254 Глава 5

4. Средняя изобарная теплоемкость газа

С_рга=(0,37+0,63-0,97)-[(0,003-0,0009-6,03) -39,65+ 0,11-6,03+2,08]=2,9, кДж/кг-К.

5 . По уравнению (5.13) определяем среднее значение комплекса

(СД)_т=(1,37-0,37-0,97)[(0,00012-49,1²-0,0135-49,1+0,31)-6,715--0,0463-49,1+11,19]= 10,772 кДж/кг-МПа.

6. По уравнению (5.18) определяем разность энтальпий газа a/z = 2,9-18,9-10,772-1,37=40,05 кДж / кг.

7. Политропный КПД нагнетателя

й_пол= 30,575 / 40,05 = 0,763.

//. Решение по второму способу

1 . По соотношению (5.23 ) определяем показатель политропического процесса сжатия

n_{r =} Ig7,4/6,06 ₌lgl. 227 ₌ 0,08884 и_т-1 ^g322,3/30^4 ^gl,063 0,0263 ' '

Показатель надежности, диагностика и снижение энергозатрат ГПА 255

4. По соотношению (5.27) определяем поправку на теплоемкость при постоянном давлении

- (0,41 + 0,02 -1,3) = 0,846.

5. По уравнению (5.26) определяем показатель изоэнтропы в идеаль­ном газовом состоянии

к₀ 5,15+(5,65 + 0,017 • 39,65) • 0,56 _ с~Ч ~ 1,9858

6. Вспомогательная функция X определяется по уравнению (5.28)

1,59"

1,59-0,9 Ц,59²

7. По уравнению (5.24) определяем показатель изоэнтропы процесса сжатия

= - . (4,377 + 0,846 - 0,9 • 0,42 • 3,378) = 4,3 1 .

К i

"

2. По соотношениям (5.29 ) и (5.30 ) определяем критические парамет- ?| рыгаза (А =0,56):

Г_р=162,8 (0,613+0,56 ) = 190,96 К;

t = 1,59;

Р_кр=(47,9-0,56)0,0981 = 4,644 МПа; л = 60,3 /4,644 = 1,3.

3. По соотношению (5.25 ) определяем коэффициент сжимаемости газа по параметрам входа его в нагнетатель

8 . Политропный КПД нагнетателя

Т1 =3,378/4,31 =0,78.

¹ пол ' ' '

Ввиду отсутствия данных по замеру производительности нагнетате­ля для определения паспортного КПД используем альбомную характе­ристику rj _пол=/(е_пр) и е_пр=/(л_пр,е)

е = PJ Р, = 7,4 / 6,03 = 1,227,

= 0,992.

n ^znp7V.K_np 4950 / 0,888-288-51,8

Vo,'

zR Т 4800 V 0,9025 • 303,4 • 52,27

По характеристике для п _р=0,992 и е = 1,227 определяем Q_n= 460м³/мин, т\_1т = 0"855,

_ [l,59³ 1,59 J i,59

004. ₂

256

Глава 5

Показатель надежности, диагностика и снижение энергозатрат ГПА 257

(5.34)

В_ТГп =1-0,75 (1-ЛГ );

тогда коэффициенты технического состояния нагнетателя, соответ­ственно по первому и второму методам расчета составят:

0,855

°'⁷⁸

0,855

5.4. Определение технического состояния гпа с газотубинным приводом

К основным характеристикам газотурбинного агрегата следует от­нести прежде всего такие показатели, как относительный эффективный КПД ГТУ, Г)_е = т| _е/г) _о; относительное значение приведенной теплоты сгорания топлива

приведенная относительная мощность ГПА

ЛГ_етр=1 -4,2(1 -f_znp).f_znp; (5.35) относительная приведенная частота вращения ротора ТВД

(5.36)

Е, - Af'-

"ТВД.пр ~^J'enp '

приведенный относительный расход воздуха через ОК

(5.37)

— ——0,33 <?В.пр = Wenp .

-PJP-,

зависимость относительной приведенной температуры газов перед турбиной высокого давления Г ,_n = TJT_m • Т_ад/Т_л от приведенной отно­сительной эффективной мощности агрегата

Следует отметить, что представленные зависимости справедли­вы для зоны оптимальных частот вращения силовой турбины, что,как правило, выполняется при согласовании параметров ГТУ и нагнетате­ля. При значительном отклонении частот вращения силовой турбины от оптимальных следует использовать скоростную характеристику ГТУ, т.е. зависимость

где В - расход топлива ГТУ; g_H - низшая теплота сгорания топлив­ного газа; Т - температура газов перед турбиной высокого давления; Т_я - температура воздуха на входе в осевой компрессор; Р- давление воздуха на входе в агрегат; индексом «о» отмечены параметры номи­нального режима работы.

Большинство ГТУ, эксплуатируемых на магистральных газопрово­дах, выполнены по двухвальной схеме с регенератором или без него и приводом нагнетателя от турбины низкого давления. Для такого типа ГТУ справедливы следующие обобщенные характеристики в зависимо­сти от приведенной мощности, предложенные ВНИИГАЗ и представ­ленные в относительной форме:

относительный эффективный КПД

N.

1-0,75(1 -

Tie =

(5.33)

приведенный относительный массовый расход Топливного газа

епр = /(йтвд.пр ).

(5.38)

ЙТВД.прТгпр.Ле = COnSt.

Представленные выше характеристики можно использовать как для определения паспортного значения эффективной мощности, так и эф­фективного КПД агрегата.

Действительная эффективная мощность ГТУ часто определяется по мощности, потребляемой нагнетателем. Индикаторная мощность нагне­тателя

N. =С -АЛ , (5.39)

111 Г Н ' ^ '

где G_r - массовый расход газа через нагнетатель, кг/с; А А_н - тепло-перепад на нагнетателе, кДж /кг.

Эффективная мощность ГТУ

^Nc = #i + ^мсх ' ^КВТ> (⁵'⁴°)

где n_mcx - механические потери в подшипниках нагнетателя.

17. А. Н. Козаченко

258