженням і регенерацією вихлопних газів можна досягти високих значень ефективного ККД, які для газотурбінної установки простої схеми можна отримати тільки при високих параметрах циклу
Посилання
Тарелин, А. А., Коваль, В. А., & Ковалева, Е. А. (2009) Оценка эффективных путей развития отечественных приводных двигателей для газотранспортной системы// Восточно–Европейский журнал передовых технологий. 4 (40), 4–8.
Кузьмичёв В.С., Омар Х.Х., Ткаченко А.Ю. (2018) Способ повышения эффективности газотурбинных двигателей для наземного применения за счет регенерации тепла. Вестник Московского авиационного института. Т. 25. № 4. С. 133–141.
Bontempo R., Manna M. (2019). Efficiency optimization of advanced gas turbine recuperative–cycles// Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy. DOI: 10.1177/0957650919875909.
Манушин Э.А., Мельников А.И. (2019) Применение воздушных турбинных теплоутилизирующих установок для модернизации газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом// Известия высших учебных заведений. Машиностроение. #7(712). DOI: 10.18698/0536–1044–2019–7–47–58.
Моляков, В. Д., & Тумашев, Р. З. (2012). Обоснование схем и параметров высокоэффективных газотурбинных установок для малой энергетики// Известия высших учебных заведений. Машиностроение. (10), 52–58.
Охотин, В.С. (1984) Циклы газотурбинных и парогазовых установок. – М.: МЭИ. –52 с.
Романов, В. В., Спицын, В. Е., Боцула, А. Л., Мовчан, С. Н., & Чобенко, В. Н. (2009). Особенности создания газотурбинной установки регенеративного цикла для ГПА// Восточно–Европейский журнал передовых технологий, 4 (4 (40)), 16–20. DOI: org/10.15587/1729–4061.2009.20953.
Борщанский В.М. (2005) Исследования и разработки ЦИАМ по повышению эффективности ГТУ// Конверсия в машиностроении: Москва. – № 4–5, С.32–38.
Смирнов А. И., Богатова Т. Ф. (2017) Влияние степени повышения давления на эффективность ГТУ и ПГУ / Труды второй научно–технической конференции молодых ученых Уральского энергетического института. Екатеринбург: УрФУ, С. 51–54.
Sharma A.K., Singhania A., Kumar A., Roy R., Mandal B. K. (2017) Improvement of Gas Turbine Power Plant Performance. A Review// International Journal of Innovative Research in Engineering and Management. 4(3), pp. 658–663.
Иванов В. А. (2006) Оптимизация цикла газотурбинных установок: моногр. – Пермь: Изд–во ПГТУ, 112 с.
Иванов, В. А. (2012). Повышение эффективности стационарных и судовых газотурбинных установок// Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология, (2), 76–80.
Терещенко Ю.М., Волянская Л.Г., Кулик Н.С., Панин В.В. (2005) Теория авиационных газотурбинных двигателей. – К.: Книжкове вид–во НАУ. 500 c.
Цанев С. В., Буров В. Д., Ремезов А. (2006) Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций М.: Изд. дом МЭИ. 584 с
Иванов В.А., Ильин Р.А. (2014) Определение оптимальной степени повышения давления в газотурбинных установках // Вестн. Астраханского ГТУ. Сер.: Морская техника и технология. № 4. С. 81 – 85.
Цанев С.В., Буров В, Д., Пустовалов П.А. (2010) К вопросу о карнотизации цикла Брайтона энергетических газотурбинных установок // Энергосбережение и водоподготовка. №6. c. 2–6.
Омар Х.Х., Кузьмичев В.С., Ткаченко А.Ю. (2020) Повышение эффективности авиационных двухконтурных турбореактивных двигателей за счёт применения интеркулера и рекуператора // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. Т. 19, No 3. С. 85–99. https://doi.org/10.18287/2541–7533–2020–19–3–85–99
Gvozdetskyi І. І., Volianska L. G., Mohammad Fakhar. (2019) Gas turbine plant on the basis of the converted aero engine with regeneration// Наукоємні технології. – Київ: НАУ. №2(42), C. 270 –279.
