Повышение эффективности работы приводных стационарных газотурбинных установок в условиях эксплуатации ООО "Газпром трансгаз Югорск" тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.12, кандидат технических наук Прокопец, Алексей Олегович
- Специальность ВАК РФ05.04.12
- Количество страниц 130
Оглавление диссертации кандидат технических наук Прокопец, Алексей Олегович
СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ И ИНДЕКСЫ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО ТЕМЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Теория осевых компрессоров ГТУ. Срывные и неустойчивые режимы
работы ступени и компрессора
1.2. Теория осевых газовых турбин. Влияние основных характеристических коэффициентов на внутренний КПД турбины. Распределение теплоперепадов между отсеками турбины
1.3. Анализ способов определения и регистрации срывных и неустойчивых режимов работы отдельных венцов и отсеков ОК
1.4. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ
ИСПЫТАНИЙ ОСЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ СТАЦИОНАРНЫХ ГТУ В
УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
2.1. Разработка схемы измерений и программы испытаний
2.2. Специальные испытания осевого компрессора ГТК-10-4
в Лонг-Юганском ЛПУ МГ
2.3. Обработка и анализ результатов испытаний ГТУ ГТК-10-4
2.4. Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. РАСЧЁТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА ГТУ ГТК-10-4
3.1. Построение расчётной модели
3.2. Верификация расчётного метода для исследования процесса сжатия в компрессоре на основе результатов испытаний натурной ГТУ
в Лонг-Юганском ЛПУ МГ
3.3. Исследование рабочего процесса в осевом компрессоре
3.4. Разработка рекомендаций по повышению аэродинамической эффективности лопаточного аппарата осевого компрессора
3.5. Расчётное исследование течения в канале воздухозаборного устройства КВОУ газоперекачивающего агрегата ГТК-10-4
различных конструкций
3.6. Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ И АПРОБАЦИЯ СПОСОБА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ГТУ ТИПА ГТН-16
В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
4.1. Опыт проектирования и экспериментальные исследования ступеней
турбины ГТН-16, накопленные ЗАО «УТЗ»
4.2. Способ повышения эффективности работы ГТУ ГТН-16
4.3. Апробация способа повышения эффективности работы ГТУ типа
ГТН-16 в условиях эксплуатации
4.4. Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ И ИНДЕКСЫ
Условные обозначения:
Ь - длина хорды лопатки; с - значение скорости в абсолютном движении; I = «1 ном ~ «1 - угол атаки; Ма - число Маха;
п - частота вращения ротора компрессора/турбины; р - давление; г - радиус;
I - шаг лопаточной решетки;
и - окружная скорость;
у+ - безразмерное расстояние от стенки;
а - угол потока в абсолютном движении (относительно фронта решётки); Р - угол потока в относительном движении; л - степень повышения/понижения полного давления;
с а
са= — - коэффициент расхода; ы
ц = Щ- - коэффициент нагруженности; и
X
=--характеристический коэффициент.
Сокращения:
БПФ - быстрое преобразование Фурье;
ВЗУ (К) - воздухозаборное устройство (камера);
ГДУ - газодинамическая устойчивость;
ГПА - газоперекачивающий агрегат;
ГТД - газотурбинный двигатель;
ГТУ - газотурбинная установка;
КВОУ - комплексное воздухоочистительное устройство;
НА - направляющий аппарат;
ОК - осевой компрессор;
РК - рабочее колесо;
РЛ - рабочая лопатка;
СА - сопловой аппарат;
СЛ - сопловая лопатка;
ТВД - турбина высокого давления;
ТНД - турбина низкого давления.
Подстрочные индексы:
а - проекция скорости на осевое направление; и - проекция скорости на окружное направление; ном - номинальный режим работы; к - значение параметра для корневого сечения; п - значение параметра для периферийного сечения; ср - значение параметра на среднем радиусе; ст - значение параметра для ступени.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Турбомашины и комбинированные турбоустановки», 05.04.12 шифр ВАК
Исследование и разработка методов повышения эффективности работы первой ступени осевого компрессора ГТУ с регулируемым входным направляющим аппаратом2011 год, кандидат технических наук Седунин, Вячеслав Алексеевич
Разработка, оптимизация и унификация проточных частей компрессорных машин газоперекачивающих агрегатов головных компрессорных станций2007 год, доктор технических наук Журавлев, Юрий Иванович
Исследования и одномерная оптимизация проточной части свободных силовых турбин с регулируемой первой ступенью приводных ГТУ и ГТД2005 год, кандидат технических наук Комаров, Олег Вячеславович
Методы совершенствования газодинамических характеристик турбин ГТД при различных схемах подвода газа2011 год, кандидат технических наук Осипов, Евгений Владимирович
Разработка метода расчета газодинамических характеристик центробежных компрессоров природного газа на основе математического моделирования пространственного потока2003 год, кандидат технических наук Сальников, Сергей Юрьевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности работы приводных стационарных газотурбинных установок в условиях эксплуатации ООО "Газпром трансгаз Югорск"»
ВВЕДЕНИЕ
Общество с ограниченной ответственностью «Газпром трансгаз Югорск» является крупнейшим в структуре ОАО «Газпром» и в мире газотранспортным предприятием, эксплуатирующим 219 компрессорных цехов с газотурбинными газоперекачивающими агрегатами. Суммарная установленная полезная мощность 1165 ГПА - 15757 МВт, что составляет около трети всей установленной мощности ОАО «Газпром».
Парк газоперекачивающих агрегатов предприятия очень неоднороден как по типу ГПА (30 различных модификаций), так и по выработанному суммарному ресурсу приводов, который достигает для некоторых ГТУ 200 тыс. часов. В составе парка приводных установок около 50 % - это ГТУ отечественного и зарубежного производства общепромышленного типа (стационарные), установленные в основном в 70-80-х годах прошлого века с наработкой около 100 тыс. часов либо значительно превышающей назначенный суммарный ресурс. Например, средняя наработка для 305 ГТУ агрегатов типа ГТК-10-4 составляет 125 тыс. часов, 63 агрегатов ГТК-25И различных модификаций - 90 тыс. часов, 58 ГТУ типа ГТН-16 - 87 тыс. часов.
Согласно основным положениям Концепции реконструкции объектов газотранспортной системы ОАО «Газпром» на период 2011-2015 гг. [40], в числе других особенностей подотрасли «транспорт газа» отмечаются следующие:
- дальнейшее моральное и физическое старение объектов транспорта газа, в том числе превысивших нормативный срок полезного использования;
- возрастание роли энергосбережения в рамках государственной стратегии;
- возрастание факторов технической безопасности и риска.
Реализация программ реконструкции компрессорных цехов с
агрегатами различных типов, разрабатываемых в ООО «Газпром трансгаз
Югорск», в значительной степени зависит от стабильности их финансирования, но сроки замены физически и морально устаревших приводных ГТУ на более совершенные, в основном конвертированные транспортные ГТД, существенно отстают от темпов «старения» эксплуатируемых ГТУ.
С увеличением наработки приводов снижается располагаемая мощность ГТУ и повышается расход топлива относительно паспортных значений. Для агрегатов типа ГТК-10-4 полезная мощность в среднем по парку снижена на 20 % при увеличенном расходе топливного газа на 5-10 %.
Помимо факторов, обусловленных большой наработкой ГТУ стационарного типа, при длительной эксплуатации в результате принятия различных инженерных решений при строительстве объектов, и реализации мероприятий по ремонтно-техническому обслуживанию и реконструкции компрессорных цехов накоплено многообразие основных и вспомогательных систем ГПА, что также приводит к отклонению (зачастую ухудшению) основных характеристик ГТУ.
Начиная с начала 2000-х годов в ООО «Газпром трансгаз Югорск» увеличилось количество аварийный ситуаций (остановов) ГТУ типов ГТК-10-4 и ГТК-25И из-за неустойчивой работы (и помпажа) осевого компрессора, в том числе с разрушением его проточной части. Для агрегатов типа ГТН-16 отмечается резкое падение вырабатываемой мощности на частичных режимах и при ухудшении технического состояния ГТУ.
Поэтому в рамках настоящей работы особое внимание уделено разработке и реализации в условиях эксплуатации мероприятий для максимально эффективного использования ГТУ общепромышленного типа в части вырабатываемой полезной мощности, экономичности и безаварийной работы.
Цель работы: повышение эффективности работы ГТУ общепромышленного типа в условиях эксплуатации газотранспортного предприятия ООО «Газпром трансгаз Югорск» на основе современных
возможностей, знаний и достижений в области экспериментальных исследований и методов численных исследований с применением современных программных средств.
Для достижения указанной цели в ходе исследований поставлены и решены следующие основные задачи:
• Исследование причин недостаточной газодинамической устойчивости осевых компрессоров ГТУ типа ГТК-10-4 в различных условиях эксплуатации;
• Разработка метода проведения в условиях эксплуатации экспериментальных исследований с целью определения срывных и неустойчивых режимов работы и регистрации срывных явлений в проточной части осевых компрессоров стационарных ГТУ;
• Исследование влияния конструктивных особенностей системы воздухозабора и воздухоподготовки (КВОУ) на запас газодинамической устойчивости (ГДУ) осевых компрессоров ГТУ;
• Численное исследование процесса сжатия воздуха в проточной части ОК ГТУ ГТК-10-4 и верификация численного метода на основе экспериментальных данных. Уточнение физической картины обтекания лопаточных венцов ОК ГТУ ГТК-10-4 на номинальном и переменных режимах работы;
• Реализация и апробация способа повышения эффективности работы ГТУ типа ГТН-16 в условиях эксплуатации.
Научная новизна полученных результатов. 1. Предложен, обоснован и разработан метод проведения специальных экспериментальных исследований в условиях эксплуатации, направленных на определение неустойчивых режимов работы осевого компрессора ГТУ и регистрацию срывных явлений в проточной части ОК. На основании разработанного метода обоснованно определены границы газодинамической устойчивости работы осевого компрессора ГТУ ГТК-10-4.
2. Установлены причины появления срывных явлений в проточной части ОК на основании численного исследования процесса сжатия воздуха в ОК ГТУ типа ГТК-10-4. Уточнена физическая картина течения воздуха в проточной части компрессора.
3. Установлено влияние конструктивных характеристик системы воздухоподготовки и воздухоочистки ГТУ на запас ГДУ ОК на основе численных и экспериментальных исследований.
4. Предложен и обоснован способ повышения эффективности работы ГТУ типа ГТН-16 с учетом эксплуатационных факторов за счет перераспределения работы расширения продуктов сгорания между турбинами высокого и низкого давления путем раскрытия лопаток соплового аппарата (СА) ТНД.
Практическая значимость заключается в следующем:
1. Апробирован метод проведения специальных экспериментальных исследований по выявлению и регистрации срывных и неустойчивых режимов работы ОК ГТУ в условиях эксплуатации;
2. Установлены границы газодинамической устойчивости осевого компрессора ГТУ типа ГТК-10-4 с внесением соответствующих ограничений по приведенной относительной частоте вращения ротора ОК в систему управления ГТУ для предотвращения срывных режимов его работы и помпажа;
3. Определены «узкие» места в конструкции лопаточного аппарата ОК ГТУ ГТК-10-4 и показаны перспективы его совершенствования;
4. В условиях эксплуатации апробирован способ повышения эффективности работы ГТУ типа ГТН-16. Проведены работы по изменению угла установки лопаток СА ТНД с целью перераспределения работы расширения в турбине. Подтверждено повышение вырабатываемой мощности ГТУ на 4 %.
Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечена:
- хорошей воспроизводимостью экспериментальных данных и сходимостью их с результатами численных исследований;
- совпадением результатов экспериментальных работ с теоретическими представлениями и опытными данными по теме исследований других авторов;
- тем, что основные результаты прошли промышленную апробацию и уже использованы для повышения эффективности эксплуатации стационарных ГТУ ООО «Газпром трансгаз Югорск» и предотвращения аварийных ситуаций на компрессорных станциях;
- использованием в работе современных, апробированных и научно обоснованных программ и методик на основе численного трёхмерного анализа течений в каналах и лопаточных аппаратах турбомашин.
Личный вклад соискателя заключается в постановке целей и задач исследования, научно-техническом обосновании положений, выносимых на защиту, участии в разработке метода проведения специальных экспериментальных исследований осевого компрессора ГТУ в условиях эксплуатации, анализе структурного и технического состояния парка газотурбинных ГПА ООО «Газпром трансгаз Югорск» и обобщении результатов проведения экспериментальных и численных исследований, а также в реализации и апробации способа повышения эффективности работы ГТУ типа ГТН-16.
Автор защищает следующие основные положения:
• Метод проведения специальных экспериментальных исследований ОК стационарных ГТУ в условиях эксплуатации с целью определения и регистрации срывных и неустойчивых режимов его работы;
• Результаты численных и экспериментальных исследований процесса сжатия воздуха в ОК ГТУ ГТК-10-4 и влияния конструктивных особенностей КВОУ на запас ГДУ ОК;
• Результаты реализации и апробации способа повышения эффективности работы ГТУ ГТН-16 за счет перераспределения работы расширения в турбине раскрытием лопаток СА ТНД.
Апробация результатов работы. Основные результаты исследований, изложенных в диссертации, были представлены и обсуждались:
• на ЬП научно-технической сессии РАН по проблемам газовых турбин (г. Самара, 2005);
• X, XI, XII, XIII, XIV, XV Международных симпозиумах «Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования» (г. Санкт-Петербург, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2010);
• III и IV Международных научно-технических конференциях «Газотранспортные системы: настоящее и будущее» (г. Москва, 2009, 2011).
Реализация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы прошли промышленную апробацию и используются в ООО «Газпром трансгаз Югорск» при эксплуатации и ремонтно-техническом обслуживании стационарных ГТУ. Также отдельные результаты работы используются в научно-исследовательской деятельности и в учебном процессе подготовки специалистов, бакалавров и магистров кафедры «Турбины и двигатели» УрФУ.
Публикации. По теме повышения эффективности работы ГТУ опубликовано 23 работы, из них 5 статей в реферируемых изданиях по списку ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения по работе, списка использованной литературы, включающего 87 наименований. Работа изложена на 130 страницах, содержит 53 рисунка и 13 таблиц.
Автор выражает признательность научному руководителю, докт. техн. наук, профессору, заведующему кафедрой «Турбины и двигатели» УрФУ Бродову Ю.М., научному консультанту, канд. техн. наук, доценту кафедры «Турбины и двигатели» УрФУ Комарову О.В., бывшему Генеральному директору ООО «Газпром трансгаз Югорск», канд. техн. наук Завальному П.Н, а также коллективам кафедры «Турбины и двигатели» УрФУ и ООО «Газпром трансгаз Югорск» за помощь в ходе выполнения работы.
Похожие диссертационные работы по специальности «Турбомашины и комбинированные турбоустановки», 05.04.12 шифр ВАК
Исследование загрязнения и усовершенствование системы промывки проточной части осевых компрессоров ГТУ1999 год, кандидат технических наук Бодров, Андрей Игоревич
Совершенствование математических моделей проектирования ступени осевого компрессора морского газотурбинного двигателя2004 год, кандидат технических наук Чу Хонг Ха
Анализ и математическое моделирование напорной характеристики центробежного компрессорного колеса с использованием результатов расчета невязкого квазитрехмерного потока2007 год, кандидат технических наук Кожухов, Юрий Владимирович
Разработка, апробация и реализация методов совершенствования газоперекачивающих агрегатов, эксплуатируемых в условиях многониточной газотранспортной системы2003 год, кандидат технических наук Васин, Олег Евгеньевич
Методики и компьютеризированная технология двухуровневого газодинамического моделирования компрессоров авиационных ГТД2011 год, кандидат технических наук Михайлова, Александра Борисовна
Заключение диссертации по теме «Турбомашины и комбинированные турбоустановки», Прокопец, Алексей Олегович
Основные результаты диссертации изложены в следующих научных работах, опубликованных в рецензируемых научных изданиях, определенных ВАК:
1. Влияние геометрических параметров первой ступени осевого компрессора на диапазон и эффективность ее регулирования / Б.С. Ревзин,
A.О. Прокопец, A.B. Рожков // Компрессорная техника и пневматика. 2006. №11. 5 с.
2. О рациональности конструкторских решений по регулируемому входному направляющему аппарату компрессора ГТУ / Б.С. Ревзин, В.А. Седунин, А.П. Парамонов, А.О. Прокопец // Тяжелое машиностроение. 2009. №4. С. 7-9.
3. Проектирование первой ступени осевого компрессора ГТУ, работающей с регулируемым входным направляющим аппаратом / Ю.М. Бродов, О.В. Комаров, В.А. Седунин, А.О. Прокопец // Компрессорная техника и пневматика. 2011. №3. С. 9-12.
4. Вариантные расчеты первой ступени осевого компрессора ГТУ с регулируемым входным направляющим аппаратом / Ю.М. Бродов, О.В. Комаров, В.А. Седунин, А.О. Прокопец // Компрессорная техника и пневматика. 2011. №4. С. 29-32.
5. Совершенствование лопаточного аппарата осевого компрессора газотурбинных установок / А.О. Прокопец, Ю.М. Бродов, О.В. Комаров,
B.А. Седунин // Тяжелое машиностроение. 2012. №2. С. 29-35.
Работы по теме диссертации, опубликованные в других изданиях:
6. Исследование режимов работы осевого компрессора модернизированного газоперекачивающего агрегата мощностью 25 МВт / А.О.Прокопец [и др.] // Десятый международный симпозиум «Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования - 2004»: сб. науч. тр. Санкт-Петербург: Издательство Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, 2004. С. 137-141.
7. О причинах возникновения и методе диагностирования вращающегося срыва при модернизации стационарных ГТУ / А.О. Прокопец [и др.] // Вестник УГТУ-УПИ: Теплоэнергетика. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. С. 300-305.
8. Противодействие развитию вращающегося срыва в осевом компрессоре модернизированных ГТУ / C.B. Алимов, А.О. Прокопец // LII науч.-техн. сессия по газовым турбинам: сб. тез. Самара, 2005. С. 197-198.
9. Повышение эффективности работы стационарных приводных газотурбинных установок в условиях эксплуатации ООО «Газпром трансгаз Югорск» / А.О. Прокопец, Ю.М. Бродов, О.В. Комаров, A.B. Скороходов // IV Международная конференция «Газотранспортные системы: настоящее и будущее (GTS-2011)», Москва, 26-27 октября 2011 г.: тез. докл. М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2011.С. 122.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Предложена, обоснована и апробирована методика проведения специальных испытаний осевых компрессоров стационарных ГТУ в условиях эксплуатации с целью определения и регистрации срывных и неустойчивых режимов работы ступени и компрессора путем измерения пульсации давления воздуха над рабочими лопатками одной или нескольких ступеней. На основании разработанной методики проведены специальные испытания ОК ГТК-10-4 в Лонг-Юганском ЛПУ МГ с целью определения срывных и неустойчивых режимов работы ОК и регистрации срывных явлений. Получены данные по 21 эксперименту, на 5 из которых были зарегистрированы срывные явления в проточной части компрессора.
2. Определено, что запас по газодинамической устойчивости ОК ГТК-10-4 в области высоких частот вращения ротора ТК существенно снижен. Для той части парка ГПА типа ГТК-10-4 ООО «Газпром трансгаз Югорск», где регистрировались АО по причине помпажа осевого компрессора, предложено внести ограничения в САУ ГПА по приведенной относительной частоте вращения ротора турбокомпрессора с целью исключения работы ОК на режимах, характеризующихся недостаточным запасом его ГДУ.
3. Разработан и реализован алгоритм расчётного исследования реального газотурбинного оборудования средствами современных программных комплексов вычислительной газовой динамики, что позволило уточнить физическую картину течения в осевом компрессоре и воздухозаборном устройстве газоперекачивающего агрегата ГТК-10-4. Верифицирован метод проведения расчётного исследования многоступенчатого компрессора на основании сопоставления расчётных данных с результатами испытаний натурной ГТУ в Лонг-Юганском ЛПУ МГ.
4. Расчётное исследование подтвердило наличие проблемных зон в проточной части компрессора, связанных с плохой согласованностью отдельных ступеней. Показано, что рабочая точка осевого компрессора, соответствующая режиму работы сети, а именно - сопротивлению на входе (КВОУ), и сопротивлению на выходе (регенератор и сопловой аппарат турбины) - находится в недопустимой близости от границы устойчивости. В большинстве случаев запас ГДУ, рекомендуемый для стационарных компрессоров более 20%, на исследуемом агрегате составляет менее 5% при приведенной частоте вращения ротора ОК близкой к номинальной. Расчетным методом подтверждено, что при повышении приведенной частоты вращения до 1,05 от номинальной последние ступени компрессора (а именно ступени № 7, 8, 9 и 10) работают в области недопустимо больших углов атаки, и в этих ступенях имеют место отрывные течения.
5. Установлены и показаны причины недостаточного запаса ГДУ в части особенностей профилирования лопаток ступеней компрессора. Созданы предпосылки для выполнения работ по совершенствованию конструкции лопаточного аппарата ОК с целью увеличения его экономичности и газодинамической устойчивости.
6. Установлено негативное влияние работы комплексного воздухоочистительного устройства штатной конструкции на запас по устойчивости осевого компрессора ГТК-10-4 при неблагоприятных атмосферных условиях (ветер, снег и др.) и работе ГТУ на режимах, характеризующихся приведенной частотой вращения ротора ТК близкой к номинальной. Зарегистрированы колебания во времени расхода воздуха через ОК при проведении испытаний до ±4% при непогоде. Проведено расчётное исследование работы воздухозаборного устройства различных конструкций. Расчётным образом получено и подтверждено по результатам испытаний, что при сильном боковом ветре в ВЗУ штатной конструкции наблюдаются пульсации расхода, связанные с появлением устойчивых вихрей в камере ВЗУ. Подтверждена целесообразность выполнения боковых окон в камере ВЗУ штатной конструкции КВОУ ГТК-10-4 для стабилизации потока и снижения пульсаций давления на входе в осевой компрессор при неблагоприятных погодных условиях. Также подтверждена эффективность работы ВЗУ новой конструкции КВОУ производства ОАО «35-й Мехзавод».
7. Проведен анализ геометрических и газодинамических характеристик двухступенчатой ТВД и одноступенчатой ТНД ГТУ типа ГТН-16. Отмечено сильное влияние характеристического параметра и/сад на значение внутреннего КПД высоконагруженной первой ступени турбины высокого давления, предопределяющее существенное снижение полезной мощности и эффективного КПД ГТУ на переменных режимах и при снижении технического состояния установки.
8. Реализован и апробирован способ повышения эффективности эксплуатации ГТУ ГТН-16 за счет перестановки лопаток СА ТНД в сторону раскрытия, обеспечивающий перераспределение теплоперепада между отсеками турбины. Рассчитан рекомендуемый угол установки сопловых лопаток ТНД, который составил 43°23, что на 2° больше штатного положения С Л турбины низкого давления. Проведена серия теплотехнических испытаний ГТУ типа ГТН-16 в условиях эксплуатации: со штатным положением лопаток СА ТНД и после изменения их угла установки согласно выработанным рекомендациям. Подтверждена эффективность способа повышения фактической эффективной мощности ГТУ за счет изменения угла установки СЛ ТНД: полезная мощность увеличивается минимум на 4%, эффективный КПД при номинальных значениях основных параметров для исследованной ГТУ составил 27,1%.
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Прокопец, Алексей Олегович, 2012 год
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Абианц В.Х. Теория и расчет авиационных газовых турбин. М.Машиностроение, 1979. 246 с.
2. Авраменко М.И. О к-е модели турбулентности // VIII Забабахинские научные чтения, Снежинск, 5-9 сентября 2005 г. С.7-19.
3. Анализ возможности применения трехмерного пакета ANS YS CFX для проведения численного эксперимента на компрессорных ступенях / Коваль В.А., Ковалева Е.А., Литвинов Е.В. // Компрессорная техника и пневматика. 2009. №8. С.19-23.
4. Аронов Б.М., Жуковский М.И., Журавлев В.А. Профилирование лопаток авиационных газовых турбин. М. Машиностроение, 1975. 192 с.
5. Аэродинамические аспекты проектирования газовых турбин приводных ГТУ Турбомоторного завода: Обзор и основные результаты работ / Проскуряков Г.В. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 66 с.
6. Аэродинамические характеристики ступеней тепловых турбин / H.H. Афанасьев, В.Н. Бусурин, И.Г. Гоголев и др.; Под общ. ред. В.А. Черникова. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1980. 263 с.
7. Балье O.E. Анализ характеристик плоских решеток и их применение к расчету проточных частей турбомашин / Пер. с англ. - Энергетические машины и установки, 1968. №4. С. 1-23. (Тр. Амер. общ-ва инж.-мех.).
8. Барский H.A. О диапазоне соплового регулирования газовой турбины // Энергомашиностроение. 1960. №5. С.24-25.
9. Белоусов А.Н., Мусаткин Н.Ф., Радько В.М. Теория и расчет авиационных лопаточных машин. Учебник для ВУЗов. 2-е изд., испр., доп. Самарский государственный аэрокосмический университет. Самара, 2003,344 с.
Ю.Бесконтактная диагностика флаттера рабочих лопаток осевых компрессоров. / В.П.Максимов, А.В.Степанов // Контроль. Диагностика. №12. 2009. С.45-48.
П.Богданов А.Н., Долженков А.П., Ланда Б.Ш., Лунев И.П. Исследование запасов устойчивой работы компрессора высокого давления в системе ТРДД. ЦИАМ 1974.
12.Бойко A.B., Говорущенко Ю.Н., Ершов C.B., Русанов A.B., Северин С.Д. Аэродинамический расчет и оптимальное проектирование проточной части турбомашин; Монография. -Харьков, НТУ «ХПИ», 2002. 356 с.
13.Бойко A.B., Говорущенко Ю.Н. Основы теории оптимального проектирования проточной части осевых турбин. Выща школа, Изд-во при ХГУ, 1989. 217 с.
14.Бойко A.B. Оптимальное проектирование проточной части осевых турбин. Харьков. Вища школа, 1982. 152 с.
15.Венедиктов В. Д. Газодинамика охлаждаемых турбин. М.: Машиностроение, 1990. 240 с.
16.Верификация современных численных методов расчёта трёхмерного течения в осевых компрессорах / Бутримов Д.Л., Федечкин К.С. // Авиадвигатели XXI века: материалы конференции. М.: ЦИАМ, 2010. С.136-138.
П.Воробьева Н.Г., Семерняк Л.И. Оценка влияния конструктивных и аэродинамических факторов на границу устойчивости работы компрессора ТРДД. ЦИАМ Труды №846. 1979 г.
18.Гоголев И.Г., Дроконов A.M. Аэродинамические характеристики ступеней и патрубков тепловых турбин. Брянск: Грани, 1995. 258 с.
19.Гоголев И.Г. и др. Влияние межвенцового зазора на характеристики турбинной ступени // Теплоэнергетика. 1973. №1.
20.Гостелоу Дж. Аэродинамика решеток турбомашин: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. 392 с.
21.Гребнев В.К. Влияние радиального зазора на эффективность работы турбинных ступеней // Теплоэнергетика. 1968. №5. С.81-83.
22.Дейч М.Е., Дейлер Ш., Коршунов Б.А. Экспериментальное исследование сопловой решетки с уменьшенными концевыми потерями // Теплоэнергетика. 1994. №10. С.39-42.
23. Диагностика срывных и помпажных явлений в комрессорах газотурбинных установок. / В.М.Белкин, В.П.Данильченко, С.Ю.Боровик, Ю.Н.Секисов // L научно-техническая сессия по проблемам газовых турбин. Тезисы докладов. С.70-71.
24.Дрокин И.В. О возможности прогнозирования срывных колебании рабочих лопаток компрессора ГТД с использованием методов цифровой обработки данных виброиспытаний // Вестник двигателестроения. №1. 2010. С. 153-157.
25.Емин О.Н., Карасев В.Н., Ржавин Ю.А. Выбор параметров и газодинамический расчет осевых компрессоров и турбин авиационных ГТД. Учебное пособие под ред. проф. Ю.А. Ржавина: Москва, Издательство МАИ, 2003 - 146 с.
26.Жирицкий Г.С., Локай В.И., Максутова М.К. и др. Газовые турбины двигателей летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1971. 232 с.
27.Жуковский Г.В., Винтер С.Т., Иванов В.А., Корнаухова Т.С., Рахмилевич В.Д. Использование ЭВМ при проектировании и расчете проточной части и лопаток газовых турбин // Разработка, исследование и доводка ГТУ, компрессоров, нагнетателей и их элементов. Труды ЦКТИ. Вып. 261. 1990. С.46-58.
28.Жуковский Г.В., Марченко Ю.А., Терентьев И.К. Тепловые расчеты паровых n газовых турбин с помощью ЭВМ. Л. : Машиностроение, 1983. 255 с.
29.3арянкин А.Е., Фишер Е.Р., Зарянкин В.А. О влиянии формы входных кромок на коэффициенты потерь сопловых решеток // Тяжелое машиностроение. 2001. №9. С. 12... 14.
30.Захаров А.Ф., Ржавин Ю.А., Газодинамический расчет осевого компрессора авиационного ГТД (учебное пособие), Казань, КАИ, 1978.
31. Исследование динамической напряженности широкохордного вентилятора при стендовых испытаниях / М.Е.Колотников, П.В.Макаров, В.М. Сачин // Авиационно-космическая техника и технология. 2008. №9. С.58-64.
32.Исследования нестационарных аэродинамических процессов в осевом компрессоре / А.В.Кикин, Г.И.Богорадовский, В.И.Титенский // Турбины и компрессоры. 2001. №2. С.44-49.
33.Исследование структуры потока в области радиального зазора внутри и на выходе из межлопаточного канала рабочего колеса компрессора. Часть I. Поле скоростей осредненного движения / Пандия, Лакшминараяна // Энергетические машины и установки. 1983. №1. С.1-16.
34.Казанджан П.К., Тихонов Н.Д., Янко А.К. Теория авиационных газотурбинных двигателей. Теория лопаточных машин. / Под ред. П.К. Казанджана. М.: Машиностроение, 1983. 217 с.
35.Кампсти Н. Аэродинамика компрессоров. М.: Мир, 2000, 688 с.
36.Карман Т. Аэродинамика. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001, 208 с.
37.Кириллов И.И. Теория турбомашин. Л.: Машиностроение, 1972. 536 с.
38.Клебанов А.Г., Мамаев Б.И. Оптимальный шаг турбинной решетки // Теплоэнергетика. 1969. №10. С.56-60.
39.Ковалевский М.М. Стационарные ГТУ открытого цикла. М.: Машиностроение, 1979. 262 с.
40.Концепция реконструкции объектов газотранспортной системы на период 2011-2015 гг. Основные положения. М.: ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 2009. 32 с.
41.Комаров О.В., Исследования и одномерная оптимизация проточной части свободных силовых турбин с регулируемой первой ступенью приводных ГТУ и ГТД: Дисс. ... канд. техн. наук. Екатеринбург. 2005. 141 с.
42.Копелев С.З., Тихонов Н.Д. Расчет турбин авиационных двигателей. М.: Машиностроение, 1974. 266 с.
43.Костюк А.Г., Шерстюк А.Н. Газотурбинные установки. М.: Высшая школа, 1979. 254 с.
44.Кулагин В.В. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок. М.: Машиностроение, 2002. 616 с.
45.Ласенко K.M., Левин Ш.М., Шустер А.Р. Использование вариации кривизны для оптимизации профилей рабочих лопаток // Труды ЦКТИ. Вып. 274. 1993. С. 86...92.
46.Ласенко K.M. Об использовании коэффициентов скорости при расчетах проточных частей турбин // Турбины и компрессоры. 2002. №1,2. С.23-27.
47.Локай В.И., Максутова М.К., Стрункин В.А. Газовые турбины двигателей летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1979. 447 с.
48.Мамаев Б.И. Расчет влияния радиального зазора на работу турбины // Изв. вузов. Авиационная техника. 2002. №2. С.41-44.
49.Манушин Э.А., Михальцев В.Е., Чернобровкин А.П. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок. М.: Машиностроение, 1977. 447с.
50.Методические указания по проведению теплотехнических и газодинамических расчетов при испытаниях газотурбинных газоперекачивающих агрегатов. ПР 51-31323949-43-99. - М.: ВНИИГАЗ, 1999.-51 с.
51.Михальцев В.Е., Панков О.М., Юношев В.Д. Регулирование и вспомогательные системы газотурбинных и комбинированных установок. М.: Машиностроение, 1982. 257 с.
52.Нечаев Ю.Н. Законы управления и характеристики авиационных силовых установок. М.: Машиностроение, 1995. 400 с.
53.Нечаев Ю.Н., Федоров P.M. Теория авиационных газотурбинных двигателей. 4.1. М.: Машиностроение, 1977. 312 с.
54.Нечаев Ю.Н. Федоров P.M. Теория авиационных газотурбинных двигателей. ч.2. М.: Машиностроение, 1978. 336 с.
55.Ольховский Г.Г. Тепловые испытания стационарных газотурбинных установок. М.: Энергия, 1971. 408с.
56.0птимизация проточной части осевых компрессоров на стадии вариантного расчёта. Часть 1 / Галёркин Ю.Б., Попов Ю.А. // Компрессорная техника и пневматика. 2009. №5.
57.Оптимизация проточной части осевых компрессоров на стадии вариантного расчёта. Часть 2 / Галёркин Ю.Б., Попов Ю.А. // Компрессорная техника и пневматика. 2009. №6.
58.Основы проектирования турбин авиадвигателей / Деревянко A.B., Журавлев В.А., Зикеев В.В. / Под ред. С.З. Копелева. М.: Машиностроение, 1988. 328 с.
59.Ott К.Ф. Газоперекачивающие агрегаты. Том 3. Екатеринбург: 2007, ч.3,218 с.
60.Оценка погрешности при определении КПД проточной части турбины / Розенберг С.Ш., Хоменюк JI.A., Мороз О.И. и др. // Теплоэнергетика. 1981. №2. С.59-61.
61.Патент на изобретение №2309390. Способ определения параметров течения в компрессоре и устройство для его осуществления.
62.Прогнозирование режимов вращающегося срыва в ступени осевого компрессора с учетом формирования профильного и торцевого пограничных слоев / В.А.Коваль, Е.А.Ковалева //ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. 2010. №3. С.4-8.
63.Проектирование газовых турбин на основе трехмерных расчетов: Пер. с англ. // Новости зарубежной науки и техники. Авиационное двигателестроение. 1986. №9. С. 1-5.
64.Ревзин Б.С. Газоперекачивающие агрегаты с газотурбинным приводом. Екатеринбург. УГТУ-УПИ, 2002. 269 с.
65.Ревзин Б.С. Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты. М.: Недра, 1986. 215 с.
66.Ревзин Б.С., Ларионов И.Д. Газотурбинные установки с нагнетателями для транспорта газа. Справочное пособие. М.: Недра, 1991. 303 с.
67. Рождественский В.В. О нестационарности потока в осевых компрессорах // Труды ЦКТИ. Вып. 102. 1970. С. 105-120.
68.Селезнёв К.П., Галёркин Ю.Б. и др. Теория и расчёт турбокомпрессоров. М.: Машиностроение, 1986.
69.Сироткин Я.А. Аэродинамический расчет лопаток осевых турбомашин. М.: Машиностроение, 1972. 448 с.
70.Современные методы пространственного проектирования проточной части газовых турбин / Венедиктов В.Д., Иванов М.Я. и др. // Теплоэнергетика. 2002. №9. С.12-18.
71.Старцев В.В. Ревзин Б.С. Газодинамический расчёт многоступенчатого осевого компрессора. Методические указания к курсовому проектированию. Екатеринбург: УГТУ, 2000. 25 с.
72.Стационарные газотурбинные установки / Л.В. Арсеньев, В.Г. Тырышкин, И.А. Богов и др.; Под ред. Л.В. Арсеньева и В.Г. Тырышкина. Л.: Машиностроение, 1989. 543 с.
73.Степанов Г.Ю. Гидродинамика решеток турбомашин. М.: Физматгиз, 1962.512 с.
74.Тепловой расчёт схем приводных газотурбинных установок на номинальный и переменный режимы работы: Учебное пособие/Б.С. Ревзин, A.B. Тарасов, В.М. Марковский. Екатеринбург: ГОУ УГТУ-УПИ, 2001.61 с.
75.Турбомашины и МГД-генераторы газотурбинных и комбинированных установок / Бекнев B.C., Михальцев В.Е., Шабаров А.Б., Янсон P.A. / М.: Машиностроение, 1983. 392с.
76.Улучшение характеристик осевого компрессора ГТД / Коваль В.А., Скворцов A.B. // Компрессорная техника и пневматика. №3. 2007. С.22-28.
77.Федоров P.M. О границе срыва потока в компрессорных решетках. Известия АН СССР, ОТН Энергетика и автоматика. №4 1965.
78.Федоров P.M. О границе устойчивой работы ступени осевого компрессора. Известия АН СССР, ОТН Энергетика и автоматика. №1 1961.
79.Холщевников К.В., Емин О.Н., Митрохин В.Т. Теория и расчет авиационных лопаточных машин. М.: Машиностроение, 1986. 432 с.
80.Холщевников К.В. Теория и расчет авиационных лопаточных машин. М.: Машиностроение, 1970. 610 с.
81.Хорлокк Дж. X. Осевые турбины: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1972. 208 с.
82.ЦИАМ. Научный вклад в создание авиационных двигателей. - М.: Машиностроение, 2000, - 616 с.
83.ЦИАМ. Работы ведущих авиадвигателестроительных компаний по созданию перспективных авиационных двигателей (аналитический обзор). Москва 2004.
84.Щегляев A.B. Паровые турбины. Учеб. для вузов: В 2 кн. - 6-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1993.
85.Экспериментальный анализ пульсаций давления в пароподводящих органах турбоагрегата / Костюк А.Г., Куменко А.И., Некрасов A.JI. и др. // Теплоэнергетика. 2000. №6. С.50-52.
86.Operating Flexilility of the Industrial Mechanical Drive Gas Turbine, SOAC-7602. Доклад фирмы General Electric. 1976. 10 p.
87.Газотурбинная установка типа ГТН-16 с нагнетателем природного газа. Тепловые расчеты ГТУ и газодинамические расчеты турбин. 1980.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.