Использование высокоэффективных биметаллических рекуператоров малогабаритных газотурбинных установок мощностью до 100 кВт

Введение. Одновальными рекуперативными являются современные малоразмерные газотурбинные установки (МГТУ) мощностью в десятки киловатт. В состоянии, когда усовершенствование новых циклов МГТУ еще изучается, для проектирования таких простых установок с целью обеспечения компактности и экономичности установки необходимо выбрать оптимальные параметры цикла МГТУ по схеме с регенерацией. Тем не менее, при разработке рекуператоров есть несколько практических ограничений, относящихся к проблеме сложных конструкций вместе с возрастанием потерь давления при повышении их степени регенерации и к ограничению по качеству материалов.

Цель. Изучение влияния рекуператора на эффективность МГТУ, имеющего существенное значение при их проектировании.

Методы и средства. В рамках исследования в статье представлена всесторонняя оценка влияния рекуператоров на параметры обычного цикла Брайтона с рекуперацией. В статье подробно рассматривается влияние характерных параметров, в том числе степени повышения давления в компрессоре, температуры газа перед турбиной и степени регенерации, на эффективность МГТУ.

Результаты. По результатам исследований выявлено, что применение степени регенерации не менее 0,9 с низким коэффициентом потерь давления в рекуператорах при проектировании современных рекуперативных МГТУ эффективный коэффициент полезного действия установки не может быть выше уровня (38…40%) в связи с определенными ограничениями температуры газа на входе в турбину МГТУ из-за трудности охлаждения и обеспечения компактности и экономичности установки.

Заключение. Применение новых жаропрочных материалов станет важной частью совершенствования МГТУ в будущем, поэтому необходимо изучить новое техническое решение при использовании перспективных материалов рекуператоров для выбора оптимальных параметров цикла МГТУ с регенерацией. В том числе, рассматривается возможность использования биметаллических рекуператоров.