Вісники НТУ "ХПІ"

Проведен анализ тенденции изменения использования топливно-энергетических ресурсов для выработки электроэнергии. Показано, что все большее внимание уделяется выработке электрической энергии на основе утилизации вторичных энергетических ресурсов (ВЭР). Для упрощения решения задачи энергосбережения на этапе создания новых энергетических установок и при совершенствовании существующих объектов, имеющих в своем составе ВЭР достаточного потенциала, построена и предложена иерархическая структура комплексного методологического подхода. Методологический подход позволяет оценить целесообразность решения задачи энергосбережения на основе реализации паротурбинных циклов на низкокипящих рабочих телах. Структура подхода представляет собой определенную совокупность и последовательность действий, начиная с анализа источника теплоты и заканчивая расчетом и подбором теплообменного и турбинного оборудования. При этом задача поиска рационального решения решается на каждом этапе формирования тепловой схемы. Согласно представленному методологическому подходу выбирается рабочее тело, формируется тепловая схема, рассчитываются теплообменники и турбина. Предложено выбирать теплообменное оборудование из существующего в нефтехимической отрасли, что позволяет снизить затраты при реализации проекта. Более сложным элементом тепловой схемы является турбина, которая в большинстве случаев требует индивидуального подхода. Это приводит к необходимости проектирования новой проточной части для каждого отдельного случая. Показана важность определения оптимальных соотношений расхода и степени расширения рабочего тела в проточной части турбины с учетом особенностей проектирования и изготовления лопаточных аппаратов. В качестве примера представлены расчетные исследования когенерационной энергетической установки, для которой получены характеристики тепловой схемы, предложены рациональные варианты теплообменного оборудования, а также подобрана оптимальная степень расширения в турбине для получения максимальной эффективности энергетической установки и технически реализуемой проточной части турбины.

The paper describes two methods of design of blading systems of radial-axial turbines for an Organic Rankine Cycle (ORC) cogeneration unit working with silica oil MDM. Preliminary design of the turbine flow part draws on methods of 1D calculation and pre-selection of basic geometric characteristics. Final design involves also methods for construction of 3D geometry and methods of 3D flow calculations of the turbine flow part. 3D numerical calculations of turbine flows are made with the help of the software package IPMFlow, developed based on the earlier codes FlowER and FlowER-U, or using the software complex ANSYS. 100 kW ORC turbine designs with the single-stage radial-axial turbine are elaborated in this paper.

The paper describes two methods for the design of blading systems of axial turbines for an Organic Rankine Cycle (ORC) cogeneration unit working with silica oil MDM. The algorithms are based on mathematical models of various levels of complexity – from 1D to 3D. Geometry of flow parts is described with the help of analytical methods of profiling using a limited number of parameters. The 3D turbulent flow model is realised in the software complex IPMFlow, which is developed based on the earlier codes FlowER and FlowERU, or in software complex ANSYS. Examples of developed turbines for a 500 kW machine are presented.

Вісники НТУ "ХПІ"

Переглянути

Фільтри

Налаштування

Сортувати за

Результатів на сторінку

Результати пошуку