Применение малоразмерных ГТУ в системах децентрализованного энергоснабжения

композиционных присадок к жидким и консистентным смазочным материалам с улучшенными антифрикционными и противоизносными характеристиками. Триботехнические испытания смазочных суспензий на основе масла ТАД-17 и полученных добавок показали их преимущества по сравнению с базовой смазкой.

Литература

1. Сергеев Г.Б. Криохимия / Г.Б. Сергеев, В.А. Батюк. - М.: Химия, 1979. - 345 с.2. Орехов И.И. Холод в процессах химической технологии / И.И. Орехов, В.Д. Обрезков.

- Л.: Изд-во ЛГУ, 1980. - 216 с.

3. Беляков В.П. Криогенная техника и технология - М.:

Энергоиздат, 1982. -367 с.

4. Москалец М. Криохимия / М. Москалец, Г. Озин. - М.:

Мир, 1972. - 289 с.

5. Осипов К.А. Аморфные и ультрадисперсные кристалличе-

ские материалы. - М.: Наука, 1972. - 269 с.

6. Усюткин И.П. Установки, машины и аппараты криогенной

техники.- М.: Пищевая промышленность, 1976. - 199 с.

7. Кравченко О.В. Физико-химические преобразования углеводородных соединений с использованием новых кавитационных устройств //Авиационно-космическая техника и технология. Научно-технический журнал НАУ "ХАИ". - Харьков, 2007. - № 1 (37). - С. 65 - 69.

------------------- ------------------------

Наведено інформацію щодо розробленої на підприємстві ФДУП«ММПП«Салют» газотурбінних установок малої розмірності для застосування їх на різних об’єктах у якості джерела з виробництва електроенергії й тепла. Проведений порівняльний аналіз із закордонними зразками Ключові слова: газотурбінний двигун, електроенергія, тепло, турбіна, компресор, пальник

-------------------------------------

Приведена информация о разработанной на предприятии ФГУП «ММПП «Салют» газотурбинных установок малой размерности для применения их на различных объектах в качестве источника по выработке электроэнергии и тепла. Проведен сравнительный анализ с зарубежными образцами

Ключевые слова: газотурбинный двигатель, электроэнергия, тепло, турбина, компрессор, горелка

-------------------------------------

The information about developed on factory FSUE «ММРР «Salute » gas-turbine plants of small dimensions of a quantity for their application on various installations as a source on a power production and heat is resulted. The comparative analysis with foreign specimens is lead

Key words. gas-turbine engine, electric power, warmly, turbine, compressor, torch ------------------- ------------------------

УДК 621.438.004.15

ПРИМЕНЕНИЕ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ГТУ В СИСТЕМАХ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

В.Е. Беляев

Доктор технических наук, профессор, академик РАТН РФ,

главный конструктор*

С.О. Беляева

Кандидат технических наук, доцент, начальник отдела

газодинамики*

И.В. Трофи мович

Аспирант, начальник бюро газодинамики* *ФГУП «ММПП «Салют» (ОМКБ «Горизонт») пр. Буденного, 16, г. Москва, 105118 Контактный тел. 369-80-01

Энергетические установки (ЭУ) малой мощности (1...3 кВт) применяются для обеспечения бесперебойного электро- и теплоснабжения станций газодобычи, газоперекачки, радиорелейных систем связи, а также для непрерывного электропитания системы катодной защиты трубопроводов газовых магистралей. Для обогрева помещения с аппаратурой используется тепло отработанных в двигателе газов.

В настоящее время в качестве автономного источника электро- и теплоснабжения радиолокационных станций (РЛС), систем связи ОАО «Газпром» и ОАО «Ростелеком» применяются замкнутые паротурбинные энергетические установки (ЗПТЭУ) элек-

трической мощностью 0,4...2,1 кВт. Их производит в основном израильская фирма «Ормат» (Ormat Indas-tries Ltd). Данные машины эксплуатируются в двухмодульном исполнении, что позволяет гарантировать высокую надежность этого источника электропитания в течение длительного времени с двухразовым годичным регламентом.

Рабочим телом израильской установки является толуол. Установка неприхотлива в эксплуатации, обладает самозапуском при нагреве от газовой горелки (рис. 1).

Основными недостатками ЭУ фирмы «Ормат» являются:

- низкий КПД — около 4%;

- большие габариты и масса (высота 5 м, масса 2,5

т).

Рис. 1. Установка фирмы «Ормат»

Предлагаемая в качестве альтернативы газотурбинная установка (ГТУ) ФГУП ММПП «Салют» электрической мощностью 1,5...3,0 кВт лишена недостатков рассмотренной выше ЗПТЭУ фирмы «Ормат».

Основным элементом ГТУ ФГУП «ММПП «Салют» является газотурбинный двигатель ГТД-003С, работающий по регенеративному циклу и являющийся собственной разработкой ФГУП «ММПП «Салют». Тепловая схема двигателя и расчетные параметры узлов показаны на рис. 2.

Одной из основных проблем малоразмерного газотурбинного двигателя является достоверная оценка КПД входящих в его состав компрессора и турбины.

Рис. 2. Тепловая схема двигателя ГТД-003С:

Пк,пт - степень повышения, понижения давления;

Пк, Пт - адиабатический КПД компрессора, турбины;

Пкс - коэффициент полноты сгорания топлива;

Скс, сх, сг - коэффициенты восстановления полного давления в камере сгорания, по холодной и горячей стороне рекуператора

Поэтому, с целью подтверждения заложенных параметров турбомашин, были проведены экспериментальные исследования компрессора и турбины

турбонаддувочного агрегата (ТНА) ТD-02 для автомобильного двигателя внутреннего сгорания. Выбранные турбомашины сопоставимы по газодинамическим и геометрическим характеристикам с компрессором и турбиной ГТД-003С.

Газодинамические параметры компрессора ТНА в характерной точке соответствуют:

- частота вращения ротора п = 180 000 об/мин;

- расход воздуха G = 0,08 кг/с;

- степень сжатия пк = 2,02;

- КПД Пк = 0,78.

Газодинамические параметры турбины ТНА в характерной точке имеют следующие значения:

- частота вращения ротора п = 180 000 об/мин;

- расход рабочего тела G = 0,073 кг/с;

- степень расширения пт = 1,78;

- КПД Пт = 0,61.

Причиной низкого КПД центростремительной турбины турбонаддува ТНАТD-02 являются неоптимальные условия работы турбины в данном эксперименте.

Для дальнейшего прогноза газодинамических характеристик вновь проектируемых турбомашин проведена верификация численного эксперимента с данными, полученными в натурном эксперименте.

Результаты численных исследований показывают близкое совпадение расчетных и экспериментальных параметров, что дает уверенность в корректном определении характеристик компрессора и турбины ГТД-003С численными методами.

На следующем этапе было завершено проектирование и изготовление турбокомпрессора на заданные параметры, полученные в термодинамических расчетах цикла ГТД-003С и газодинамических расчетах турбомашин.

Рис. 3. Центробежное колесо компрессора двигателя ГТД-

003С

Центробежное колесо компрессора, канальный диффузор, улитка и колесо осевой турбины двигателя ГТД-003С показаны на рис. 3 - 5.

Рис. 4. Канальный диффузор и улитка

Рис. S. Колесо осевой турбины двигателя ГТД-003С двигателя ГТД-003С

В ближайшее время планируется провести работы по испытанию компрессора и турбины отдельно, для определения характеристик турбомашин независимо друг от друга в широком диапазоне изменения параметров, с целью получения максимального КПД двигателя.

Окончание доводочных работ планируется на первый квартал 2010 года.

----------------------- ---------------------------

Досліджений теплообмін закрученого потоку в циліндричному каналі з одним та двома тан-генційними завихрювачами (стосовно до системи внутрішнього охолодження циклонного типу лопатки газової турбіни). Визначено локальні та середні коефіцієнти тепловіддачі в каналі, проаналізовано теплогідравлічні характеристики досліджених схем

Ключові слова: теплообмін закрученого потоку, тангенційні завихрювачі, локальні та середні коефіцієнти тепловіддачі

------------------------------------------

Исследован теплообмен закрученного потока в цилиндрическом канале с одним и двумя тангенциальными завихрителями (применительно к системе внутреннего охлаждения циклонного типа лопатки газовой турбины). Определены локальные и средние коэффициенты теплоотдачи в канале, проанализированы теплогидравлические характеристики исследованных схем Ключевые слова: теплообмен закрученого потока, тангенциальные завихрители, локальные и средние коэффициенты теплоотдачи

------------------------------------------

Heat exchange of swirling flow in a cylindrical canal with one and two tangential swirlers has been developed (in conformity with the system of internal cooling of cyclone type of gas turbine blade). The inchannel local and average heat transfer coefficients were obtained; thermal hydraulic characteristic of investigated schemes was analyzed

Key words: heat exchange of swirling flow, tangential swirler, local and average heat transfer coefficients

----------------------- ---------------------------

УДК 532.516:536.24.01

ТЕПЛООБМЕН ЗАКРУЧЕННОГО ПОТОКА В КАНАЛЕ ЦИКЛОННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ЛОПАТКИ

ГТД

А.А. Халатов

Доктор технических наук, профессор, член-корреспондент НАН Украины, заведующий отделом* Контактный тел.: (044) 456-93-02 E-mail: khalatov@vortex.org.ua

И.И. Борисов

Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник* Контактный тел.: (044) 453-28-53 E-mail: borisov@vortex.org.ua

Ю.Я. Дашевский

Ведущий конструктор НПКГ «Зоря»-Машпроект» просп. Жовтневий, 42а, г. Николаев, Украина, 54018 Контактный тел.: (0512) 49-76-53

С.Д. Северин

Кандидат технических наук, старший научный сотрудник* Контактный тел: (044) 453-28-53 *Отдел высокотемпературной термогазодинамики Институт технической теплофизики НАН Украины ул. Желябова, 2а, г. Киев, Украина, 03057

1. Введение

Теплофизический потенциал методов интенсификации теплообмена, применяемых в каналах охлаждения лопаток газовых турбин, в значительной мере исчерпан, и дальнейшее форсирование системы охлаждения может быть достигнуто либо увеличени-

ем расхода воздуха через каналы системы охлаждения, либо уменьшением диаметра охлаждающих каналов для увеличения скорости потока. Поэтому, возникает потребность в разработке альтернативных методов, обеспечивающих высокий уровень теплообмена при приемлемых потерях давления и расходе охладителя, а также исключающих использование дорогих тех-

£