Анализ эффективности функционирования электромеханической системы газотурбинной установки гту8 по производству азотной кислоты УКЛ-7

УДК 537.39

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ ГТУ8 ПО ПРОИЗВОДСТВУ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

УКЛ-7

В.М. Степанов, М.В. Цыганов

Рассмотрена новая комплексная электромеханическая система газотурбиной установки ГТУ-8 по производству азотной кислоты УКЛ-7. Установка ГТУ-8 используется в качестве источника сжатого воздуха.

Ключевые слова: сжатый воздух, ГТУ-8, газотурбинная установка, электромеханические системы, эффективность.

В настоящее время в технологическую схему производства азотной кислоты АК-72, используемую при её производстве, внедряется газотурбинная установка ГТУ-8, которая обладает улучшенными технико-экономические показателями, высокой эксплуатационной надежностью по сравнению с технически устаревшими установками ГТТ-3 и ГТТ-3М.

Газотурбинная установка ГТУ-8

Кроме газотурбинной установки, в указанной схеме АК-72 заменяются и такие элементы электромеханической системы, как: электростартер;

топливно-регулирующая аппаратура;

масло насосная станция;

система автоматического управления.

Известия ТулГУ. Технические науки. 2019. Вып. 11

Также следует отметить, что электротехническая система внедряемой газотурбинной установки имеет источники бесперебойного питания в маслонасосной станции и систему автоматического управления для экстренного отключения ГТУ-8 в случае аварийных и нештатных ситуаций.

Для повышения энергоэффективности (путем уменьшения расхода электроэнергии) в электротехнической системе газотурбинной установки установлены электроприводы укомплектованные преобразователями частоты. Использование таких преобразователей частоты значительно увеличивает ресурс работы электроприводов.

В представленной ниже таблице приведены основные технические показатели газотурбинной установки ГТУ-8.

Технические показатели газотурбинной установки ГТУ-8

Параметры Режим работы

Приведенная частота вращения, об/мин 8000 8150 8300

Действительная частота вращения, об/мин 7990 8131 8284

Коэффициент запаса устойчивости компрессора 1,16 1,154 1,18

Расход, кг/ч:

воздуха на горение 16300 16700 17000

топливного газа, кг/ч 794 822 848

Температура газов за турбиной, °С 305 303 303

Расход аммиака, м3/ч 6 330 6 460 6 620

В настоящее время газотурбинные установки, участвующие в производстве азотной кислоты, непрерывно совершенствуются.

Не смотря на все улучшения, а также закладываемый потенциал по дальнейшей модернизации ГТУ-8, эта установка имеет ряд недостатков в электромеханической системе. Указанная система обладает некоторым запасом мощности, которая не управляется и не используется даже частично. Использование этого запаса мощности позволило бы значительно повысить КПД установки. Для этого необходимо разработать структурную схему новой установки и исследовать переходные процессы в ней.

Ввиду всех нововведений и потенциальной дальнейшей модернизации газотурбинной установки в производстве азотной кислоты по схеме АК-72 есть недостатки в электромеханической системе. У системе есть запас мощности, которая не управляется и не используется в частичном и полном объеме. За счет использования запаса мощности можно повысить КПД установки. Для этого будет необходимо разработать и исследовать переходные процессы предполагаемой новой структурной схемы.

Список литературы

1. Рудаченко А.В., Чухарева Н.В., Байкин С.С. Газотурбинные установки: учебное пособие. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. 139 с.

2. Павлюк А.И. Опыт эксплуатации и модернизация ГТУ-8 // Журнал Химическая техника, 2014. №12/2014. [Электронный ресурс]. URL: http://chemtech.ru/opyt-iekspluatacii-i-modernizaciia-gtu-8/ (дата обращения: 10.08.2019).

Степанов Владимир Михайлович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, energy@tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Цыганов Максим Владимирович, аспирант, hezsmertnik amail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

PERFORMANCE ANALYSIS ELECTROMECHANICAL SYSTEM OF GAS TURBINE PLANT GTU-8 FOR PRODUCTION OF NITRIC ACID UKL- 7

V.M. Stepanov, M. V. Tsyganov

New complex electromechanical system of gas turbine plant GTU-8 for production of nitric acid UKL-7 is considered. The unit is GTU-8 used as a compressed air source.

Key words: compressed air, GTU-8, gas turbine plant, electro-mechanical systems, efficiency.

Stepanov Vladimir Mikhaylovich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, energya tsu. tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Tsyganov Maxim Vladimirovich, postgraduate, hezsmertnik@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University