Газотурбинные и парогазовые установки в России. Парогазовая установка с вводом пара в газовую турбину - перспективное направление развития энергетических установок, страница 22

В [5] приведены данные о ПГУ с впрыском пара 501 КН, выполненной на базе авиационного газо-турбинного агрегата 501 KB, который представляет собой модификацию турбовинтового двигателя. Установка 501 КН одновальная. Определяющие показатели этой ПГУ очень близки расчетному варианту с =12 и t3=1000°С (табл. 1). Сравнение основных параметров ПГУ 501 КН с расчетными данными табл.1 показывает, что они практически совпадают (табл. 2).

Это свидетельствует об очень хорошем согласовании расчетных данных оптимального цикла с показателями осуществленной ПГУ.

Таблица 1. Результаты расчетов оптимальных режимов ПГУ

Наименование величин

t3, °С

700

800

900

1000

Температура после ГТ, °С

308,0

376,8

447,0

519,4

Коэффициент избытка

5,377

4,051

3,222

2,605

воздуха

Впрыск пара:

dТ, кг/м3ПГ

5.846

6,137

6,256

6,370

dВкг/кг воздуха

0,0854

0,1190

0,1525

0,1921

Парциальное давление пара

0,1169

0.1549

0.1892

0,2258

Абсолютное давление пара

12.31

16,31

19.92

23,78

в парогазовой смеси на

выходе, кПа

КПД ПГУ брутто

0,3502

0,3826

0,4062

0,4225

Расход топлива, м3ПГ/с

0,773

0,708

0,666

0,641

Мощность компрессора, кВт

17 312

11 939

8944

6952

Мощность турбины, кВт

27725

22351

19356

17 364

Расход воздуха, м3

41,0

28,2

21.2

16,4

Расход газопаровой смеси,

48,1

34,9

27,4

22,5

Расход воды, кг/с

4.52

4.34

4,17

4,08

Таблица 2. Сравнениепоказателей ПГУ 501КН с расчетными табл.1

Наименование показателей

501 КН

Данные табл.1

Степень сжатия компрессора

11,6

12

Температура перед газовой

982

1000

турбиной,0С

Температура на выходе из

502

519

турбины. 0С

Относительный расход пара.

0,167

0,192

кг пара/ кг воздуха

Отношение мощности турбины

2.1

2.5

к мощности компрессора

КПД, %

40,7

42,2

Для рассматриваемых оптимальных режимов ПГУ с впрыском пара электрический КПД брутто для начальных температур перед турбиной от 700 до 1000°С при степени повышения давления = 6 составляет 31,2-35,8 %, а при =12  3542,2 %. Это существенно превышает КПД газотурбинных установок, но значительно ниже КПД парогазовых установок со сбросом газов в котел при тех же значениях и t3

Удельный расход воды dBна 1 кг воздуха оптимальных режимов изменяется для t3=700-1000°С при =6 от 0,13 до 0,25, а при=12 - от 0,085 до 0,20. Значительно более устойчивым оказывается удельный расход воды dT на 1 м3 природного газа: при =6 dT=7,07,5, а при =12 - dT=5,856,4. Ориентировочно можно считать, что для оптимальных режимов dT составляет при =6 около 7,2; при =9  6,5 и =12  6,1. Мощность турбины оказывается значительно увеличенной по отношению к мощности компрессора. Отношение их мощностей составляет для =6  2,03,2,  а для =12  - 1,62,5.