В случае мощных базовых ГТД газоперекачивающих агрегатов на
выбор
π
к
(
π
т
) также накладываются ограничения, связанные с напря-
жениями в рабочих лопатках последней ступени турбины УГТУ. При
заданном допускаемом напряжении на растяжение
σ
л
в корневом се-
чении рабочей лопатки последней ступени турбины максимальную
частоту вращения ротора
n
T
max
можно оценить по формуле [6]:
σ
л
=
K
п
n
2
T
max
F
т
,
где
F
т
— площадь проходного сечения на выходе из рабочего колеса
УГТУ;
K
п
— коэффициент пропорциональности, зависящий от формы
пера лопаток.
Если принять максимальную частоту вращения
n
т max
, равную ча-
стоте вращения электрогенератора (
n
т
= 3000
об/мин), считать задан-
ными
σ
л
и
K
л
, то можно найти предельное значение площади
F
т
за тур-
биной УГТУ, а следовательно, и предельное значение расхода
G
г. пред
рабочего тела.
Учитывая, что расход рабочего тела через базовый ГТД и УГТУ
с измененной последовательностью процессов одинаков, можно опре-
делить предельную мощность базового ГТД для работы в системе КУ:
N
e
0
пред
=
N
e
0
уд
G
г
.
пред
.
Зависимость предельного расхода рабочего тела через базовую
УГТУ можно представить в виде
G
г
.
пред
=
C
1
π
т
h
1
−
1
−
π
т
1
−
K
г
K
г
η
т
i
,
(9)
где
C
=
σ
л
C
т
ε
(
λ
т
)
P
т0
n
2
т
K
п
R
г
T
т0
,
(10)
π
т
,
η
т
— степени понижения давления и КПД турбины УГТУ, опреде-
ленные по заторможенным параметрам;
С
т
,
(
λ
т
)
— скорость потока и
газодинамическая функция плотности за турбиной УГТУ;
R
г
— газо-
вая постоянная продуктов сгорания;
Р
т0
,
Т
т0
— давление и температу-
ра заторможенного потока за турбиной базового ГТД (перед турбиной
УГТУ).
Поскольку КПД, коэффициент
С
и
η
т
различных УГТУ меняют-
ся незначительно, предельное значение расхода рабочего тела
G
г. пред
определяется степенью понижения полного давления
π
т
в турби-
не УГТУ. Расход, найденный по формуле (9), может существенно
превышать расход рабочего тела базовой ГТД компрессорной стан-
ции. В этом случае для совместной работы в системе КУ можно
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 1 75
