ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СХЕМЫ ГАЗОПАРОВОЙ УСТАНОВКИ С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

Ссылка для цитирования: Параметрический анализ схемы газопаровой установки с помощью математической модели / Н.Н. Галашов,  А.А. Туболев, А.А. Минор, А.И. Баннова // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 124-135. Актуальность темы обусловлена необходимостью проведения комплекса научных исследований по разработке и оптимизации тепловых схем и методик расчета газопаровых установок. Газопаровые установки – это перспективное направление повышения эффективности энергетических установок на базе газотурбинных двигателей с экологическим и энергетическим впрыском водяного пара в камеру сгорания. Цель: совершенствование методики расчета газотурбинных установок с впрыском пара для исследования вопросов повышения эффективности выработки электрической и тепловой энергии с целью сокращения потребления природного газа, а также совершенствование тепловых схем и оптимизация параметров газопаровых установок. Объекты: комбинированные газопаровые установки на базе газотурбинных установок с впрыском пара в камеру сгорания. Методы: численные методы исследования путем математического моделирования систем и элементов газопаровых установок на основе материальных и энергетических балансов. Результаты. Разработана математическая модель расчета энергетических характеристик газопаровой установки c учетом изменения входных параметров в широком диапазоне. Проведен анализ влияния температуры газов на выходе камеры сгорания и степени сжатия в компрессоре на основные энергетические характеристики газотурбинной установки без впрыска пара и с впрыском в камеру сгорания. Показано, что впрыск пара может до 9 % повысить коэффициент полезного действия газотурбинной установки, при этом расход впрыскиваемого пара существенно снижается при росте температуры газов на выходе камеры сгорания и степени сжатия в компрессоре. Также впрыск пара существенно снижает в камере сгорания коэффициент избытка воздуха и температуру уходящих из котла-утилизатора газов. При этом примерно в 1,5…2,0 раза увеличивается удельная мощность выработки электроэнергии по сравнению с газотурбинной установкой без впрыска. Установлено, что необходимость обеспечения температурных напоров в котле-утилизаторе существенно ограничивает диапазон режимов работы газопаровой установки по степени сжатия в компрессоре.