Назначение компрессорной станции Устройство компрессорного цеха 4

7.2. Характеристика газовой турбины.

Для турбин в системе приводных газотурбинных установок (ГТУ) определяющей является зависимость:
_т = f (_т; Т_г), где _т - расход газа через турбину; (17)
_т - степень расширения;
При этом частота вращения турбины мало влияет на ее пропускную способность. Графически эта зависимость представляет собой семейство парабол, построенных на базе принятых в теории зависимости турбин. Вместо Т_г удобнее пользоваться коэффициентом Т_г / Т_в. Зная относительные потери давления по тракту _тр и соотношение расходов турбин _т и компрессора _к характеристики турбины и компрессора можно совместить пользуясь выражением:
_т = _к (1- _тр 7) (18)
_т = _к+ _mon - _ox - _ут (19)
В формуле (2.3) _mon, _ox, _ут - массовый расход соответственно топлива, воздуха на охлаждение, утечек. Количество тепла передаваемое в генераторе на переменном режиме зависит от способа регулирования ГТУ, влияющего на изменение температурного интервала между газом после турбины и воздухом после компрессора. Под способом регулирования понимают воздействие на регулирующие факторы для поддержания заданных регулируемых параметров (N_e, n, Т_г, _к и т.д.) Главный регулирующий фактор - подача топлива, но можно использовать также изменение геометрии компрессора или турбины. Кроме рассмотренной выше характеристики ГТУ, заводами изготовителями газовых турбин обеспечивается на каждый новый тип агрегата, и затем строятся по опытным данным универсальная характеристика осевого компрессора, характеристика режимов работы ГТУ, зависимость мощности и расхода воздуха от оборотов компрессора, зависимость давления за компрессором и между турбинами от оборотов компрессора, зависимость мощности силового вала, зависимость температуры от мощности и др. Следует иметь ввиду, что все перечисленные зависимости обрабатываются заводами по показаниям приборов с повышенным классом точности и что испытания проводятся с чистым лопаточным аппаратом осевого компрессора и турбины при номинальных зазорах линейной части [2].
Одним из основных параметров, определяющих режим работы газовой турбины, является располагаемая мощность привода цн.
где _ - коэффициент для учета зависимости располагаемой мощности от частоты вращения осевого компрессора.
На основании исследований кафедры термодинамики и тепловых двигателей МИНХ и ГП им. Губкина получена более общая зависимость распологаемой мошности от относительных оборотов цн и температуры воздуха t_в :
N_рас= N_ном А -_
где А=а₀₀+ а₁₀ + а₂₀ ²+ а₀₁ t_в + а₀₂ t_в / t_в /+ а₁₁ t_в; (22)
_ - коэффициент для учета зависимости располагаемой мощности от частоты вращения осевого компрессора;
_ - коэффициент для учета изменения располагаемой мощности ГТУ при отключении температуры окружающего воздуха Т_в от номинальной температуры, равной 288 К;
_ - коэффициент для учета падения распологаемой мощности ГПА в межремонтный период;
время, месяцы, прошедшие с момента последнего ремонта ГТУ.
Особое значение имеет к.п.д. привода, так как именно он фигурирует в выражениях для подсчета общих затрат энергии. В [3] предполагают, что основные факторы, влияющие на к.п.д. ГТУ, - это коэффициент загрузки и относительные обороты.
Необходимо было определить коэффициенты аппроксимации зависимости:
_ГТУ=с₀ + с₁ + с₂к_з + с₃ к_з + с₄ ² + с₅ к_з² , (23)
где _ГТУ - относительный к.п.д. ГТУ,
- относительные обороты турбины высокого давления, об/мин;
к_з - коэффициент загрузки по мощности ГТУ,
с₀ ,с₁, с₂, с₃, с₄, с₅ -коэффициенты апроксимации;
Коэффициент загрузки к_з представляет собой отношение
( согласно [3]):
к_з = N_эф / N_распол , (24)
где N_эф - эффективная мощность компрессора;
N_распол - распологаемая мощность ГТУ;
 N_эф N_i
 где N_i- индикаторная мощность компрессора;
100 кВт - потери мощности на муфте привода;
В нашем случае для решения задачи использовано отношение вида:
= N_эф N_{распол.ном} (26)

которое находит выражение в характеристике представленной на рис.1 приложения. 1 Для определения коэффициентов с₀,с₁, с₂, с₃, с₄, с₅ было предложено следующее решение.

На общий вид предполагаемой зависимости (26) накладывается условие:
S= (x-x' )² = min , (27)
или
S= =(- ¹+(с₀ + с₁ + с₂к_з + с₃ к_з + с₄ ² + с₅ к_з²))² (28)
причем: ¹ f (с₀ ,с₁, с₂, с₃, с₄, с₅) f (с₀ ,с₁, с₂, с₃, с₄, с₅) (29)
к_з f (с₀ ,с₁, с₂, с₃, с₄, с₅) (30)
Задача будет решаться в виде системных линейных уравнений:
(31)
 После преобразований система линейных уравнений приобрела вид (32)
Для определения значений сумм необходимых комбинаций была использована программа расчета их на ЭВМ. В программе приняты следующие обозначения (табл.4):
Таблица 4.
Обозначения в программе расчета значений сумм.

Обозначения

N n/n