image
energas.ru

Газовая промышленность № 06 2022

Новые технологии и оборудование

01.06.2022 11:00 О ВОЗМОЖНОСТИ ЗНАЧИМОГО ПОВЫШЕНИЯ СТЕПЕНИ РЕГЕНЕРАЦИИ В РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВКАХ БЕЗ УВЕЛИЧЕНИЯ РАЗМЕРОВ РЕКУПЕРАТОРА
В статье предложена новая тепловая схема регенеративной газотурбинной установки. С ее помощью предполагается решить техническое противоречие: сохранить, с одной стороны, компактность газотурбинной установки, характерную для существующей на сегодняшний день простой схемы, а с другой – рост ее экономичности как при регенеративном цикле. Представлены теоретические предпосылки возможности создания регенеративной газотурбинной установки с увеличением степени регенерации при неизменных размерах рекуператора в целях повышения коэффициента полезного действия. В результате в новой схеме исключен подвод в рекуператор вторичного (охлаждающего жаровую трубу и продукты сгорания в камере сгорания) воздуха для нагрева. Сохранение расхода только первичного (для окисления топлива) воздуха при неизменной площади рекуператора приводит к росту степени регенерации тепла выхлопных газов и, соответственно, величины коэффициента полезного действия относительно простого цикла. Получаемые малые размеры рекуператора заметно снижают гидравлические потери на выпуске установки по сравнению с классической регенеративной схемой. Как следствие, исключается столь значимое падение мощности. Рост температуры первичного воздуха, улучшение условий смешения и сгорания топливной смеси в совокупности со снижением гидравлических потерь могут привести к росту коэффициента полезного действия новой схемы до величин, характерных для классической регенеративной схемы. При этом последнее утверждение требует экспериментальной проверки. Малая металлоемкость рекуператора в новой схеме, сохранение коэффициента избытка воздуха (температура вторичного воздуха остается на том же уровне, что и в простой схеме), а значит, и прежних размеров компрессора и турбины, позволят, по мнению автора, технически и экономически упростить модернизацию существующих газотурбинных установок (применяющихся, например, в газоперекачивающих агрегатах, морских и авиационных турбовальных двигателях), работающих по простой схеме.
Ключевые слова: РАЗДЕЛЕНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА, КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА, ГАЗОВОЗДУШНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛООБМЕННИКА, коэффициент ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ (КПД).


← Назад к списку