Метод расчета и анализ режимов работы многовальных газотурбинных двигателей усовершенствованных циклов - page 4

изменяется незначительно, оставаясь близким к расходу воздуха при
работе ГТД на расчетном режиме. В этом случае уменьшение мощно-
сти возможно при достаточно большом снижении температуры газа
Т
г
или параметра
θ
=
Т
г
/
Т
а
. Такое регулирование приведет к значитель-
ному уменьшению КПД установки. Кроме того, уменьшение частоты
вращения ротора компрессора высокого давления (КВД) в указанных
схемах приводит к снижению пропускной способности КВД и к пом-
пажу компрессора низкого давления (КНД). При нагрузке с регули-
рованием по закону
n/
T
г
=
const на частичных режимах частота
вращения ротора уменьшается и в ГТУ, выполненной по схеме 2БН,
расход воздуха существенно уменьшается и повышается экономич-
ность установки [1, 4].
При нагрузке первого типа и регулировании по закону
n
=
const
наилучшую экономичность на частичной нагрузке имеет установка,
выполненная по схеме 2БВР (с регенератором) или 2БВРО (с реге-
нератором и промежуточным охлаждением). В такой компоновке при
уменьшении мощности интенсивно снижается расход воздуха, темпе-
ратура газа перед турбиной Т1 остается достаточно высокой, темпе-
ратура перед регенератором несколько повышается.
На режимах частичной мощности температура
Т
г
или отношение
температур
θ
=
Т
г
/
Т
а
в установке без регенератора (схема 2БВ) из-
меняется незначительно, а в установке, выполненной по схеме 2БН, —
существенно. Поэтому установки типа 2БВ по сравнению с ГТД ти-
па 2БН имеют бoлее высокую экономичность на режимах частичной
мощности.
Применение регенератора с достаточной степенью регенерации су-
щественно улучшает экономичность ГТД на расчетном режиме и на
режимах частичной мощности. Поскольку в ГТД типа 2БВ температу-
ра на выходе из ТНД выше, чем в ГТД типа 2БН, то при включении
регенератора КПД повышается больше.
В установке, выполненной по схеме 2БВР, в интервале мощно-
сти
ˉ
N
e
= 1
. . .
0
,
6
КПД постоянен или даже несколько выше, а при
ˉ
N
e
0
,
45
КПД уменьшается лишь на
3
. . .
6
%. Увеличение температу-
ры
Т
г
на номинальном (расчетном) режиме улучшает относительную
экономичность ГТД с регенератором (схемы 2БВР или 2БВРО).
Однако ГТД, выполненные по двухвальным блокированным схе-
мам с нагрузкой на роторе высокого давления, имеют и недостатки.
При нагрузке с регулированием
n
=
const на режимах частичной мощ-
ности при некоторой комбинации таких параметров, как
Т
г
2
/
Т
а
,
π
к
10
,
π
т
20
,
π
к
1
к
10
,
π
к
1
т
20
,
η
к
,
η
т
,
С
рпс
/
С
рв
температура в турбинах может
значительно превышать расчетное значение. Особенно это касается
турбин низкого давления. Если же используется нагрузка
n
=
var,
требующая снижения частоты вращения КВД, то может возникнуть
помпаж в КНД [1, 4].
6 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 4
1,2,3 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,...22
Powered by FlippingBook