Малоразмерные газотурбинные установки находят всё большее применение. Основной проблемой при их проектировании является повышение КПД. Этого можно достичь путём добавления в цикл ГТУ рекуператоров.
Статья посвящена разработке методики технико-экономического обоснования применения пластинчатых рекуператоров в малоразмерных ГТУ. Такая методика необходима для выбора оптимальной степени регенерации цикла, исходя из существующих для компактных теплообменников ограничений по габаритам и достижения наиболее быстрой их окупаемости. Рекуператор является сложным объектом, поэтому его оптимизация невозможна без применения современных программных средств.
В качестве среды для создания программы многовариантного расчёта рекуператора выбран язык Python, для которого существуют специальные библиотеки: для определения теплофизических свойств воздуха и продуктов сгорания CoolProp, создания пользовательского программного интерфейса Tkinter, вывода результатов в виде графиков Matplotlib.
Описана последовательность расчёта характеристик рекуператора для ГТУ 9И113М0,2 в зависимости от степени регенерации. Результаты расчёта характеристик выведены в виде графиков, путём анализа которых выбрана оптимальная степень регенерации цикла. Далее приводится порядок расчёта срока окупаемости рекуператора, исходя из его стоимости и стоимости сэкономленного топлива.
Использование методики, изложенной в статье, даёт проектировщику газотурбинных установок удобный инструмент для технико-экономического обоснования применения пластинчатых рекуператоров в циклах ГТУ. В заключении сделаны выводы о проделанной работе, приведены планы дальнейшего со-вершенствования рассмотренной методики.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКАЯ ССЫЛКА
Ильичев В.Ю., Лужецкий А.А. МЕТОДИКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАСТИНЧАТЫХ РЕКУПЕРАТОРОВ В МАЛОРАЗМЕРНЫХ ГТУ // Научное обозрение. Технические науки. – 2021. – № 1. – С. 40-45
Small-sized gas turbine plants are increasingly being used. The main problem in their design is the improvement of efficiency. This can be achieved by adding recuperators to GTU cycle.
Article is devoted to the development of a method of feasibility study for use of plate recuperators in small GTU. This technique is necessary to select optimal cycle regeneration rate based on the size limitations of compact heat exchangers and to achieve fastest payback. Recuperator is a complex object, so its optimization is impossible without the use of modern software.
As an environment for creating a multi-variable recuperator calculation program, Python language has been chosen, for which there are special libraries: to determine the thermophysical properties of air and combustion prod-ucts CoolProp, to create user program interface Tkinter, to output results in the form of graphs Matplotlib.
Sequence of recuperator characteristics calculation for GTU 9I113М0,2 is described depending on degree of regeneration. Results of the calculation of characteristics are displayed in the form of graphs, by the analysis of which the optimal degree of cycle regeneration is chosen. Following is the procedure for calculating the payback period of the recuperator, based on its cost and the cost of saved fuel.
Using the technique set forth in the article gives the designer of gas turbine plants a convenient tool for a feasibil-ity study of use of plate recuperators in GTU cycles. Conclusions on the work done are made, plans for further improvement of the considered methodology are given.
_