Сравнительная оценка ГТУ сложных циклов по эффективному КПД

Выполненное обобщение и сравнительная оценка термодинамических циклов большого ряда ГТУ сложных циклов в идентичных условиях эксплуатации в виде графических зависимостей эффективного КПД η_е от степени суммарной сжатия π представлены на рис. 7.8.

Температура газа перед силовой турбиной принята во всех расчетах одинаковой и равной Т₃ = 1550 К, что соответствует верхнему уровню температур для новейших серийных и опытных приводных ГТУ в рассматриваемом классе мощности.

Сравнительная оценка сопоставляемых термодинамических циклов показывает, что наибольший КПД имеет именно бинарный "сухой" цикл с дополнительным промежуточным охлаждением в КНД - η_е > 47 % (кривая 9 на рис. 7.8).

Очевидно, что в классе мощности N_е < 30 МВт, ГТУ – 27ПС может стать конкурентноспособной ПГУ, т.к. при сопоставимых КПД η_е она обладает преимуществами:

-требует меньших капитальных затрат;

- более удобна в эксплуатации;

- что особенно важно, в отличие от ПГУ, в зимних условиях эксплуатации η_е ГТУ – 27ПС наоборот, значительно повышается с понижением температуры воздуха;

- КПД цикла ГТУ – 27ПС в значительно меньшей степени зависит от степени регенерации и утечек воздуха в рекуператоре, т.к. расход топлива в камере сгорания ГТУ – 27ПС не зависит от степени регенерации.

И наконец, в бинарной установке с "сухим" циклом сохраняется возможность утилизации тепла уходящих газов как внутреннего контура, так и воздуха наружного контура, т.к. схема ГТУ – 27ПС позволяет использовать принцип когенерации, заключающийся в совместной выработке основных видов энергии: электрической, механической и тепловой.

Рисунок 7.8 – Зависимость КПД различных циклов от степени сжатия в осевом компрессоре при температуре газа перед силовой турбиной

Т₃ = 1550 К:

1 – простой цикл;

2 – регенеративный цикл (с рекуператором);

3 – цикл с промежуточным охлаждением;

4 – цикл с промежуточным подогревом;

5 – цикл с промежуточным охлаждением и регенерацией;

6 – цикл с промежуточным охлаждением и промежуточным подогревом;

7 – цикл с промежуточным охлаждением, промежуточным подогревом и регенерацией;

8 – цикл с воздушным утилизационным контуром;

9 – цикл с воздушным утилизационным контуром и промежуточным охлаждением в КНД.