Оптимізація параметрів ПГУ та системи охолодження газової турбіни

Автор(и)

  • Александр Матвеевич Клер ІСЕМ СО РАН 664033, Іркутськ-33, вул. Лермонтова, 130, Російська Федерація
  • Юрий Борисович Захаров ІСЕМ СО РАН 664033, Іркутськ-33, вул. Лермонтова, 130, Російська Федерація
  • Юлия Михайловна Потанина ІСЕМ СО РАН 664033, Іркутськ-33, вул. Лермонтова, 130, Російська Федерація

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.14877

Ключові слова:

оптимізація ПГУ, оптимізація проточної частини, система охолодження проточної частини, ціна електроенергії

Анотація

Представлено методику узгодженої оптимізації параметрів циклів ГТУ і ПГУ і параметрів охолоджуваної проточної частини газової турбіни. В рамках цієї методики проведені оптимізаційні розрахунки схем ГТУ і ПГУ. Представлено результати розрахунків з висновками про перевагу оптимізації за даною методикою.

Біографії авторів

Александр Матвеевич Клер, ІСЕМ СО РАН 664033, Іркутськ-33, вул. Лермонтова, 130

Доктор техн. наук, професор зав. відділу теплосилових систем

Юрий Борисович Захаров, ІСЕМ СО РАН 664033, Іркутськ-33, вул. Лермонтова, 130

Старший інженер

Юлия Михайловна Потанина, ІСЕМ СО РАН 664033, Іркутськ-33, вул. Лермонтова, 130

Старший науковий співробітник

Посилання

  1. Бойко, А. В. Аэродинамика проточной части паровых и газовых турбин: расчеты, исследования, оптимизация, проектирование [Текст] / А.В. Бойко. – Х. : ХПГУ, 1999. – 360 с.
  2. Бойко, А. В. Методы параметрической оптимизации навала направляющих турбинных лопаток [Текст] / А. В. Бойко, Ю. Н. Говорущенко, М. В. Бурлака // Вестник нац. технического университета “ХПИ” — 2010, №2.— С. 13—21.
  3. Лапшин, К. Л. Оптимизация проточных частей паровых и газовых турбин [Текст] / К. Л. Лапшин. – СПб. : Изд-во Политехнического университета, 2011. – 177 с.
  4. Huttunen, J. Optimization of the mean radius flow path of a multi-stage steam turbine with evolution algorithms [Текст] / J. Huttunen, L. Jaakko, T. Turunen-Saaresti, J. Backman, // Journal of Thermal Science – 2011/ - T. 20(4). – c. 318-323/
  5. Can Gulen, S. A Simple Parametric Model for the Analysis of Cooled Gas Turbines [Текст] / S. Can Gulen // J. Eng. Gas Turbines Power. – 2011. – T. 133(1). – c.1-13.
  6. Sanjay Y. Investigation of effect of variation of cycle parameters on thermodynamic performance of gas-steam combined cycle [Текст] / Y. Sanjay // International Journal Energy, – 2011. – T. 36(1). – c.157-167.
  7. Jordal, K. Optimization with genetic algorithms of a gas turbine cycle with H2-separating membrane reactor for CO2 capture [Текст] / K. Jordal, O. Bolland, F. M. Björn T. Torisson // International Journal of Green Energy, – 2005. – T. 2(2). – c.167-180.
  8. Srinivas, T.Thermodynamic modelling and optimization of a dual pressure reheat combined power cycle [Текст] / Srinivas T. // Sadhana, – 2010. – T. 35(5). – c. 597–608.
  9. Bojici, L. Technical optimization of a two-pressure level heat recovery steam generator [Текст] // L. Bojici, C. Neaga // U.P.B. Sci. Bull, – 2012. – T. 74 (2). – c. 209–216.
  10. Kavanagh, R. M. A Systematic Comparison and Multi-objective Optimization of Humid Power Cycles: Part I – Thermodynamics [Текст] / R. M. Kavanagh, G. T. Parks // ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, – 2009. – T. 131 (4) – c.1-13.
  11. Kler, A.M., Technical and economic studies on the optimization of prospective coal-fired power stations [Текст] / A. M. Kler, Y. M. Potanina // International Journal of Global Energy Issues, – 2003, T. 20.(4), – c. 340-352.
  12. Накоряков, В. Е. Комплексные технико-экономические исследования ПГУ с поточными газификаторами [Текст] / В.Е. Накоряков, Г. В. Ноздренко, П. А. Щинников, О. В. Боруш, А. Г. Кузьмин // Известия РАН. Энергетика. – 2010. – №4т – С. 184–193.
  13. Toffolo, A. Evolutionary algorithms for multi-objective energetic and economic optimization in thermal system design [Текст] / A. Toffolo, A. Lazaretto // Energy. – 2002. –T.27(6). – c. 549-569.
  14. . Cleeton, J. P. E. Blade cooling optimisation in humid-air and steam-injected gas turbines [Текст] / J. P .E. Cleeton, R. M. Kavanagh, G.T. Parks // Applied Thermal Engineering. – 2009. –T29. (16). –c.3274-3283
  15. . Ghigliazza, F. Thermoeconomic impact on combined cycle performance of advanced blade cooling systems [Текст] / F. Ghigliazza, A. Traverso, A. F. Massardo // Applied Energy. – 2009. – T.86 (10). – c.2130-2140
  16. . Клер, А. М. Оптимизация параметров цикла ГТУ и конструктивных параметров проточной части газовой турбины с охлаждаемыми сопловыми и рабочими лопатками [Текст] / А. М. Клер Ю. Б. Захаров // Теплофизика и аэромеханика— 2012. —Т. 19, №4.— С. 449—459.
  17. Korakianitis, T. Design of high-efficiency turbomachinery blades for energy conversion deviceswith the three-dimensional prescribed surface curvature distribution blade design (CIRCLE) method [Текст] / T. Korakianitis, I.A. Hamakhan, M.A. Rezaienia, A.P.S. Wheeler, E.J. Avital, J.J.R. Williams // Applied Energy. – 2012. – T.89(1). – c.215–227.
  18. Joly, M. M. Differential evolution based soft optimization to attenuate vane–rotor shock interaction in high-pressure turbines / M. M. Joly, T. Verstraete, G. Paniagua // Applied Soft Computing. – 2013. – T.13(4).– c.1882–1891.
  19. Основы проектирования турбин авиадвигателей [Текст] / А. В. Деревянко, В. А. Журавлев, В. В. Зикеев, В. В. Князев, С. З. Копелев, Д. В. Кудрявцев ; под общ. Ред. С. З. Копелева – М. : Машиностроение, 1988. – 328 с
  20. Методы оптимизации сложных теплоэнергетических установок [Текст] / А. М., Клер, Н. П. Деканова Т. П. Щёголева, З. Р. Корнеева, Т. И. Лачкова. – Н. : Наука, 1993. – 116 с.
  21. Клер, А.М., Учет переменного характера тепловых нагрузок при оптимизации теплофикационных энергетических установок [Текст] / А. М. Клер, Ю. М. Потанина, А. С. Максимов // Теплоэнергетика. –012, № 7. - С. 1-7.
  22. Теплосиловые системы: Оптимизационные исследования [Текст] / А. М. Клер, Н. П. Деканова., Э. А. Тюрина и др. Н. ; Наука, 2005. –236 с.
  23. Каблов, Е. Н. Никелевые литейные жаропрочные сплавы нового поколения [Текст] / Е. Н. Каблов, Н. В. Петрушин, И. Л. Светлов, И. М. Демонис // Журнал авиационные материалы и технологии. – 2012. – №6. – С. 1–24.
  24. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей [Текст] : учеб, пособие / С. А. Вьюнов, Ю. И. Гусев, А. В. Карпов. – М. : Машиностроение, 1989. –368 с.
  25. Boiko, A.V. (1999). Aerodynamics of Air-Gas Channel of Vapor and Gas Turbines: Calculations, Investigations, Optimization and Design. Kharkov, Russia: KhPGU.
  26. Boiko, A.V., Govoruschenko, Yu. N., Burlak, M.V. (2010) Methods for Parametric Optimization of Guiding Turbine Blade. Kharkov, Ukraine, NTU KhPI, 2, 1321.
  27. Lapshin, K.L. (2011). Optimization of Air-Gas Channels of Gas and Vapor Turbines, SPb, Russia, Polytechnic University.
  28. Huttunen, J., Jaakko, L., Turunen-Saaresti, T., Backman, J. (2011). Optimization of the mean radius flow path of a multi-stage steam turbine with evolution algorithms. Journal of Thermal Science, 20(4), 318-323
  29. Can Gulen, S. (2011).A Simple Parametric Model for the Analysis of Cooled Gas Turbines. J. Eng. Gas Turbines Power, 133(1), 1-13.
  30. Sanjay, Y. (2011).Investigation of effect of variation of cycle parameters on thermodynamic performance of gas-steam combined cycle. International Journal Energy, 36(1),
  31. -167.
  32. Jordal, K., Bolland, O., Björn, F. M. , Torisson, T. (2005). Optimization with genetic algorithms of a gas turbine cycle with H2-separating membrane reactor for CO2 capture. International Journal of Green Energy, 2(2), 167-180.
  33. Srinivas, T. (2010).Thermodynamic modelling and optimization of a dual pressure reheat combined power cycle. Sadhana, 35(5), 597–608.
  34. Bojici, L., Neaga, C. (2012).Technical optimization of a two-pressure level heat recovery steam generator. U.P.B. Sci. Bull, 74,(2), 209–216.
  35. Kavanagh, R. M., Parks, G. T. (2009). Systematic Comparison and Multi-objective Optimization of Humid Power Cycles: Part I – Thermodynamics. ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power 131 (4), 13.
  36. Kler, A.M., Potanina, Y. M. (2003) Technical and economic studies on the optimization of prospective coal-fired power stations. International Journal of Global Energy Issues, 20.(4), 340-352.
  37. Nakoryakov, V.E., Nozdrenko, G.V., Schinnikov, P.A., Borush, O.V., Kuzmin, A.G. (2010) Complete feasibility studies CCPP, including gasifiers. Proceedings Russian Academy of Sciences,4, 184–193.
  38. Toffolo, A., Lazaretto, A. (2002). Evolutionary algorithms for multi-objective energetic and economic optimization in thermal system design. Energy, 27(6), 549-569.
  39. . Cleeton, J. P. E., Kavanagh, R. M., Parks G. T. (2009). Blade cooling optimisation in humid-air and steam-injected gas turbines. Applied Thermal Engineering, 29(16), 3274-3283.
  40. . Ghigliazza, F., Traverso, A., Massardo, A. F. (2009). Thermoeconomic impact on combined cycle performance of advanced blade cooling systems. Applied Energy, 86 (10), 2130-2140.
  41. . Kler, A. M., Zakharov Yu. B. (2012) Optimizing parameters of GTU cycle
  42. and design values of air-gas channel in a gas turbine with cooled nozzle and rotor blades. Thermophysics and Aeromechanics, 19(4), 449-459
  43. Korakianitis, T., Hamakhan, I.A., Rezaienia, M.A., Wheeler, A.P.S., Avital, E.J., Williams, J.J.R. (2012). Design of high-efficiency turbomachinery blades for energy conversion deviceswith the three-dimensional prescribed surface curvature distribution blade design. Applied Energy, 89(1), 215–227.
  44. Joly, M. M., Verstraete, T., Paniagua, G. (2013). Differential evolution based soft optimization to attenuate vane–rotor shock interaction in high-pressure turbines. Applied Soft Computing, 13(4), 1882–1891.
  45. Kopelev, S.Z. (1988). Fundamentals of Designing Turbines for Aero-Engines, Moscow, USSR Machine-Building.
  46. Kler, A.M. , Dekanova, N.P., Schegoleva, T.P., Korneeva, Z,R., Lachkova, T.I. (1993). Optimization Methods for Complex Heat and Power Engineering Plants, Novosibirsk, Russia, Nauka.
  47. Kler, A. M., Potanina, Y.M., Maximov A. S., (2012) Accounting for changing thermal loads in the optimization of cogeneration power plants. Thermal Engineering, 7, 1-7.
  48. Kler, A.M., Dekanova, N.P., Tyurina, E.A. Korneeva, Z.P., Marinchenko, A.Yu., Mikheev, A.V., Platonov, L.A., Potanina, Yu.M., Stepanova, E.L., Mednikov A.S. (2005) Thermopower Systems: Optimization Research. Novosibirsk, Russia: Nauka.
  49. Kablov, E.N., Petrushin, N.V., Svetlov, I.L., Demonis, I.M. (2012) Casting nickel superalloys new generation. Journal of aviation materials and technologies, 6, 1-24.
  50. Viyunov, S.A., Gusev, Yu.I. (1989) Constructing and Designing Gas Turbine Engines for Aerocraft, USSR: Machine-Building.

##submission.downloads##

Опубліковано

2013-06-19

Як цитувати

Клер, А. М., Захаров, Ю. Б., & Потанина, Ю. М. (2013). Оптимізація параметрів ПГУ та системи охолодження газової турбіни. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(12(63), 37–43. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.14877

Номер

Том 3 № 12(63) (2013): СУЧАСНІ ТЕХНОЛОГІЇ В ГАЗОТУРБОБУДУВАННІ

Розділ

Сучасні технології в газотурбобудування

Ліцензія

Авторське право (c) 2014 Александр Матвеевич Клер, Юрий Борисович Захаров, Юлия Михайловна Потанина

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.