Относительные приведенные параметры ГТУ

Теория газотурбинных установок показывает, что они очень чувствительны к изменению термодинамических параметров цикла и, в частности, к изменению температуры и давлению наружного воздуха на входе в осевой компрессор установки. В условиях эксплуатации это проявляется в виде изменения внешних характеристик газотурбинной установки. При изменении давления наружного воздуха и неизменной его температуре, мощность установки изменяется прямо пропорционально изменению наружного давления. Однако колебания давления наружного воздуха на отдельных компрессорных станциях и от станции к станции происходят в сравнительно малых пределах, что и определяет малое влияние изменения давления наружного воздуха на работу ГТУ на магистральных газопроводах, расположенных в большинстве случаев в равнинной местности.

Значительно больше в условиях КС имеет место колебание температуры наружного воздуха, особенно сезонные. Отклонение температуры наружного воздуха от расчетной (t₁= +15 ⁰C) вызывает значительное изменение эффективной мощности ГТУ, а в отдельных крайних случаях (вследствие ограничения температуры газов перед турбиной) может вызвать и вынужденную остановку агрегата, чтобы не вывести из строя лопатки и диски газовой турбины.

Изменение температуры наружного воздуха Т₁при неизменной температуре газов перед турбиной Т₃приводит к тому, что с понижением Т₁мощность и частота вращения вала ГТУ возрастают, возрастает и производительность агрегата. Одновременно с этим растет КПД установки. Повышение Т₁приводит к падению мощности и снижению частоты вращения вала ГТУ. Повышение мощности ГТУ до номинального значения здесь можно осуществить лишь за счет повышения температуры газов перед турбиной сверх расчетной.

При неизменной номинальной мощности установки, понижение температуры наружного воздуха приводит к уменьшению к снижению температуры газов перед турбиной и уменьшению частоты вращения вала ГТУ; КПД установки при этом повышается. Повышение температуры наружного воздуха приводит к обратному эффекту.

Большая чувствительность газотурбинных установок к изменению температуры наружного воздуха, поступающего на вход осевого компрессора, объясняется тем что, во-первых, многие современные ГТУ имеют постоянные проходные сечения газовой турбины и осевого компрессора, что исключает возможность регулирования расхода воздуха при неизменных параметрах рабочего тела ГТУ и, во-вторых, современные установки характеризуются большим значением соотношения работ сжатия и расширения l = h_к/ h_т= 0,60- 0,70 на номинальном режиме работы и l @ 0,80 на частичных нагрузках.

Резкого влияния изменения температуры наружного воздуха на режим работы и показатели ГТУ можно значительно уменьшить за счет применения поворотного входного направляющего аппарата в осевом компрессоре, что и осуществляется в конструкциях современных газотурбинных установках (в основном авиационного типа).

58. Расчет мощности КПД ГТУ по параметрам нагнетателя.

Располагаемая мощность ГТУ - это максимальная рабочая мощность на муфте, которую может развить ГТУ в конкретных станционных условиях. Ее величина определяется внешними эксплуатационными условиями, уровнем технического состояния, параметрами эксплуатационных ограничений и другими факторами.

Эксплуатационными ограничениями располагаемой мощности ГТУ различных типов могут служить разные параметры (температура на входе и выходе турбины, между турбинами, частота вращения ротора турбокомпрессора и т. д.).

Располагаемая мощность ГТУ

, (5.17)

где - коэффициент технического состояния ГТУ (табл. 5.3); - коэффициент, учитывающий влияние системы противообледенения (0,87 - для ГТК-10, 1 - для остальных типов ГПА); - коэффициент, учитывающий влияние температуры атмосферного воздуха на мощность ГТУ (см. табл. 5.3); , - фактическая и номинальная температура воздуха на входе ГТУ, °С; - абсолютное барометрическое давление воздуха, МПа.

Температура воздуха на входе ГТУ

где - расчетная температура атмосферного воздуха месяца, сезона, квартала, °С (см.#M12291 9053801СНиП 2.01.01-82#S "Строительная климатология и геофизика"); - поправка на изменчивость климатических данных (2,5 °С для среднемесячной и 1,5°С для среднесезонной температуры); - поправка на местный подогрев атмосферного воздуха (в среднем 2,5°С); - поправка, учитываемая при работе установок водоиспарительного охлаждения в летнее время (6-10 °С).