Стр. 10 - Р.З. Тумашев, Н.Г. Бодров - Когенерационная газотурбинная установка на попутных нефтяных газах с высоким содержанием тяжелых углеводородов

164 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
метр рабочего колеса D1т = 0,245 м, окружная скорость лопаток на
наружном диаметре на входе u1т = 455 м/с. Центробежный компрессор
имеет одинаковую с турбиной частоту вращения (установка одно-
вальная). Степень повышения давления в компрессоре *
к  = 2,35,
расход рабочего тела Gгк = 0,356 кг/с, адиабатический КПД компрес-
сора *
к  = 85,2 %, наружный диаметр рабочего колеса d2к = 0,192 м,
окружная скорость концов рабочих лопаток u2к = 362 м/с. Для увели-
чения КПД лопатки рабочих колес загнуты против вращения под уг-
лом β2л = 60°. В связи с более низким давлением в цикле по сравне-
нию с традиционной ГТУ размеры проточной части лопаточных
машин возрастают, что повышает газодинамическую эффективность
компрессора и турбины ГТУ малой мощности [4, 5], частота враще-
ния ротора уменьшается.
Выводы.
1. Изменение последовательности процессов в газотурбинных
установках расширяет возможности утилизации нефтяных газов при
более высоком содержании тяжелых углеводородов с низким значе-
нием метанового числа. Процесс сжигания топливного газа в камере
сгорания осуществляется при атмосферном давлении, в отличие от
традиционной ГТУ, при котором практически отсутствуют условия
для возникновения детонации.
2. Предложенная схема подготовки попутного нефтяного газа с
высоким содержанием тяжелых углеводородов обеспечивает умень-
шение концентрации серосодержащих веществ до приемлемого
уровня, а также осушку попутного газа. Для устранения конденсации
тяжелых углеводородов предусмотрен последовательный подогрев
ПНГ с помощью подведения теплоты в пределах системы подготовки
газа, топливной магистрали и непосредственно перед камерой сгора-
ния ГТУ. Максимальный подогрев газа на 30  ниже температуры са-
мовоспламенения тяжелых углеводородов.
3. Рациональные параметры утилизационной ГТУ с обратной по-
следовательностью процессов, определенные с учетом технико-
экономических показателей, изменяются в диапазоне значений: для
степени повышения давления в компрессоре от 2,3 до 3,3, для степе-
ни регенерации от 0,80 до 0,86 при температуре продуктов сгорания
перед турбиной 1173 K (900 °С), перед компрессором 300 K. Элек-
трический КПД установки изменяется от 25 до 33 %, суммарный
КПД с учетом вырабатываемой теплоты — от 60 до 67 %. Давление
ПНГ всегда выше, чем давление газов в камере сгорания ГТУ, поэто-
му отпадает необходимость в дожимном компрессоре.
4. Утилизационные газотурбинные установки малой мощности
(несколько десятков киловатт) с измененной последовательностью
процессов и максимальным давлением в цикле, равным атмосферному,
имеют высокую газодинамическую эффективность процессов сжатия