CC BY
9
3. Проблемы реализации инноваций. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://iitu.ru/04/07/problemi-realizacii-innovacii/.
УДК 621.438
Хакимуллин Б.Р. студент кафедра ПТЭ институт теплоэнергетики Потапов А.А., к. ф. -м. н.
доцент кафедра ПЭС ФГБОУВО «КГЭУ» Россия, г. Казань ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОНВЕРТИРОВАННЫХ АВИАЦИОННЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Рассматриваются возможности конвертации базового авиационного двигателя в наземный газотурбинный двигатель. Перспективы использования конвертированных авиационных двигателей в энергетической и нефтегазовой промышленности.
Ключевые слова: авиационный газотурбинный двигатель, конвертирование, эксплуатация.
Hakimullin B.R.
student
department «industrial heat power engineering and heat supply systems»
institute of heat power engineering
Potapov A.A.
candidate of physico-mathematical sciences assistant professor of department «industrial electronics and lighting»
«KSPEU» Russia, Kazan
PERSPECTIVES OF USE OF THE CONVERTED AIRCRAFT GAS
TURBINE ENGINES
The possibilities of converting of the basic aircraft engine in the land gas turbine engine are considered. Perspectives of use of the converted aircraft engines in the power and oil and gas industry.
Keywords: aircraft gas turbine engine, converting, operation.
Начиная с семидесятых годов прошлого века, газотурбинные двигатели (ГТД), созданные на базе авиационных газотурбинных двигателей путем их конвертирования (от английского слова «conversion» - конверсия, модификация, переоборудование), начали играть важную роль в энергетическом секторе и нефтегазовой отрасли.
В настоящее время авиационные газотурбинные двигатели,
отработавшие свой летный ресурс и сохранивших способность к дальнейшему использованию, находят широкое применение в различных областях народного хозяйства в качестве: энергоприводов; приводов газоперекачивающих агрегатов; струйных и струйно-тепловых машин; тепловых машин, применяемых для обогрева и сушки различных объектов; парогазогенераторов в пожаротушении и т.д.
Авиационные ГТД имеют малые габаритные размеры, компактные роторы, что позволяет использовать подшипники качения с простой схемой их маслоснабжения. Они не нуждаются в охлаждающей воде и имеют полностью автоматизированную систему управления. Но их единичная мощность не превышает 10-25 МВт.
При конвертации базового авиационного двигателя в наземный газотурбинный двигатель возможна замена материалов некоторых деталей холодной и горячей частей, которые наиболее подвержены коррозии. Например, магниевые сплавы заменяются на алюминиевые или стальные, в горячей части используются более жаростойкие сплавы с повышенным содержанием хрома. Камера сгорания и система подачи топлива модифицируются для работы с газообразным топливом или для варианта с несколькими топливами. Производиться доработка узлов системы двигателя (запуска, автоматического управления, противопожарная, маслосистема и др.) для обеспечения работы в наземных условиях [1].
В настоящее время в общем объеме мирового производства ГТД в стоимостном выражении авиационные двигатели составляют около 70%, наземные и морские - около 30%. Объем производства наземных и морских ГТД распределяется следующим образом: энергетические ГТД - 91%; ГТД для привода промышленного оборудования и наземных транспортных средств - 5%; ГТД для привода судовых движителей - 4%.
Одним из достоинств авиационных двигателей - малое время выхода на номинальную мощность (исчисляемое секундами), что делает его незаменимым при аварийных ситуациях на атомных электростанциях, где авиадвигатели используются в качестве резервных агрегатов. Очевидно, энергетические установки, созданные на базе авиадвигателей, могут использоваться и в качестве пиковых на электростанциях, и в качестве резервных агрегатов для особого периода. На базе авиационных двигателей чрезвычайно выгодно создавать и электростанции городского типа. Отчуждаемая под станцию площадь не сопоставимо меньше, чем для строительства тепловых электростанций, при одновременно лучших экологических характеристиках.
Показатели тепловой экономичности конвертированных авиационных ГТД можно считать удовлетворительными: при использовании двигателей ранних поколений (НК-12СТ, НК-16-18СТ) КПД по выработке электроэнергии составляет около 30% и с более поздними ГТД (НК-36СТ, НК-37, НК-38СТ, АЛ-31СТ) - 35-38% [2].
С момента выпуска первых двигателей НК-16СТ и НК 16-18СТ
зарекомендовали себя надежными и простыми в эксплуатации и обслуживании. С начала серийного производства ОАО «КМПО» было выпущено более 1000 приводов НК-16СТ, которые успешно эксплуатируются в различных газотранспортных предприятиях ОАО «Газпром». Суммарная наработка составляет более 50 млн. часов.
Наибольшее применение приобретает использование ГТД совместно с паровыми турбинами в составе парогазовых установок (ПГУ), а также для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии. Основными тепловыми потерями в цикле собственно ГТД являются потери теплоты с уходящим газами. Поэтому применение ГТД на тепловых электростанциях предусматривает различные схемы использования этой теплоты. Наиболее эффективны при этом схемы ПГУ с высоким уровнем их КПД (55-58%). С ростом температуры газов до 1300-1500°С возможно получение КПД ПГУ около 60% [3].
В настоящее время основными производителями газотурбинной техники в мире являются четыре крупнейшие компании - General Electric, Pratt & Whitney, Rolls-Royce и Safran Group. На их долю приходится до 95% выпускаемой продукции. Все отечественное производство по совокупному объему как минимум в два раза меньше, чем объем производства самого скромного из лидеров мирового рынка при значительно большем количестве работающих.
Использованные источники:
1. Иноземцев А. А., Нихамкин М.А. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. Общие сведения. Основные параметры и требования. Конструктивные и силовые схемы. М.: Машиностроение, 2008. - 208 с.
2. Гафуров А.М. Возможности повышения экономической эффективности газотурбинных двигателей типа АЛ-31СТ. // Энергетика Татарстана. - 2014. -№ 1 (33). - С. 17-20.
3. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Пути повышения эффективности современных газовых турбин в комбинированном цикле. // Энергетика Татарстана. - 2015. - № 1 (37). - С. 36-43.
