Корж В.В. Газотурбинные установки

Подождите немного. Документ загружается.

171

Рис. 103. Агрегат газоперекачивающий ГПА-Ц1-16Л/76-1, 44

1– камера всасывания; 2 – шумоглушитель всаса; 3 – проставка; 4 – устройство воздухоочистительное;

5 – блок вентиляции; 6 – опора выхлопной шахты; 7 – камера утилизатора; 8 – конфузор выхлопа;

9 – шумоглушитель выхлопа; 10 – труба выхлопная; 11, 12 – диффузор; 13 – турбоблок; 14 – отсек

компрессора; 15 – отсек двигателя; 16 – блок фильтров топливного и пускового газа; 17 – блок

автоматики; 18 – блок системы промывки ГВТ; 19 – блок маслоохладителей; 20 – блок систем

обеспечения

; 21, 22 – переходник; 23 – устройство для монтажа вентиляторов

172

К передней торцевой стенке турбоблока пристыковывается блок систем

обеспечения (БСО) 20, в котором для удобства обслуживания агрегата и вы-

полнения требований техники безопасности размещены маслоагрегаты системы

маслоснабжения и оборудование системы пожаротушения. К блоку систем

обеспечения пристыковывается камера всасывания 1.

Камера всасывания 1 вместе с шумоглушителем всаса 2, проставкой 3, а

также устройством воздухоочистительным 4 образуют вертикальную всасы-

вающую шахту, а последняя – с входным конфузором (лемнискатой) и уравни-

тельным патрубком, расположенным в БСО, составляют всасывающий тракт

двигателя.

Соединение блока систем обеспечения с турбоблоком и камерой всасы-

вания осуществляется с помощью переходников 21, 22, позволяющих компен-

сировать неточности установки блоков при монтаже агрегата.

На опоре выхлопной шахты 6 агрегата установлены диффузоры 11, 12,

камера утилизатора 7, конфузор выхлопа 8, шумоглушитель выхлопа 9, труба

выхлопная 10, которые совместно с переходником и улиткой, входящими в

турбоблок составляют вертикальный выхлопной тракт двигателя.

По отдельному договору с заказчиком в камеру утилизатора возможна

установка утилизационных теплообменников, что позволяет использовать теп-

ло выхлопных газов для бытовых и технологических целей на КС.

Соединение диффузора с переходником и турбоблоком осуществляется с

помощью компенсатора, позволяющего компенсировать неточность установки

блоков при монтаже агрегата, а также компенсировать тепловые перемещения

блоков относительно друг друга вдоль вертикальной оси выхлопного тракта

при работе агрегата.

На турбоблоке установлен блок вентиляции 5, предназначенный для об-

дува и охлаждения двигателя, с устройством для монтажа вентиляторов 23.

На блоке систем обеспечения установлен блок маслоохладителей 19 с

комплектом воздушных теплообменников для охлаждения масла.

На отдельных фундаментах установлены блок автоматики 17, предназна-

ченный для размещения в нем приборных щитов и электроаппаратуры вспомо-

гательных электроприводных механизмов, обеспечивающих работу ГПА в

составе КС в автономном режиме, и контейнер блока системы промывки ГВТ

двигателя 18.

В системе топливообеспечения двигателя предусмотрен блок сдвоенных

фильтров топливного и пускового газа 16, позволяющий производить их об-

служивание без останова агрегата.

АГРЕГАТ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИЙ

ГПА-Ц-10Б/56-1,44

Назначение агрегата

Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-10Б/56-1,44 представляет собой

блочно-контейнерный автоматизированный агрегат с газотурбинным двигате-

лем НК-14СТ-10 мощностью 10 МВт, центробежным компрессором на конеч-

173

ное давление 5,49 МПа (56 кгс/см

75 кгс/см

) с отношением давлений 1,44,

микропроцессорной системой автоматического управления (система САУ и Р

на базе МСКУ-5000) с антипомпажным регулированием.

Агрегат изготавливается в климатическом исполнении "У" категории

размещения 1 по ГОСТ 15150 и обеспечивает нормальную работоспособность

при температуре окружающего воздуха от 228 К (- 45°С) до 313 К (+40°С) и от-

носительной влажности воздуха до 100%, а также при наличии осадков (дождь,

снег, туман).

Пример записи сокращенного обозначения агрегата при заказе:

«Агрегат газоперекачивающий ГПА-Ц-10Б/56-1,44»,

где ГПА – газоперекачивающий агрегат;

Ц – центробежный компрессор;

10 – мощность газотурбинного двигателя, МВт;

Б – агрегат с двигателем НК-14СТ-10;

56 – давление конечное, номинальное, в кгс/см

;

1,44 – отношение давлений.

Основные параметры и размеры

Основные параметры и размеры сведены в таблицу 6.

Таблица 6. Основные параметры и размеры

Наименование параметра, единица измерения

Норма для

агрегата

1 2

Производительность, приведенная к температуре 293 К (20°С) и

давлению 0,101 МПа (1,033 кг/см

), м

/с (млн м

/сутки),

не менее

200, 509

(17, 324)

Производительность объемная, приведенная к начальным

условиям, м /с (м /мин), не менее

4, 853

(291, 19)

Давление начальное, абсолютное, МПа (кгс/см ), номиналь-

ное

3, 812

(38, 87)

Давление конечное, абсолютное, МПа (кгс/см ), номинальное 5, 49

(56, 0)

Отношение давлений, расчетное 1, 44

Политропный КПД компрессора, %, не менее 84

Частота вращения ротора компрессора, с

-1

(об/мин.) 133, 93(8036)

Диапазон изменения частоты вращения ротора компрессора,

-1

(об/мин.)

143, 50÷95, 66

(8610÷5740)

Номинальная (расчетная) мощность, потребляемая компрес-

сором, МВт

9,0

Температура газа на входе в компрессор, расчетная, К (°С) 288 (+15)

174

Окончание табл. 6

1 2

Повышение температуры газа в компрессоре

на номинальном режиме, (расчетное), °С

32, 42

Коэффициент сжимаемости по условиям входа в компрессор 0, 925

Частота вращения ротора СТ двигателя и ротора

компрессора, номинальная, с

-1

(об/мин.)

136, 67(8200)

Эксплуатационный диапазон регулирования физической час-

тоты вращения ротора свободной турбины, об/мин.

4100-8600

Мощность на муфте двигателя на номинальном режиме, кВт,

не менее

10 000

Диапазон изменения мощности, кВт 5 000 ... 12 700

Номинальная мощность обеспечивается до температуры

окружающего воздуха (tH), К (°С)

293 (20)

Первая критическая частота вращения ротора компрессора,

-1

(об/мин.)

87, 5 (5250)

Вторая критическая частота вращения ротора компрессора,

-1

(об/мин.)

174, 7(10480)

Эффективный КПД на муфте двигателя на номинальном

режиме, %, не менее

33, 0

Расход топливного газа при низшей теплоте сгорания

топливного газа 11950 ккал/кг, кг/с (кг/ч), не более

0, 601 (2200)

Давление рабочего тела на входе в стартер в процессе

запуска, кг/см

Расход рабочего тела при запуске, кг/с, не более: воздуха газа 1, 6-3, 9

1, 4-3, 0

Давление топливного газа на входе в двигатель, МПа

(кгс/см2)

2, 35 ± 0,1

(24 ± 1,0)

Температура топливного газа на входе в двигатель, К(°С) 288-343

(15-70)

Время пуска агрегата до выхода на номинальный режим (без

учета предпусковой подготовки), мин, не более

Температура продуктов сгорания на срезе выхлопной трубы,

К (°С)

603

(330)

Масса агрегата (сухая) в объеме поставки, кг, не более 198 000

Габаритные размеры агрегата, с учетом площадок

обслуживания, м, не более:

– длина

– ширина

– высота

21, 125

14, 705

20, 000

175

Примечания:

1. Станционные условия:

− атмосферное давление, МПа (кгс/см ) – 0, 101(1, 033);

− температура воздуха на входе в двигатель, К (°С) – 288 (15);

− гидравлическое сопротивление во входном

− устройстве, Па (мм вод. ст.), не более – 981 (100);

− гидравлическое сопротивление в выходном

−

устройстве, Па (мм вод. ст.), не более – 1400 (150).

2. Справочные данные по двигателю НК-14СТ-10:

− расход выхлопных газов, кг/с – 37,6;

− температура на выходе из двигателя, К (°С) – 780 (507)

− габаритные и установочные размеры:

длина, мм – 4742;

максимальный диаметр, мм – 1520;

масса двигателя (сухая), кг, не более – 3600.

3. Основные параметры теплообменника утилизационного:

− теплопроизводительность, МВт, не менее – 2,5;

− температура воды на входе, °С – 70;

− температура воды на выходе, °С – 1 15;

− сопротивление аэродинамическое, Па – 118;

− сопротивление гидравлическое, Па – 0,019;

−

регулирование теплопроизводительности, % – 25-100.

Устройство агрегата

Состав агрегата приведен в таблице 7.

Таблица 7. Состав агрегата

Наименование Обозначение Кол. Примечание

1 2 3 4

Турбоблок 35.1000.000-29 1

Блок систем обеспечения 251.3000.000 1

Блок маслоохладителей с шумо-

глушителем всаса

251.0700.000 1

Устройство

воздухоочистительное (ВОУ)

Поставляется

ООО «Самара-Авиагаз»

Устройство выхлопное 249.3300.000-01

Проставка 317.3500.000

176

Окончание табл. 7

1 2 3 4

Шумоглушитель 249.3600.000-01

Блок САУ 275.4000.000

Блок промывки 303.4800.000

Выхлопная труба с утилизатором 194.0000.000-02

Система подогрева циклового воз-

духа

317.4500.000

Система пожаротушения 251.0310.000

Система масляная 251.6000.000

Автоматизированная система

управления

251.8000.000

Комплект ЗИП одиночный

Комплект инструмента и принад-

лежностей

Поставляется на

группу

машин в один

адрес

Примечание. Объем поставки агрегата определяется контрактом.

Агрегат газоперекачивающий (рис. 104) представляет собой установку, со-

стоящую из стыкуемых между собой на месте эксплуатации отдельных блоков.

Монтаж агрегата на компрессорной станции осуществляется на специ-

альном фундаменте, разработанном в соответствии с заданием на фундамент.

Базовой сборочной единицей агрегата является турбоблок 6, в контейнере

которого установлен компрессор для сжатия природного газа и приводной газо-

турбинный двигатель.

На опорах, расположенных внутри контейнера, над турбоблоком уста-

новлено устройство выхлопное 5, которое предназначено для выброса выхлоп-

ных газов двигателя.

На верхнюю опорную поверхность устройства выхлопного устанавлива-

ется шумоглушитель выхлопа 4, предназначенный для глушения шума выхлопа

и проставка 3.

Над проставкой крепится диффузор, переходник и установленная на опо-

ре труба выхлопная с утилизатором 2.

С целью удобства обслуживания агрегата и выполнения требований тех-

ники безопасности вспомогательное оборудование (маслоагрегаты, маслобак

двигателя, установка пожаротушения, щиты автоматизированной системы

управления и др.) размещено в отдельном блоке систем обеспечения 10.

177

Рис. 104. Агрегат газоперекачивающий ГПА-Ц-10Б/56-1, 44

1 – блок САУ; 2 – труба выхлопная с утилизатором; 3 – проставка; 4 – шумоглушитепь выхлопа;

5 – устройство вых полное; 6 – турбоблок; 7 – устройство воздухоочистительное; 8 – проставка; 9 – блок

маслоохладителей с шумоглушителем всаса; 10 – блок систем обеспечения; 11 – блок фильтров топливного газа;

12 – блок промывки 1ТД

178

Для охлаждения масла, циркулирующего в системе маслоснабжения аг-

регата, предназначен воздушный блок маслоохладителей 9 с шумоглушителем

всаса. Конструктивно блок маслоохладителей выполнен на одной раме с шумо-

глушителем всаса и располагается над блоком систем обеспечения.

Забор и очистка от пыли атмосферного воздуха для приводного двигателя

осуществляется через воздухоочистительное устройство (ВОУ) 7, которое сво-

им нижним фланцем стыкуется с шумоглушителем всаса блока маслоохладите-

лей через проставку 8.

После ВОУ поток очищенного воздуха через шумоглушитель всаса и ка-

меру всасывания поступает на вход осевого компрессора приводного двигателя.

Перед БСО на отдельном фундаменте установлен блок САУ 1, предна-

значенный для размещения в нем приборных щитов и электроаппаратуры

вспомогательных электроприводных механизмов, обеспечивающих работу ГПА

в составе КС в автономном режиме.

Система подогрева циклового воздуха обеспечивает защиту воздухоочи-

стительного устройства от обледенения.

Для обогрева блоков и отсеков агрегата при эксплуатации, а также во

время проведения пуско-наладочных или регламентных работ в холодное время

года агрегат снабжен системой обогрева.

Слив отработанного масла с поддонов агрегата осуществляется через

трубопроводы дренажа.

В составе агрегата дополнительно поставляется отдельно стоящий блок

промывки газо-воздушного тракта двигателя 12, включающий емкость для

промывочного раствора и воды, электроподогреватель воды, насос с обвязкой,

предусматривающий возможность откачки воды из передвижной емкости, гиб-

кий шланг для заправки емкостей. Подвод промывочной жидкости от блока к

двигателю осуществляется с помощью трубопровода.

Описание и характеристики блока системы промывки ГВТ приведены в

руководстве по эксплуатации 303.4800.000 РЭ.

Для очистки топливного газа непосредственно перед двигателем установ-

лен блок фильтров топливного газа 11, входящий в систему топливообеспече-

ния агрегата.

Система автоматического управления агрегатом обеспечивает работу на

всех режимах без постоянного присутствия обслуживающего персонала возле

агрегата.

Работа агрегата

Перекачиваемый газ по газопроводу через всасывающий патрубок посту-

пает на вход центробежного компрессора, где происходит его сжатие и подача

через нагнетательный патрубок в напорный коллектор КС и далее в магист-

ральный газопровод.

В качестве привода компрессора используется газотурбинный двигатель

авиационного типа. Двигатель работает на перекачиваемом газе и выполнен по

двухвальной схеме со свободной силовой турбиной.

179

Краткое описание и принцип работы двигателя приведены в «Руково-

дстве по технической эксплуатации двигателя».

Принцип работы агрегата заключается в следующем.

Очищенный в воздухоочистительном устройстве атмосферный воздух

поступает в осевой компрессор двигателя, где сжимается и поступает в камеру

сгорания. Одновременно через рабочие форсунки в камеру сгорания подается

топливный газ. Из камеры сгорания горячие газы направляются на лопатки

приводной турбины компрессора, а затем на лопатки свободной турбины.

Мощность, полученная на приводной турбине компрессора, расходуется

на вращение самого компрессора и приводов агрегатов.

Мощность, полученная на свободной турбине, расходуется на привод

центробежного компрессора и его агрегатов.

Эластичная "сухая" муфта соединения валов "двигатель-компрессор"

обеспечивает передачу крутящего момента и компенсирует несоосность и теп-

ловые перемещения валов.

Выхлопные газы через улитку плавно поворачиваются на 90° и через вы-

хлопное устройство и шумоглушитель выбрасываются в атмосферу.

Агрегат снабжен различными вспомогательными системами, обеспечи-

вающими надежность его работы на открытых площадках при температуре ок-

ружающего воздуха от 228 К (-45°С) до 313 К (+40°С).

Вопросы для самопроверки

В чем заключаются особенности ГПА-16 «Урал»?

В чем заключаются особенности газотурбинной установки ГТУ-16П?

Из чего состоит агрегат газоперекачивающий ГПА-Ц1-16Л/76-1,44?

Из чего состоит агрегат газоперекачивающий ГПА-Ц-10Б/56-1,44?

180

Библиографический список

1. Козаченко, А. Н. Эксплуатация компрессорных станций МГ [Текст] : учебник

для техн. вузов / А. Н. Козаченко. – М. : Нефть и газ, 1999. – 463 с.

2. Костюк, А. Г. Газотурбинные установки [Текст] : учебник для вузов /

А. Г. Костюк, А. Н. Шерстюк. – М. : Высшая школа, 1979. – 254 с.

3. Федорченко, М. Ю. Управление газоперекачивающим агрегатом ГТК-10-4

[Текст] : учеб. пособие / М. Ю. Федорченко. – Екатеринбург : УГТУ, 1998. –

73 с.

4. Ревзин, B. C. Газотурбинные установки с нагнетателями для транспорта газа

[Текст] : справ. пособие / В. С. Ревзин, И. Д. Ларионов. – М. : Недра, 1991. –

303 с.

5. Ревзин, Б. С. Газотурбинные, газоперекачивающие агрегаты [Текст] : учеб-

ник для вузов / Б. С. Ревзин. – М. : Недра, 1986. – 215 с.

6. Поршаков, Б. П. Газотурбинные установки магистрального газопровода

[Текст] : учебник для вузов / Б. П. Поршаков, В. И. Халатин. – М. : Недра, 1974. –

157 с.

7. Суранович, В. К. Машинист технологических компрессоров [Текст] : учеб-

ник для вузов / В. К. Суранович, П. И.Борщенко. – М. : Недра, 1980. – 280 с.

8. Холщевников, К. В. Теория и расчет авиационных лопаточных машин

[Текст] : учебник для вузов / К. В. Холщевников. – М. : Высш. школа, 1970. –

610 с.

9. Газотурбинная установка ГТК-10-4 [Текст] : метод. пособие. – М., 1985. –

78 с.