Схема и цикл энергетической газотурбинной установки

Для повышения тепловой экономичности газотурбинных установок, используемых для привода различных механизмов, применяются:

· многоступенчатое сжатие воздуха в компрессоре;

· многоступенчатое расширение газа в турбине;

· регенерация теплоты.

На рис. 9.6 и 9.7 приведены схема и цикл энергетической газотурбинной установки (ГТУ-50-800).

Обозначения: К₁, К₂, К₃ - ступени трехступенчатого компрессора; T₁, T₂ - ступени двухступенчатой турбины; ПО₁, ПО₂ - промежуточные охладители; КС₁, КС₂ - камеры сгорания; Р - регенератор. Цифры на схеме соответствуют узловым точкам обратимого цикла (рис. 9.7)

Подводимая теплота в цикле

;

отводимая теплота

.

Теплота, переданная в регенераторе от продуктов сгорания к воздуху

.

Для характеристики полноты регенерации используется коэффициент, определяемый следующим образом:

,

где - максимальная теплота регенерации. Для регенераторов газовых турбин этот коэффициент изменяется в пределах s = 0,5..0,8. Применение в газотурбинных установках регенерации тепла, ступенчатого сжатия и расширения увеличивает среднюю термодинамическую температуру подвода тепла в цикле T¢ и уменьшает среднюю термодинамическую температуру отвода тепла T¢¢, что дает существенное повышение термического КПД обратимого цикла, т.к.

.

Эффективный КПД в газотурбинных установках достигает 35% (против 14...20% для газотурбинных двигателей).