Эксергетический анализ термодинамических характеристик газотурбинной установки

Обоснование. Газотурбинные установки являются наиболее широко распространенным типом энергетических установок, применяемых практически во всех отраслях промышленности. Столь широкое распространение в совокупности с высоким уровнем энергетических характеристик, большой удельной мощностью и манёвренностью обуславливают актуальность исследований в области оценки их параметров работы.

Цель работы. Целью работы являлось определение эксергетических характеристик (эксергетический КПД и коэффициент диссипации эксергии) газотурбинной установки и оценка эффективности использования энергии в газотурбинной установке, а также анализ влияния температуры окружающего воздуха на выбранные параметры.

Материалы и методы. В работе представлены результаты эксергетического анализа газотурбинной установки в составе ТЭЦ «Джандар», Сирия. Для оценки описанных параметров использовался метод эксергетического анализа термодинамических характеристик газотурбинной установки на основе первого и второго начал термодинамики в совокупности с законами сохранения массы и энергии. Важной особенностью проведённого исследования, которой также подчёркивается его новизна, является учёт химической эксергии дымовых газов при проведении эксергетического анализа.

Результаты. По результатам работы было установлено, что максимальный эксергетический КПД имел значение 92,8% и был характерен для турбины в составе ГТУ, в то время как наибольшая диссипация эксергии наблюдалась для процесса сжигания топлива в камере сгорания и была равной 80% (117,3 МВт). Наименьшие значения эксергии соответствовали компрессору — 6,0% (9 МВт). Для ГТУ в целом общая величина диссипация эксергии составила 147,3 МВт, а эксергетический КПД — 53,3%. При этом основными источниками необратимости в установке являются камера сгорания и продукты сгорания.

Заключение. Эксергетический анализ является удобным методом оценки степени термодинамического совершенства газотурбинных установок. В качестве дальнейшего направления работ необходимо более полно оценить влияния различных условий, например, влажность воздуха или степени повышения давления в компрессоре на эксергетические характеристики ГТУ.