Підвищення ефективності охолодження ГТД-110 за низьких температур зовнішнього повітря

Abstract

Колісніченко В. В., Римар Т. І. (керівник). Підвищення ефективності охолодження ГТД-110 за низьких температур зовнішнього повітря. Бакалаврська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2023. Розширена анотація Енергетика відноситься до тих галузей економіки, де має місце значний взаємозв’язок і взаємовплив техносфери та навколишнього середовища, в тому числі і погодо-кліматичних факторів. Вплив погодно-кліматичних умов на енергетику виражається у зміні умов виробництва енергії, коливаннях потреби в ній з боку споживачів, а також у різних умовах експлуатації і утримання енергетичних об’єктів [1, 2]. У разі від’ємних температур і підвищеної вологості зовнішнього повітря можливе обмерзання вхідного тракту комплексного повітроочисного пристрою ГТД-110, захисної сітки і лопаток компресора. Небезпека обледеніння особливо велика, якщо за температури зовнішнього повітря від - 5 до +5 °С є опади у вигляді дощу, туману або мокрого снігу. Верхня межа температури зовнішнього повітря для включення системи антиобледеніння пов'язана із зниженням температури повітря по повітрозабірному тракту. Так, за температури зовнішнього повітря +5 °С і відносної вологості 80 % температура повітря перед першим ступенем компресора за результатами розрахунків складає + 0,28 °С за вологості 100 %, що свідчить про початок конденсації вологи на поверхнях. Подальше зниження температури без включення системи антиобледеніння приведе до утворення льоду на поверхнях комплексного повітроочисного пристрою, що у кращому разі збільшить опір по тракту. Утворення льоду може привести і до зростання вібрації комплексного повітреочисного пристрою. Обмерзання зазвичай супроводжується збільшенням розрідження на вході в компресор і зниженням потужності ГТД. Для попередження обледеніння вхідного тракту комплексного повітроочисного пристрою за температур повітря в діапазоні від - 5 до +5 °С і відносній вологості 80 % система автоматичного управління і регулювання потужності ГТУ включає систему антиобледеніння. У цьому випадку автоматично відкривається клапан антиобморожувача системи антиобледеніння відбору гарячого повітря за 10-м ступенем компресора на підігрівання комплексного повітроочисного пристрою. За температур повітря нижче - 11 °С або вище +6 °С і відносної вологості менше 78 % система антиобледеніння вимикається з роботи. Мета дослідження: Врахувати режими роботи бінарної ПГУ за низьких температур зовнішнього повітря. Для досягнення поставленої мети в бакалаврській кваліфікаційній роботі виділено такі задачі: - огляд та аналіз праць за тематикою досліджень; - проаналізувати схеми повітрезабірного тракту і теплового укриття ГТД – 110; - проаналізувати ефективність роботи системи антиобледеніння ГТД - 110 - проаналізувати режимну характеристику системи анти обледеніння за відносної вологості зовнішнього повітря 80 %.Kolisnichenko V.V., Rymar T.I. (supervisor). The increase of cooling efficiency of GTD-110 at low outside air temperatures. Bachelor's thesis. – Lviv Polytechnic National University, Lviv, 2023 Extended abstract Energy refers to those branches of the economy where there is a significant relationship and mutual influence of the technosphere and the environment, including weather and climate factors. The influence of weather and climate conditions on the energy industry is expressed in changes in the conditions of energy production, fluctuations in the need for it from consumers, as well as in different conditions of operation and maintenance of energy facilities [1, 2]. In the case of negative temperatures and high humidity of the outside air, icing of the inlet tract of the complex air cleaning device GTD-110, the protective net and the compressor blades is possible. The danger of icing is especially great if there is precipitation in the form of rain, fog or sleet at an outside air temperature of -5 to +5 °C. The upper limit of the outside air temperature for turning on the anti-icing system is associated with a decrease in the temperature of the air in the air intake tract. Thus, at an outside air temperature of +5 °С and a relative humidity of 80%, the air temperature in front of the first stage of the compressor according to the results of calculations is + 0.28 °С at a humidity of 100%, which indicates the beginning of moisture condensation on the surfaces. A further decrease in temperature without turning on the anti-icing system will lead to the formation of ice on the surfaces of the complex air cleaning device, which in the best case will increase the resistance along the path. The formation of ice can lead to increased vibration of the complex air cleaning device. Icing is usually accompanied by an increase in rarefaction at the inlet to the compressor and a decrease in the power of the gas turbine. To prevent icing of the inlet tract of the integrated air cleaning device at air temperatures in the range from -5 to +5 °С and relative humidity of 80%, the system of automatic control and power regulation of the gas turbine includes an anti-icing system. In this case, the valve of the antifreeze of the anti-icing system of the hot air selection at the 10th stage of the compressor to heat the complex air cleaning device opens automatically. At air temperatures below -11 °С or above +6 °С and relative humidity below 78%, the anti-icing system is switched off. The purpose of the study: To take into account the modes of operation of the binary PCU at low temperatures of the outside air. In order to achieve the set goal, the following tasks are highlighted in the bachelor's qualification work: - review and analysis of works by research topic; - analyze the schemes of the air intake tract and the thermal shelter of the GTD - 110; - to analyze the efficiency of the anti-icing system of the GTD – 110; - to analyze the mode characteristics of the anti-icing system at a relative humidity of the outside air of 80%.