Температура газа перед турбиной, ⁰С

Марка

Номинальная

мощность, МВт

КПД, %

Расход топлива, кг/л.с.ч

Степень сжатия

Температура газа перед турбиной, ⁰С

Ресурс

М1

 

0,410

 

 

ДТ59

22,5

24,7

0,209

13,7

ГТД 3000

31,1

0,181

15,3

 

ГТД 6000

32,4

0,183

18,3

 

ГТД 15000

34,1

0,191

19,1

 

ГТД 25000

0,168

23,6

Для судовых одними из наиболее важных требований к производству является сохранение высокого ресурса и выдаваемой мощности, а также уменьшение топливных затрат и габаритов. Это достигается различными путями, начиная от совершенствование схемы и заканчивая изменение параметров и характеристик цикла.

 

Факторы, влияющие на повышение КПД установки

 

Основным фактором повышения КПД при проектировании новых моделей ГТУ является

· Форсирование параметров цикла

· Усложнение термодинамического цикла

· Регенерация

· Впрыск воды, водяного пара в проточную часть ГТУ

· Введение многоступенчатости

 

Форсированием называют, как было указано в ведении в статью, повышение конкретных значений определенных параметров цикла, что приводит к увеличению КПД. В основном, изменение термических характеристик лимитировано свойствами рабочего материала. Недопустимо создания условий для повреждения корпусных частей.

Также применяют повышение степени сжатия компрессора, но это может сопровождаться повышением расхода на его привод. Тем самым, необходимо либо совершенствование компрессорной модели, либо расчетов до предельной точности.

Из таблиц видно характерное повышение КПД с ростом начальной температуры и степени сжатия. Тем самым, в условиях стационарного использования данный метод показывает наибольший результат воздействия

  

Усложнение термодинамического цикла происходит с счет увеличения степеней сжатия и расширения, что приводит к изменению структуры цикла и конструкции самой установки, что требует дополнительных материальных и технологических требований. В свою очередь, совершенство конструкции создает меньшие затраты в ходе эксплуатации, а также приводит к повышению эффективности установки.

 

Используют также регенерацию, которая заключается в использовании теплоты выходящих газов на предварительный подогрев газов перед ОКС. Введение регенерации не изменяет внутренний относительный КПД цикла, а внутренний КПД установки возрастает.

 

Под многоступенчатостью подразумевают введение промежуточных операций над рабочим телом. Промежуточное охлаждение реализуется в ГТУ с регенератором и охлаждении при сжатии. В реальной ГТУ это охлаждение повышает КПД в связи с повышением степени сжатия компрессора. Отрицательный эффект от охлаждения растет меньше, чем положительный от повышения, тем самым увеличивается эффективность.

Также применяют промежуточный нагрев. Он реализуется в ГТУ с регенератором и подогревом при расширении. Дополнительный подвод теплоты приводит к повышению работы в целом. Совмещение процессов подвода теплоты и расширения позволяет получить единый политропный процесс, при котором происходит наибольшее увеличение работы. Это может также достигаться посредством сжигания. Попадание топлива на рабочие лопатки вызывает их охлаждение, что позволяет получит постоянную температуру лопаток даже при повышении температуры газа в турбине