probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2020-22-4-16-23probener-1403Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGВлияние отборов охлаждающего воздуха на эффективность газотурбинной установкиInfluence of cooling air selections on the efficiency of a gas turbine installationМубараковИ. И.MubarakovI. I.

Мубараков Ильсаф Ильнурович – студент магистерского отделения кафедры «Энергетическое машиностроение» (ЭМС)

Казань

Ilsaf I. Mubarakov

Kazan

ililmub@yandex.ruШигаповА. Б.ShigapovA. B.

Шигапов Айрат Багаутдинович – доктор технических наук, профессор кафедры «Энергетическое машиностроение» (ЭМС)

Казань

Ayrat B. Shigapov

Kazan

Казанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation2020141120202241623Copyright © Мубараков И.И., Шигапов А.Б., 20202020Мубараков И.И., Шигапов А.Б.Mubarakov I.I., Shigapov A.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1403

Газотурбинная установка (далее ГТУ) состоит из 5 основных частей: входное устройство, компрессор, камера сгорания, газовая турбина, выходное устройство. В данной работе в связи с отсутствием достаточно обширной информации по стационарным ГТУ, частично были использованы данные из характеристик авиационных ГТУ. На эффективность работы ГТУ влияет множество факторов, среди которых, видимо, определяющим является степень сжатия воздуха в компрессоре π К . Разумеется, степень сжатия зависит от конструктивной схемы ГТУ, вида топлива, климатических условии эксплуатации и другие. Наиболее важным эксплуатационным параметром ГТУ является полезная мощность NP и удельный расход топлива bud . В статье дан численный анализ влияния π К на NP и bud . В статье дан численный анализ влияния π К на NP и bud при вариации температуры газов на входе в турбину T3 , а также влияние других факторов, среди которых отбор части воздуха на охлаждении высокотемпературных поверхностей конструкции. Выводы были сделаны исходя из расчѐтов результаты, которых приведены в таблицах, и графиков сравнения полученных результатов.

A gas turbine installation (GTI) consists of 5 main parts: an input device, a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, and an output device. In this work, due to the lack of sufficiently extensive information about stationary GTI, data from the characteristics of aviation GTI were partially used. The GTI operation efficiency is influenced by many factors, among which, apparently, the determining factor is the degree of air compression in the compressor π К . Of course, the compression ratio depends on the design scheme of the gas turbine, the type of fuel, the climatic conditions of operation, and others. The most important operational parameter of the GTI is the effective power NP and specific fuel consumption bud . The article provides a numerical analysis of the effect π К on NP and bud under variations in the temperature of gases at the turbine inlet T3 , as well as the influence of other factors, including the selection of part of the air for cooling high-temperature surfaces of the structure. The conclusions were made based on the calculations, the results of which are shown in the tables, and in the comparison graphs of obtained results.

ГТУоптимальная степень сжатия в компрессореполезная мощностьотборывлияниеGTIan optimal compression ratio in the compressorthe effective powerbleed airinfluenceReferencesУваров В.В. Газовые турбины и газотурбинные установки. М.: Высшая школа, 1970. 320 с.Uvarov VV. Gazovyeturbiny i gazoturbinnye ustanovki. M.: Vysshaya shkola, 1970. 320 p.Шигапов А.Б. Стационарные газотурбинные установки тепловых электрических станций. Казань: Изд. КГЭУ. 2006. 316 с.Shigapov AB. Statsionarnye gazoturbinnye ustanovki teplovykh elektricheskikh stantsii. Kazan': Izd. KGEU. 2006. 316 p.Al-SoodM. M.A., Matrawy K.K., Abdel-Rahim Y.M. Optimum operating parameters of an irreversible gas turbine cycle // Journal of Engineering Sciences, Assiut University. 2016. V. 40. № 6 .pp.1695-1714.Al-SoodM MA, Matrawy KK, Abdel-Rahim YM. Optimum operating parameters of an irreversible gas turbine cycle. Journal of Engineering Sciences, Assiut University. 2016;40(6):P.1695-1714.Nkoi B. Advanced CyclesLarge-ScaleAero-Derivative Gas Turbines: Performance Comparison / B. Nkoi et al. // Journal of Power and Energy Engineering. 2016. V. 4. №. 05. pp. 7-19.Nkoi B. Advanced Cycles Large-Scale Aero-Derivative Gas Turbines: Performance Comparison. Journal of Power and Energy Engineering. 2016;4(05):7-19.Linstrom P.J and Mallard W.G. Eds., NIST Chemistry Web Book, NIST Standard Reference Database Number 69, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD, 20899, http://webbook.nist.gov. Accessed to: October 12, 2015.Linstrom PJ and Mallard WG. Eds., NIST Chemistry Web Book, NIST Standard Reference Database Number 69, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD, 20899, http://webbook.nist.gov. Accessed to:October 12, 2015.Хасанов Н.Г., Шигапов А.Б. Оптимальная степень сжатия воздуха в газотурбинной установке с промежуточным воздухоохладителем // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2017. №1-2. С. 108-118.Khasanov NG, Shigapov AB. Optimal'naya stepen' szhatiya vozdukha v gazoturbinnoi ustanovke s promezhutochnym vozdukhookhladitelem. Izvestiya vuzov. Problemy energetiki.2017;1-2:108-118.Carl Knopf. Modeling, Analysis and Optimization of Process and Energy Systems. John Willey & Sons, New Jersey, 2012. 488 p.Carl Knopf. Modeling, Analysis and Optimization of Process and Energy Systems. John Willey & Sons, New Jersey, 2012. 488 p.Philip J Thomas. Simulation of industrial Process for Control Engineers, London, ButterworthHeinemann 1999. 390 p.Philip J Thomas. Simulation of industrial Process for Control Engineers. London, ButterworthHeinemann 1999. 390 p.Arora R., Kaushik S.P., Kumar R. Performance analysis of Brayton heat engine at maximum efficient power using temperature dependent specific heat of working fluid // Journal of Thermal Engineering. 2015. V.1. №. 2. P. 345354.Arora R, Kaushik SP, Kumar R. Performance analysis of Brayton heat engine at maximum efficient power using temperature dependent specific heat of working fluid. Journal of Thermal Engineering. 2015;1(2):345354.Шигапов А.Б., Кутлубаев И.Т. Расчетные формулы основных показателей парогазовых блоков с учетом реальных параметров рабочих тел. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2015. №(1-2). С. 26-32.Shigapov AB, Kutlubaev IT. Raschetnye formuly osnovnykh pokazatelei parogazovykh blokov s uchetom real'nykh parametrov rabochikh tel. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Problemy energetiki. 2015;(1-2):26-32Закиров М.У., Локай В.И., Сальников Г.М. Термодинамические расчѐты в турбомашинах с учѐтом переменной теплоемкости рабочего тела. Казань: Изд. Каз. авиац. инст.-т., 1976, 91 с.Zakirov MU, Lokai VI, Sal'nikov GM. Termodinamicheskie raschety v turbomashinakh s uchetom peremennoi teploemkosti rabochego tela. Kazan': Izd. Kaz. aviats. inst.-t., 1976, 91 s.Sabine Ausmeier. Innovative Gasturbinen-Prozesse zur Steigerung von Wirkungs – grad und Wirtschaftlichkeit. Dissertation zur Erlangung des Akademischen Grades Doktor-Ingenieurin. Essen, 08. Oktober 2002.Sabine Ausmeier. Innovative Gasturbinen-ProzessezurSteigerung von Wirkungs – grad und Wirtschaftlichkeit. Dissertation zur Erlangungdes Akademischen Grades Doktor-Ingenieurin. Essen, 08. Oktober 2002.Hayhurst A.N., Vince I.M. Nitric Oxide Formation from N2 in Flames: the importance of promt NO/ Prog. Energy Combust Sci. 1980.V 6.Hayhurst AN, Vince IM. Nitric Oxide Formation from N2 in Flames: the importance of promt NO/ Prog. Energy Combust Sci.1980 V. 6.Хасанова Н. Г. «Изменения термодинамических свойств в тракте ГТУ». Дисс. ….2018.Khasanova NG. Izmeneniya termodinamicheskikh svoistv v trakte GTU [dissertation. …]Хасанов Н.Г., Шигапов А.Б. Влияние неидеальности рабочих тел на оптимальную степень повышения давления в компрессоре ГТУ с промежуточным охлаждением циклового воздуха // Тепловые процессы в технике. 2017. Т. 9. № 10. С. 472-479.Khasanov NG, Shigapov AB. Vliyanie neideal'nosti rabochikh tel na optimal'nuyu stepen' povysheniya davleniya v kompressore GTU s promezhutochnym okhlazhdeniem tsiklovogo vozdukha. Teplovye protsessy v tekhnike. 2017;9(10):472-479.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.