Teoria turbinelor cu gaz, arată că acestea sunt foarte sensibile la schimbările din parametrii ciclului termodinamic, în special, la schimbările de temperatură și presiunea aerului exterior care intră unitatea compresor axial. Condițiile de operare se manifestă ca o modificare a caracteristicilor externe ale instalației turbinei cu gaz. La schimbarea presiunii aerului din exterior, iar constanta de temperatură, capacitatea unității se schimbă direct proporțional cu presiunea externă. Cu toate acestea, variațiile externe de presiune a aerului din stațiile de comprimare și de la o stație să aibă loc într-un interval relativ mic, și stabilește că efectul redus al presiunii aerului exterior la funcționarea turbinei cu gaz pe conductele de gaz situate în principal în teren plat.
Semnificativ mai mare în ceea ce privește COP are loc fluctuație a temperaturii aerului exterior, în special, de sezon. Devierea de temperatura aerului exterior calculat (t1 = +15 0 C) determină o modificare semnificativă a GTP putere efectivă, iar în unele cazuri extreme (datorită temperaturii gazelor înainte de limitările ale turbinelor) pot cauza unitatea de oprire forțată și pentru a nu deteriora lamele și roți gaz turbină.
Schimbarea în afara T1 temperatura aerului la o temperatură constantă înainte de T3 turbinei cu gaz duce la faptul că odată cu scăderea puterii T1 și vitezei arborelui crește cu turbine cu gaz, performanța unității. În același timp, creșterea eficienței instalației. Creșterea T1 conduce la o scădere a puterii și de a reduce GTP turatia arborelui. Creșterea puterii la GTU valoarea nominală aici poate fi realizată numai prin creșterea temperaturii gazului înainte de a turbinei peste și peste valoarea calculată.
La o setare de putere nominală constantă, scăderea temperaturii în afara duce la o scădere a temperaturii gazului mai mică înainte de turbină și turbina de gaz a arborelui de reducere a vitezei; Eficiența de montare, astfel, a crescut. Creșterea temperaturii aerului exterior are efectul opus.
De înaltă sensibilitate a turbinelor cu gaz la o schimbare a temperaturii aerului exterior furnizat la intrarea unui compresor axial, datorită faptului că, pe de o parte, multe turbine cu gaz moderne sunt constant comunicând secțiune transversală a unei turbine cu gaz și un compresor axial, care elimină posibilitatea fluxului de aer la parametri constanți GTU fluidului de lucru și în al doilea rând, instalațiile moderne sunt caracterizate printr-o valoare mare a raportului de compresie și de lucru de expansiune l = hc / HT = 0,60- 0,70 la funcționare nominală și l @ parțială la 0,80 Bootare.
Influența bulină modificărilor externe ale temperaturii aerului în modul GTU funcționare și performanța poate fi redusă semnificativ prin utilizarea pivoteze de ghidare de intrare într-un compresor paletele axial, care se face în proiectarea motoarelor tip turbină cu gaz moderne (mai ales de tip de aeronavă).
Efectul modificărilor parametrilor de frontieră turbine cu ciclu de temperatură pot fi urmărite pe baza luării în considerare a următoarelor relații.
Indicatorul de putere GTU este cunoscută, dată de relația:
în care q - raportul ciclului de temperatură de delimitare; n - turatia arborelui turbinei cu gaz; pk - raportul presiunii de compresie pe compresor axial.
Aceste relații indică faptul că puterea GTU depinde în mare măsură de raportul ciclului turbinei cu gaz temperatura limită. increment putere GTU pentru mici abateri de delimitare ciclu temperaturi raporturi (Dq) din valoarea nominală (q0) la o viteză de rotație constantă (n = idem) este:
Cu toate acestea, modificarea raportului ciclului de temperatură de delimitare (Dq) va fi diferit în funcție de schimbarea fiecărui ciclu de temperatură de delimitare (T1 și T3):
De la (1.80), rezultă că pentru orice valori ale pk. Bună, k. hi, adică o foarte mică schimbare în temperatură exterioară (T1) poate determina o modificare a puterii GTU de mai multe ori mai mare decât variația de temperatură a gazului înainte de turbină (T3).
Argumente similare pot fi făcute și pentru a evalua influența ciclului limita temperatura pentru a schimba eficiența turbinelor cu gaz.
Pentru raportul calculat pentru a determina schimbarea setării de putere numai de la variațiile de temperatură, se vor lua o serie de ipoteze simplificatoare: o valoare constantă a eficienței relative a compresorului și a turbinei, constanta raportului de compresie presiunea, temperatura gazului constantă înainte de a turbinei și debitul de funcționare a corpului de instalare. Modificările numai temperatura exterioară.
unde T1 - valoarea absolută a temperaturii aerului exterior inițial de curent; T0 - inițială (nominală) valoarea temperaturii în condiții de funcționare nominale (T 0 = 288,2 C); L0 - compresor raportul de capacitate și turbina de gaz pe modul curent de operare GTP.
Capacitatea reală specifică a turbinei cu gaze (Ne, m / GK) poate fi considerată independentă de temperatura aerului exterior înainte de compresor, dar performanța compresorului depinde de temperatura aerului exterior (în ceea ce privește constanța capacității volumului compresorului și presiunea constantă a aerului exterior):
în care DT1 - variația temperaturii aerului exterior în raport cu modul nominal; indicele „0“ este marcat printr-un mod nominal de funcționare:
Curent (Ne) și nominal (Ne, 0) Valorile sunt determinate de putere o instalație de turbină cu gaz, cu următoarele relații:
Prin urmare, variația relativă a puterii unei instalații cu turbină cu gaz la schimbarea temperaturii aerului exterior este determinat de relația [4]:
Raportul de putere al compresorului axial și turbina cu gaz la puterea nominală, în general, l0 »0.65. Aceasta înseamnă că raportul capacității teoretice a instalației de turbină cu gaz cu temperatură nainisshey exterior (t1 = - 35 0 C; DT1 = - 50 0 C) și mare (t1 = + 35 0 C; DT1 = + 20 0 C) este:
Raportul dintre capacitatea nominală a turbinei cu gaz, la o temperatură a aerului + 15 0 C (temperatura normală de proiectare la care puterea nominală este determinată de obicei UTS) și o temperatură de - 15 0 C, de ex în timpul iernii UTS condiții de funcționare:
Acest lucru înseamnă că, prin reducerea temperaturii aerului la intrarea compresorului axial poate fi realizată o turbomachine forțând semnificativă.
Toate produse în instalarea noastră turbină țară este proiectată la o temperatură standard în aer liber (+ 15 0) și presiune standard a aerului exterior P = 0,1 MPa, dar funcționează în condiții climatice diferite.
Teoria turbomașinior face posibilă pentru a da cifre care operează în diferite condiții climatice unei singure condiții de proiectare de tip turbină cu gaz, așa-numitele formule de reducere.
De obicei, influențează temperatura și presiunea atmosferică este luată în considerare prin construirea caracteristicile universale ale motorului care reprezintă similitudinea dintre parametrii de comunicare a imaginii.
Variabilele independente în aceste condiții sunt valorile: P1. T1. Consumul de combustibil și viteza de rotație n; dependente - G, N, T3. pk. h; poate limita temperaturii T3 gaz înainte de a turbinei și setarea puterii N. Prin urmare separate și parametrii similaritate - pentru [10] independente și dependente.
Reducerea puterii în raport cu ambreiajul compresorului:
Relativ prezentat peste căile de temperatură GTU:
Debit de aer redus prin compresor axial:
Aceste presiuni asupra GTU căi:
Viteză redusă:
unde T1 și p1 - respectiv temperatura reală și presiunea aerului din exterior; indicele „0“ se observă valoarea nominală (nominală).
Fiecare parametru relativ este dat la condiții normale depinde de o putere specifică redusă, care poate fi utilizată în calcularea următoarei relații simplificate [6]:
în cazul în care T3, teatru, etc. - reducerea temperaturii relative de admisie a gazului la turbina cu gaz;
Temperatura redusă la ieșirea turbinei cu gaz este conectat cu raportul valoare a puterii peste turbine cu gaz:
Eficiența redusă a plantei este legată de modificarea raportului de putere relativă a GTU:
Consumul de gaz combustibil redus:
Disponibilitatea și utilizarea acestor relații vă permite să se potrivească cu sistemele de operare de performanță de proiectare și reale, indiferent de aria de localizare a acestora și de a determina eficacitatea utilizării lor de către COP.
Raporturile de prezență de 1.93 și 1.94 permite construirea conexiune grafic între turbinele cu gaz de alimentare și temperatura gazelor înaintea HPT sau LPT și modificarea temperaturii sau a schimbării judecător putere un alt parametru, precum schimbarea eficienței relative sau debitul relativ gazului combustibil (rapoarte de 1,95 și 1,96).
De exemplu, atunci când reglementarea programului T30 = idem cu modificări în T1 temperatura ambiantă. este recomandabil să se folosească următoarea relație parametri:
Suma de reducere a puterii relative (p1 = idem) [9]:
Aceste rezultate sunt în concordanță cu datele experimentale.
De un interes cert este estimarea de influență și de a schimba presiunea aerului exterior pe puterea unității. Deci, dacă următoarele relații pot fi obținute pentru valorile de referință ale temperaturii și presiunii pentru a lua performanța lor la nivelul mării, pe baza prelucrării datelor existente, pentru a modifica acești parametri cu modificarea altitudinii [2]:
unde h - înălțimea deasupra nivelului mării, km.
Să presupunem, ca și mai înainte, că, atunci când presiunea externă și temperatura rămân neschimbate parametrii Pk și T3.
p1 presiunea aerului înainte de compresor axial în sine nu este inclusă în relațiile de ansamblu termodinamice. cu condiția, totuși, că Pk = idem va afecta debitul de aer prin compresor. În acest sens, putem scrie:
Prin urmare, înălțimea efectivă h la capacitatea unității este determinată de relația:
în care raportul z- caracterizează amplitudinea rezistenței hidraulice prin setarea cale.
Calculele arată că pentru punerea porțiuni highland conducte, scăderea puterii de instalare relativă poate fi caracterizată prin raportul (considerând ecuațiile 1 101):
Ecuația (1 104), face posibilă estima cât de mult puterea turbinelor cu gaz pot fi reduse în zonele muntoase de conducte de gaze (Fig. 1 22).
Pentru un multi-ax indicatori externi tip turbină cu gaz condiție suplimentară de conectare GTP și parametrii aerului exterior este echilibrul de putere al turbinei de supraalimentare. Fig. 1.23 prezintă comportarea trei arborelui circuitul de ieșire al motorului, cu o simplă turbină de putere joasă presiune în funcție de exterior t1 temperatura aerului.
Calculele arată că recuperarea căldurii reziduale este un efect foarte mic asupra modificării caracteristicilor externe ale motorului este crescută sau o valoare a scăzut T1.
7 Lista de verificare
1 Ceea ce se numește un motor cu turbină?
2 descrie procesul de lucru al fabricii simplu cu turbină cu gaz
3 Cum pot crește eficiența instalației cu turbină cu gaz?
4 Ce raport determină posibilitatea de recuperare a căldurii din gazele de eșapament ale turbinelor cu gaz?
5 descrie GTU ciclului efectiv
6 Cum putem îmbunătăți eficiența turbinelor cu gaz?
7 GTU cu recuperare a căldurii gazelor de ardere
8 Care este efectul parametrilor aerului exterior pe GTP?
2 Uvarov VV Turbine cu gaz si turbine cu gaz, în 1970