Вход
  1. Главная
  2. Журналы
  3. «Газовая промышленность»
  4. Газовая промышленность 3.2024
Газовая Промышленность 3.2024

Научная статья

УДК 621.438
(UDK 621.438)

Для получения доступа к статьям

Авторизуйтесь
Купить журнал

ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ (POWER SUPPLY SERVICE AND ENERGY EFFICIENCY)

О ВЫБОРЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ЧАСТОТ ВРАЩЕНИЯ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ МИКРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

(CONSIDERATIONS REGARDING SELECTION OF OPTIMAL SPEEDS FOR TURBINE GENERATORS IN MICROTURBINE UNITS)

В статье приводятся результаты анализа и применения методики предварительного расчета ключевых элементов микротурбинных установок – высокооборотных турбогенераторов – в целях определения оптимальных характеристик этих машин на этапе их предварительного проектирования. Представлены построенные модели оптимальных частотных характеристик радиально-осевых турбин. На основе зависимостей для машинной постоянной Арнольда рассчитаны характеристики зависимости мощности электрических генераторов от их рабочей частоты. Создана математическая модель для вычисления интегральных характеристик высокооборотных турбогенераторов в широком диапазоне частот вращения. Она позволяет выполнить расчет согласующих параметров радиально-осевой турбины и высокооборотного синхронного электрического генератора на постоянных магнитах для достижения максимальной эффективности работы оборудования. Полученные результаты могут быть использованы для предварительного оценочного расчета характеристик высокооборотных турбогенераторов в целях экономии затрат ресурсов при выполнении последующих этапов рабочего проектирования перспективных энергоисточников для газовой промышленности.

This article provides the results of the analysis and application of the tentative estimation procedure for high-speed turbine generators, key components of microturbine units, in order to determine the optimal specifications of such machines at the preliminary engineering stage. The developed models of optimal speed curves for radial-axial turbines are presented. Based on dependences for Arnold’s machine constant, characteristics of dependence between an electric generator power and its operating speed were calculated. A mathematical model was developed for calculation of integral characteristics of high-speed turbine generators in a broad range of speeds. It allows calculating matching parameters for a radial-axial turbine and a high-speed synchronous electric permanent magnet generator in order to achieve maximum performance of the equipment. The results can be used for tentative sizing of high-speed turbine generators to save resources during the following stages of detailed engineering of future energy sources for the gas industry.

МИКРОТУРБИНА, РАДИАЛЬНО-ОСЕВАЯ ТУРБИНА, ВЫСОКООБОРОТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР, МАШИННАЯ ПОСТОЯННАЯ АРНОЛЬДА, ТУРБОГЕНЕРАТОР

MICROTURBINE, RADIAL-AXIAL TURBINE, HIGH-SPEED ELECTRIC GENERATOR, ARNOLD’S MACHINE CONSTANT, TURBINE GENERATOR

С.Н. Беседин, д.т.н., ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет» (Санкт-Петербург, Россия), sb68595@gmail.com

В.В. Барсков, д.т.н., ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого» (Санкт-Петербург, Россия), barskov_vv@spbstu.ru

В.А. Рассохин, д.т.н., проф., ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», rassohin_va@spbstu.ru

Н.Н. Кортиков, д.т.н., проф., ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», kortikov_nn@spbstu.ru

А.И. Рыбников, д.т.н., проф., ОАО «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова» (Санкт-Петербург, Россия), metall126@mail.ru

S.N. Besedin, DSc in Engineering, State Marine Technical University (Saint Petersburg, Russia), sb68595@gmail.com

V.V. Barskov, DSc in Engineering, Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University (Saint Petersburg, Russia), barskov_vv@spbstu.ru

V.A. Rassokhin, DSc in Engineering, Professor, Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University, rassohin_va@spbstu.ru

N.N. Kortikov, DSc in Engineering, Professor, Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University, kortikov_nn@spbstu.ru

A.I. Rybnikov, DSc in Engineering, Professor, JSC I.I. Polzunov Scientific and Development Association on Research and Design of Power Equipment (Saint Petersburg, Russia), metall126@mail.ru

Беседин С.Н. Микротурбинные установки. СПб.: Петрополь, 2019. 252 с.

Кириллов И.И. Теория турбомашин. Л.: Машиностроение, 1972. 536 с.

Лапшин К.Л. Математические модели проточных частей в проектировочных газодинамических расчетах осевых тепловых турбин на ЭВМ. Л.: ЛПИ имени М.И. Калинина, 1989. 68 с.

Balje O.E. Turbomachines: A guide to design, selection and theory. New York, NY, USA: Wiley-Interscience, 1981. 521 p.

Linhardt H.D. Cryogenic turboexpanders // LNG/Cryogenics. 1973. No. 7. P. 7–15.

Rohlik H.E. Analytical determination of radial inflow turbine design geometry for maximum efficiency: report No. NASA TN D-4384. Washington, DC, USA: NASA, 1968. 30 p.

Хуторецкий Г.М., Токов М.И., Толвинская Е.В. Проектирование турбогенераторов. Л.: Энергоатомиздат, 1987. 255 с.

Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2014614228 Российская Федерация. Программа расчета ЭДС холостого хода генератора с постоянными магнитами: № 2014611421; заявл. 25.02.2014; опубл. 20.05.2014 / Рябов А.А., Беседин С.Н. // Федеральный институт промышленной собственности: офиц. сайт. URL: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2014614228&TypeFile=html (дата обращения: 05.03.2024).

Besedin SN. Microturbines. Saint Petersburg: Petropol’; 2019. (In Russian)

Kirillov II. Theory of Turbomachines. Leningrad: Mechanical Engineering [Mashinostroenie]; 1972. (In Russian)

Lapshin KL. Mathematical Models of Flow Parts in Design Gas-Dynamic Calculations of Axial Heat Turbines on a Computer. Leningrad: Leningrad Polytechnic Institute named after M.A. Kalinin; 1989. (In Russian)

Balje OE. Turbomachines: A Guide to Design, Selection and Theory. New York, NY, USA: Wiley-Interscience; 1981. (In Russian)

Linhardt HD. Cryogenic turboexpanders. LNG/Cryogenics. 1973; (7): 7–15.

Rohlik HE. Analytical determination of radial inflow turbine design geometry for maximum efficiency. NASA. Report No.: NASA TN D-4384, 1968.

Khutoretskiy GM, Tokov MI, Tolvinskaya EV. Design of Turbo Generators. Leningrad: Energoatomizdat; 1987. (In Russian)

Ryabov AA, Besedin SN. Program for calculating the electromotive force of an idling generator with permanent magnets. Available from: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2014614228&TypeFile=html [Accessed: 5 March 2024]. (In Russian)
Назад к журналу
NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

О нас

 

 

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57