Производство электроэнергии на компрессорных станциях утилизационными газотурбинными установками

1 / 10

ТУРБОМАШИНЫ И КОМБИНИРОВАННЫЕ
ТУРБОУСТАНОВКИ
DOI: 10.18698/0236-3941-2016-1-44-53
УДК 621.438
ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА КОМПРЕССОРНЫХ
СТАНЦИЯХ УТИЛИЗАЦИОННЫМИ ГАЗОТУРБИННЫМИ
УСТАНОВКАМИ
Р.З. Тумашев, С.С. Михеев, Б.А. Куникеев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
Проведен анализ эффективности применения утилизационных газотурбинных
установок, работающих по циклу Брайтона, для производства электроэнер-
гии без и с дополнительным сжиганием топлива в утилизационном контуре.
Получены аналитические соотношения для определения оптимальной степени
повышения давления в компрессоре, при которой удельная мощность утили-
зационной газотурбинной установки достигает максимального значения. Без
дополнительного сжигания топлива утилизационная газотурбинная установ-
ка увеличивает на 16. . . 26% выработку механической энергии при степени
регенерации 0,8. . . 0,85 и температуре газа 750. . . 850 K на выходе из при-
водной установки. Оптимальная степень повышения давления, при которой
мощность и КПД утилизационной газотурбинной установки и всей комбини-
рованной установки достигают максимального значения, составляет от 3,5
до 4,5. Дополнительно сжигаемое топливо в камере сгорания утилизационного
контура увеличивает температуру рабочего тела перед турбиной и количе-
ство вырабатываемой механической энергии. С увеличением температуры до
800. . . 1100 K мощность комбинированной установки, включающей в себя ути-
лизационную и приводную газотурбинную установку НК-14СТ-10, возрастает
на 29. . . 75%; большее значение КПД комбинированной установки достигается
при меньшем подогреве рабочего тела. Удельная стоимость утилизационной
газотурбинной установки меньше приводной из-за более простой конструкции
и дешевых конструкционных материалов узлов установки. Применение камеры
сгорания в утилизационной газотурбинной установке определяется необходи-
мым количеством дополнительно вырабатываемой электроэнергии.
Ключевые слова: утилизация теплоты, газотурбинная установка, КПД, электри-
ческая энергия, степень повышения давления, оптимальные параметры.
ELECTRIC ENERGY GENERATION AT COMPRESSOR STATIONS
USING GAS-TURBINE HEAT RECOVERY PLANTS
R.Z. Tumashev, S.S. Mikheev, B.A. Kunikeev
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
The article analyzes the efficiency of Brayton cycle gas-turbine heat recovery plants
during electricity generation both with and without combustion of extra fuel in the
heat recovery circuit. The authors derive analytical relationships for calculation of
the optimal compressor pressure boost which provides the maximum specific output
44 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2016. № 1