the base gas-turbine engines because it is compensated by the pressure increase in the
compressor. Products of combustion from the base engines enter initially a turbine,
next a gas-cooler, and then a compressor of the recovery gas-turbine plants operating
under the working medium pressure below the atmospheric one. The recovery plants
with modified sequence of processes generate from 15 to 25% of mechanical power.
A fuel utilization factor reaches 0.8–0.85 with consideration for the heat of water
warmed up in the gas-cooler. A ratio of the unhealthy component content in products
of combustion to the total mechanical power of the gas-turbine engine and the
recovery plant reduces by 15–25%. A degree of decrease in the plant pressure is
small (less than optimal values) due to the mass-dimension and strength restrictions.
Keywords
:
heat recovery, combined gas-gaseous facility, gas-turbine plant with
modified sequence of processes, efficiency, electric energy, heat, power.
Утилизация теплоты выхлопных газов газотурбинных двигателей
(ГТД) газокомпрессорных станций для выработки энергии, предназна-
ченной для привода дополнительного числа нагнетателей природного
газа на магистральных газопроводах, для собственных нужд станции
или передачи во внешнюю электрическую сеть, является актуальной
задачей, учитывая огромную превышающую 38 000МВт суммарную
мощность эксплуатируемых в РФ ГТД. Утилизация теплоты надстро-
ечными утилизационными установками целесообразна на тех станци-
ях, которые оборудованы газоперекачивающими агрегатами, имеющи-
ми значительный остаточный ресурс до вывода из эксплуатации и при
условии низких дополнительных капитальных вложений.
Размещение утилизационных установок на выходе из базовых
ГТД компрессорных станций приводит к увеличению сопротивления,
уменьшению срабатываемого в силовой турбине ГТД теплоперепада
и вырабатываемой мощности для привода нагнетателей природного
газа.
Самым распространенным вариантом использования теплоты ухо-
дящих из базовых ГТД газов является сезонный подогрев в теплооб-
менных аппаратах воды, предназначенной для отопления помещений
компрессорных станций, поселков и т.п. Для производства электриче-
ской энергии применяют утилизационные паротурбинные установки
(УПТУ) с невысокими начальными параметрами пара, определяемы-
ми температурой уходящих из базовых ГТД продуктов сгорания. В
качестве рабочего тела используется водяной пар, а также пары низ-
кокипящих жидкостей (пентана, бутана) с термодинамическими харак-
теристиками, позволяющими проектировать более эффективные уста-
новки [1–3]. Следствием увеличения сопротивления движению газа
на выходе из ГТД со свободной турбиной, которое можно оценить
уменьшением коэффициента сохранения полного давления, является
снижение мощности базовых установок.
Для современных базовых ГТД, например, НК-14СТС-10,
ГТНР-16, ГТУ-25П, НК36-СТ с температурой и расходом выходя-
щих продуктов сгорания, меняющихся соответственно в диапазоне
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 1 69
