Максимальное значение мощности и механического КПД КУ до-
стигается при оптимальной степени повышения давления
π
к.опт
УГТУ:
η
e
КУ
=
N
e
0
+
N
e
Q
р
н
G
m
,
(6)
где
N
e
0
,
N
e
— мощности базовой и утилизационной ГТУ;
Q
р
н
— низшая
теплота сгорания топлива;
G
m
— массовый расход топлива.
Неотъемлемой частью УГТУ с измененной последовательностью
процессов является газоохладитель (см. рис. 1), в котором рабочее тело
охлаждается от температуры
Т
т
за турбиной до
Т
х
за газоохладителем
(перед компрессором). При этом тепловая мощность, передаваемая
потребителю, составляет
Q
w
=
C
p
г
(
T
т
−
T
х
)
.
(7)
Таким образом, в отличие от УПТУ и традиционных УГТУ приме-
нение ГТУ с измененной последовательностью процессов обеспечива-
ет, помимо выработки механической энергии, производство теплоты в
виде горячей воды, что повышает эффективность использования топ-
лива, которую можно оценить соответствующим коэффициентом
K
и.т
=
N
e
0
+
N
e
+
Q
w
Q
р
н
∙
G
m
.
(8)
При этом улучшаются и экологические показатели из-за уменьше-
ния вредных выбросов, в первую очередь, оксидов азота, приходящих-
ся на 1 кВт мощности КУ (дополнительное количество механической
энергии и теплота производятся при прежнем количестве сжигаемо-
го топлива). На компрессорных станциях магистральных газопрово-
дов в одном цехе могут располагаться до трех-пяти газоперекачива-
ющих агрегатов. Суммарного количества дополнительно вырабаты-
ваемой электрической энергии может быть достаточно для привода
одного нагнетателя.
Утилизационные ГТУ с измененной последовательностью процес-
сов характеризуются низкой температурой рабочего тела (400. . .550
◦
С)
при входе в турбину. Это позволяет выполнить проточную часть
(лопатки, диски) турбины неохлаждаемой из недорогих конструкци-
онных материалов. То же самое можно сказать и о газоохладителе
(газо-водяной теплообменный аппарат), в который поступают газы из
турбины с еще более низкой (на 100. . . 150
◦
С) температурой. Из-за
низкого давления рабочего тела в УГТУ и увеличенных объемных
расходах вырастают размеры узлов установки. Поэтому для улучше-
ния технико-экономических показателей установки можно уменьшить
степень повышения давления в компрессоре (понижения в турбине)
до
π
к
= 2
. . .
2
,
5
по сравнению с его оптимальным значением
π
к.опт
.
74 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 1
