Efficiency of combined gas turbine plants at partial loads under different types of loading

Abstract

Комбинированные установки на базе газотурбинных двигателей (ГТД) и установок органического цикла Ренкина (ОЦР) наземного, морского и подводного базирования часто работают на переменных нагрузках в зависимости от условий эксплуатации. Поэтому необходимо оценить их энергоэффективность для различных схем ГТД, ОЦР и рабочих тел на частичных нагрузках при различных способах нагружения. Предметом рассмотрения в статье является исследование влияния схем микрогазотурбинных двигателей (МГТД), ОЦР и рода рабочего тела на эффективность комбинированных микрогазотурбинных установок. Показано, что наиболее эффективной комбинированной микрогазотурбинной установки для всех режимов нагружения и во всем диапазоне мощностей является комбинация МГТД на базе простого цикла с турбокомпрессорным утилизатором и регенерацией, а также регенеративной установки ОЦР. Установлено, что наиболее предпочтительным рабочим телом ОЦР для большинства схем ГТД является R-123. Combined units based on gas turbine engines (GTE) and Rankine organic cycle units (ROCU) of land, sea and submarine basing often operate at variable loads depending on the operating conditions. Therefore, it is necessary to evaluate their energy efficiency for different schemes of GTEs, ORC and working bodies at partial loads at different methods of loading. The subject of the article is a study of the influence of schemes of microgas turbine engines (MGTE), OTRs and the type of working body on the efficiency of combined microgasturbine plants. It is shown that the most efficient combined microgasturbine unit for all loading modes and in all power range is a combination of a simple cycle MGTE with a turbocharger utilizer and regeneration, as well as a regenerative ORC unit. It is established that the most preferable working body of the ORC for the majority of GTE schemes is R-123.