ANALYSIS OF METHODS FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF GAS TURBINE UNIT OPERATION
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.51.15996Keywords:
gas turbine, efficiency increase, heat utilization, regeneration, cooling of airAbstract
A promising direction in the development of the energy sector is the use of energy–saving technologies based on gas turbine units, which can significantly increase the efficiency of fossil fuel use. One of the promising ways to improve the fuel efficiency of gas turbine plants is the use of complex thermodynamic cycles. The article presents a study of increasing the efficiency of gas turbine plants by improving their thermal and technological schemes. The schemes with intermediate cooling in the process of air compression and with heat recovery of exhaust gases are considered. The article discusses the problem of optimization and selection of rational parameters of the working process of a gas turbine plant. Integrated optimization of the parameters of the thermodynamic cycle of a gas turbine unit, such as the gas temperature in front of the turbine, compressor pressure ratio, as well as the parameters that determine the working process of additional units of the plant, plays an important role in increasing its efficiency. The AI–336–1 / 2–10 gas turbine drive, designed to drive gas–pumping units and other industrial plants with a capacity of 10 MW, was chosen as the object of the study.Selecting workflow parameters that provide maximum efficiency is a major challenge in the design of complex cycle motors.The results of a numerical study of the influence of the main parameters of the operating process of the plant on the efficiency are presented, the influence of pressure ratio and the maximum cycle temperature on the cycle parameters is analyzed. The comparison of the values of the optimal pressure ratio in terms of effective efficiency with the optimal pressure ratio in terms of specific effective work for cycles of a simple scheme and a complex one.It is shown that due to multistage compression with intercooling and exhaust gas regeneration; it is possible to achieve high values of effective efficiency, which for a gas turbine plant of a simple scheme can be obtained only at high cycle parameters
References
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.
