без сжигания дополнительного топлива. В этом случае комбинирован-
ная газо-газовая установка (КУ), включающая в себя базовый ГТД и
УГТУ, будет иметь наибольшую эффективность.
Определим оптимальное значение степени повышения давления в
УГТУ с измененной последовательностью процессов. Удельную рабо-
ту цикла УГТУ можно записать в виде
L
e
=
Cp
00
г
T
г
1
−
π
т
1
−
K
00
г
K
00
г
η
т
η
мех
−
С
p
0
г
T
х
π
к
K
0
г
−
1
K
0
г
−
1
1
η
к
,
(1)
где
Ср
00
г
,
Ср
0
г
,
K
00
г
,
K
0
г
— средние удельные теплоемкости и показатели
изоэнтропы процессов при расширении газа в турбине (индекс
00
) и
сжатии в компрессоре (индекс
0
);
Т
г
— температура газа перед турби-
ной, равная температуре газа за силовой турбиной базового ГТД;
π
т
,
π
к
— степени понижения и повышения давления газа, соответственно,
в турбине и компрессоре;
Т
х
— температура газа за газоохладителем
перед компрессором;
η
т
,
η
к
— изоэнтропические КПД турбины и ком-
прессора соответственно; — заторможенный поток.
В компрессоре и турбине УГТУ рабочее тело одно и то же, а имен-
но продукты сгорания природного газа с коэффициентом избытка воз-
духа, равным
α
Σ
= 3
. . .
3
,
5
. Учитывая, что средняя температура про-
цессов расширения и сжатия в УГТУ отличается на
300
. . .
350
◦
С, а
рабочее тело турбины и компрессора одинаковое, в первом приближе-
нии можно принять
Cp
0
г
=
Cp
00
г
и
K
0
г
=
K
00
г
.
Надстроечная УГТУ устанавливается вместо выходного устрой-
ства базового ГТД, а выходное устройство УГТУ — за компрессором
установки. Если принять, что выходные устройства за базовым ГТД
и УГТУ имеют примерно одинаковое сопротивление, т.е.
σ
вых
=
idem,
то в этом случае степень понижения полного давления
π
т
в турби-
не связана со степенью повышения давления
π
к
утилизационной ГТУ
зависимостью
π
т
=
π
к
σ
вх
σ
х
,
где
σ
вх
— коэффициент сохранения полного давления в системе подво-
да газа из силовой турбины базового ГТД в турбину утилизационной
установки;
σ
х
— коэффициент сохранения полного давления газоохла-
дителя УГТУ.
С учетом сделанных допущений уравнение (1) можно записать в
виде
L
e
=
Cp
г
T
г
1
−
1
π
к
σ
вх
σ
х
K
г
−
1
K
г
η
т
η
мех
−
Cp
г
T
х
π
K
г
−
1
K
г
к
−
1
1
η
к
.
(2)
72 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 1