Двигатели гпа


Просто о сложном | Газоперекачивающие агрегаты (ГПА)

Странные мы, все-таки люди: назвали газокомпрессорными станциями (ГКС) то, что по логике правильно называть газоперекачивающими (ГПС). Мы ведь не называем швейную мшину игольчатым механизмом, поскольку в ее конструкци всегда присутствует игла, а швейный цех не называем игольчатым цехом…       Дело в том, что название устройству дается не по названию одного из  элементов его конструкции, будь то игла или компрессор, а по выполняемой функции. Магистральные газопроводы строятся не для компрессии газов, а для перекачки их с месторождения к потребителю, поэтому логично и производственные отделения (станции, цеха)  называть не компрессорными, а перекачивающими, сокращенно — ГПС.  К тому же, основное устройство, обеспечивающее выполнение основной функции станции, называется газоперекачивающим агрегатом (ГПА).Теперь о другой странности.То, что на схеме вы видите под названием «Компрессор» логичнее было бы назвать насосом…  Однако, прежде в составе ГПА-Ц-6,3  это   называлось «нагнетатель».

Соответствовало ли прежнее название назначению устройства?  Отвечу : да, поскольку в слове нагнетатель просматриваются две составляющие:  давление и перемещение,  т.е.  это устройство через давление «гонит»  газ по трубопроводу.В отличие от нагнетателя компрессор не перекачивает, не «гонит»,  а сжимает газы до избыточного давления. Перемещение газов в нём  не просматривается. Оно может иметь место, как средство, но не как цель. Поэтому правильнее было бы вернуться к прежнему названию этого устройства — «НАГНЕТАТЕЛЬ», а производственные цеха магистральных газопроводов сокращенно называть «ГПС».Вернемся к газоперекачивающему агрегату, прежде всего мы говорим о двигателе, как одной из основных составляющих ГПА. Между двигателем и компрессором находится улитка, отводящая выхлопные газы от двигателя. Через центральное отверстие в улитке проходит вал, соединяющий компрессор с двигателем. Этот вал часто называют промвалом, иногда торсионным, но согласно прикладной науке «Детали машин» следует правильно называть: «вал», поскольку так называют оси, которые передают крутящий момент…Вот и все основные части газоперекачивающего агрегата… В принципе всё очень просто, правда?..В замечательном фильме о ракетостроителях «Укрощение огня» была произнесена интересная фраза, которую я воспроизвожу по смыслу : «В принципе человека можно из одной точки пространства перебросить в другую по электрическим проводам, но проблемы, которые возникают при этом оказываются трудно преодолимыми…»Так и здесь. В тесном пространстве газоперекачивающего агрегата собраны горючие вещества (газ, масло), имеется огонь в камере сгорания двигателя, имеется кислород в атмосфере и сжатый воздух в компрессоре двигателя. Малейшая неисправность, утечка газа либо масла и взрыв гремучей смеси неизбежен. Последствия такого взрыва ужасны.Исландский вулкан Эйяфьятлайокудль (Eyjafjallajokull),  парализовавший авиарейсы Европы в апреле 2010 года может выглядеть безобидной детской дымовой шашкой  в сравнении с полукилометровым столбом пламени вырвавшегося из магистрального газопровода. Укрощение огня имеет место не только в ракетостроении, но и на магистральных газопроводах.Здесь это — серьезнейшая проблема и ей придается важнейшее значение.  Поэтому для обеспечения безопасной работы ГПА в его состав включаются многочисленные средства предупреждения и  системы защиты.В результате все оказывается не так просто, однако в итоге  мы всё же  получаем симпатичный голубой огонек газовой плиты на нашей кухне, который уже несколько десятилетий делает нашу жизнь более комфортной. Напоминаем : в России мы – первые!Покажите нам любую площадку возле магистрального газопровода, и вскоре на ней как грибы после дождя дружно поднимутся семейства новых ГПА! E-mail: gpac163@gmail.com

Об авторе Евгений Картер

Родился в Куйбышеве, окончил КуАИ, три года работал старшим представителем предприятия в Москве. В трех министерствах и пяти аэродромах столицы представлял свое предприятие, решая многочисленные технические, организационные и юридические вопросы. Затем вернулся в родной город, работал в научно-исследовательской лаборатории КуАИ под руководством Генерального конструктора Николая Дмитриевича Кузнецова, решал вопросы конверсии авиадвигателя НК-12МВ в привод нагнетателя ГПА-Ц-6,3. Совместно с педставителями СМПО им. Фрунзе (г. Сумы) и другими монтировал и запускал газоперекачивающие агрегаты в эксплуатацию...

gpa-63.ru

Газоперекачивающие агрегаты ГПА-63 | Газоперекачивающие агрегаты (ГПА)

Добро пожаловать на наш сайт. В России мы первые!К концу XI пятилетки в СССР добычу природного газа необходимо было довести до 620… 640 миллиардов кубических метров. Проблема состояла в том, что для обеспечения транспортировки такого количества газа по магистральным газопроводам остро встала задача ввода в действие семейства компрессорных станций с минимальными затратами на их строительство. Газоперекачивающими агрегатами прежнего поколения это сделать было невозможно. Требовалось найти иное решение проблемы.

Успехи Куйбышевских авиационных моторостроителей позволили реализовать новые концепции в строительстве эффективных и мобильных газоперекачивающих агрегатов (ГПА) нового поколения. Всем известно, что сердцем любой машины служит двигатель. Без двигателя любая машина становится бесполезной грудой металлолома, поэтому поставка Газпрому необходимого количества двигателей стала ключевой задачей, от решения которой зависел успех решения проблемы в целом. Ответом на поставленную задачу было решение нашего земляка, действительного члена Академии наук СССР, Генерального конструктора Николая Дмитриевича Кузнецова «снять с крыла» стратегического бомбардировщика газотурбинный двигатель НК-12МВ, отработавший гарантийный ресурс. Доработать двигатель под нужды Газпрома и поставить в ГПА в качестве привода газового нагнетателя (компрессора) вместо дизельных или электрических приводов, которые широко использовались до этого.

Так военно-промышленный комплекс Самары начал конверсию производства. В результате конверсии страна впервые получила, блочный газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-6,3 с доработанным под нужды Газпрома авиационным двигателем НК-12 СТ. В этом смысле в России, безусловно, мы первые!Первые блочные ГПА-Ц-6,3, собранные в СССР.К строительству газоперекачивающих агрегатов  мы присоединились в 1974 году. Это были ГПА на ГКС Красноармейская и Бурдыгинская газопровода Оренбург-Куйбышев, ГКС Аханск – на газопроводе Нижняя Тура-Пермь-Горький-центр. Наш, Самарский двигатель НК-12 СТ в составе ГПА-Ц-6,3 позволил коренным образом решить проблему газификации страны.Голубой огонек на кухнях наших сограждан во многом живет и служит людям благодаря этому факту.

Газовая плита в доме, это так просто…

Решение Николая Дмитриевича Кузнецова не просто закрыло в масштабах страны актуальный вопрос, но и принесло фантастическую выгоду. Дело в том, что отказ авиадвигателя в полете чреват катастрофой, поэтому авиационные двигатели, не выработавшие свой технический ресурс после отработки гарантийного срока, с эксплуатации снимаются. К примеру, при гарантийном ресурсе 4000 часов, снятый с крыла двигатель НК-12СТ за номером СТ17 без ремонта отработал более 50 тысяч часов!Вслед за Бурдыгино и Аханском последовало строительство и эксплуатация ГПА в Закавказье, в Белоруссии, на севере в Заполярье и на юге в Туркестане и в Узбекистане! Наши двигатели и газоперекачивающие агрегаты (ГПА) показали надежную работу во всех климатических условиях СССР, после чего стали поставляться в Болгарию, Польшу … В период конфликта на Фолклендских островах наши ГПА были установлены в Аргентине. Местные специалисты были потрясены качеством и сроками пуско-наладочных работ. Намечалась диверсификация рынка газоперекачивающих агрегатов Латинской Америки, и только политический аспект проблемы не позволил нашим инженерам, безусловно, развить успех. Тем не менее, коллективы инженеров в Самаре продолжали совершенствовать технику.Газпром получил семейство более мощных и  современных  двигателей серии НК.Одним из двигателей нового поколения оказался, к примеру авиационный  мощный и экономичный двигатель НК-36.

ГТД НК-36 мощностью 25 МВт

После доработки он превратился в двигатель  для Газпрома  НК-36СТ мощностью 25 мгвт.Так этот двигатель выглядит «в железе»«Перестройка, ускорение», распад СССР и прочие политические игры внесли некоторую корректировку в распределении заказов на строительство ГПА. Между заказчиками и изготовителями изделий появился многочисленны и жирный слой посредников, интересы которых отнюдь не совпадают с интересами государства и народа.Посредническая контора  из 10-15 человек, заручившись поддержкой высокого чиновника и получив заказ, может собрать ГПА, привлекая к исполнению тех или иных субподрядчиков, но какие это будут ГПА?.. Известно, что первый блин бывает комом. Даже простую сковороду нужно «учить» печь блины. Что уж говорить о людях и о трудовых коллективах впервые приступающих к строительству ГПА, поэтому мы напоминаем: в России мы – первые!Ключевой проблемой сегодняшнего дня встает простой вопрос: Позволят ли коррумпированные чиновники в своем алчном стремлении к обогащению Самаре делать то, что она делает раньше и лучше других или инструментами бюрократического влияния сделают все возможное, чтобы исключить Россию из списка независимых государств, из числа производителей конкурентоспособной технической продукции,  обеспечивающей не только экономику, но и обороноспособность страны, как они это делают на протяжении последних двадцати лет с уникальным двигателем НК-93, который до сих пор, как впрочем и НК-12МВ, по базовым показателям остается лучшим  в своем классе! Ведущие двигательные фирмы Англии, Америки и всего остального мира пока далеко не приблизились к «Николаю Кузнецову-93»! Поэтому у нас пока остается шанс сохранить свое лидерство в этом вопросе и выйти на мировой рынок с конкурентным наукоемким продуктом и в итоге сохранить  самостоятельность и независимость нашей Родины! Однако, окружению президента это почему-то не нужно и на маршруте следования главы государства они выполняют зачистку, убирая все, что не вписывается в их планы и может осложнить и их жизнь. Возникает законный вопрос: почему уникальный двигатель НК-93, обладающий бесспорными рыночными преимуществами, был в срочном порядке «зачищен» и удален с пути следования президента на выставке авиационной техники в Жуковском в 2007 году?Напоминаем: в России мы первые.Покажите нам любую площадку возле магистрального газопровода, и вскоре на ней как грибы после дождя дружно поднимутся семейства новых ГПА!E-mail: gpac163@gmail.com

Об авторе Евгений Картер

Родился в Куйбышеве, окончил КуАИ, три года работал старшим представителем предприятия в Москве. В трех министерствах и пяти аэродромах столицы представлял свое предприятие, решая многочисленные технические, организационные и юридические вопросы. Затем вернулся в родной город, работал в научно-исследовательской лаборатории КуАИ под руководством Генерального конструктора Николая Дмитриевича Кузнецова, решал вопросы конверсии авиадвигателя НК-12МВ в привод нагнетателя ГПА-Ц-6,3. Совместно с педставителями СМПО им. Фрунзе (г. Сумы) и другими монтировал и запускал газоперекачивающие агрегаты в эксплуатацию...

gpa-63.ru

ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЩИЙ АГРЕГАТ ГПА-Ц-16

Общая компоновка агрегата

Агрегат состоит из отдельных функционально завершенных бло­ков и сборочных единиц полной заводской готовности, стыкуемых меж­ду собой на месте эксплуатации.

Общий вид газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-16 показан на рис. 2.

В состав ГПА входят: турбоблок, воздухоочистительное уст­ройство (ВОУ), шумоглушители всасывающего тракта, всасывающая ка­мера, промежуточный блок, блок вентиляции, два блока маслоохлади­телей, выхлопной диффузор, выхлопная шахта, шумоглушители выхлоп­ного тракта, опора выхлопной шахты, блок автоматики, блок маслоагрегатов, блок фильтров топливного газа, система подогрева цикло­вого воздуха, система пожаротушения, система обогрева.

Базовой сборочной единицей агрегата является турбоблок, уста­навливаемый на монолитном железобетонном фундаменте. Над турбоблоком на отдельной опоре установлены сборочные единицы выхлопного устройства двигателя и системы подогрева циклового воздуха. Забор воздуха для двигателя НК-16СТ осуществляется через воздухоочистительное устройство, шумоглушители, всасывающую камеру и патрубок промежуточного блока.

С целью обеспечения удобства обслуживания агрегата основные узлы маслосистемы размещены в отдельном блоке маслоагрегатов, а приборы и щиты системы автоматического управления агрегатом - в блоке автоматики.

Для повышения компактности ГПА блоки вентиляции и маслоохладителей размещены соответственно на промежуточном блоке и блоке маслоагрегатов. Для повышения надежности двигателя НК-16СТ в сос­тав агрегата введен блох фильтров топливного газа. Обогрев блоков ГПА осуществляется горячим воздухом из общестанционного коллекто­ра.

 

Стыковка всех блоков производится через гибкие переходники, позволяющие компенсировать неточности установки при монтаже агре­гата.

Общий вид агрегата ГПА - Ц - 16:

1. Камера всасывания;  2. Шумоглушители;  3. Устройство воздухоочистительное;  4. Система подогрева циклового воздуха;  5. Утилизатор;  6. Шумоглушители выхлопа;  7. Диффузор;

8. Опора выхлопной шахты;  9. Турбоблок;  10. Блок АСП;  11. Блок маслоагрегатов.

Основные технические данные агрегата ГПА-Ц-16

Производительность, приведенная к температуре газа

293 К (20 0С) и давлению 0,101 МПа,

м3/с .......................................................................... 384,82

млн.м3/сут ............................................................... 33,25

Давление, МПа

начальное...................................................... 5,17

конечное......................................................... 7,45

Степень повышения давления.................................1,37 ¸ 1,44

Политропный КПД нагнетателя,%............................ 83

 Температура газа на всасывании, К (0С),  

(расчетная) ................................................................... 288(15)

Расчетное повышение температуры газа в нагнетателе

на номинальном режиме,ОС...........................................31

Частота вращения ротора нагнетателя С-1, об/мин

номинальная.........................................................................88,3(5300) минимальная.........................................................................62,5(3750) максимальная ....................................................................... 92,75( 5565)

Номинальная мощность на муфте нагнетателя, кВт .....16000

Давление газа, МПа

топливного...............................................................2,5 ± 0,2

пускового ............................................................... 0,3 ± 0,45

Время запуска ГПА без учета предпусковой

подготовки, с (мин) не более..............................................900(15)

Безвозвратные потери масла, не более, кг/ч

по двигателя .............................................................. 1,0

по нагнетателю ......................................................... 0,5

Масса, не более, кг

агрегата .................................................................... 170000

 

наиболее тяжелой транспортной единицы ............ 60000

Продольный разрез агрегата ГПА - Ц - 16:

1. Камера всасывания;  2. Шумоглушители;  3. Воздухоочистительное устройство;  4. Блок вентиляции;  5. Промежуточный блок;  6. Патрубок;  7. Воздушный охладитель масла; 8. Отсек двигателя;  9. Двигатель НК-16СТ;  10. Выхлопная улитка;  11. Шумоглушитель выхлопа;  12. Диффузор;  13. Герметичная перегородка;  14. Промежуточный вал;  15. Гидроаккумулятор;  16. Нагнетатель НЦ - 16;  17. Отсек нагнетателя;  18. Маслобак нагнетателя.

Блоки агрегата

Турбоблок включает в себя следующие основные сборочные единицы: раму, контейнер, приводной двигатель НК-16СТ, установленный на подмоторной раме, выхлопную улитку, переходник, нагнетатель и муфту, передающую вращение от свободной турбины двигателя к наг­нетателю. Кроме того, в турбоблоке размещены отдельные сборочные единицы масляной системы, систем обогрева, автоматического пожаро­тушения, обогрева циклового воздуха и автоматического управления агрегата.

Рама предназначена для закрепления на ней основных сборочных единиц турбоблока. Она представляет собой сварную металлоконструк­цию прямоугольной формы, коробчатого сечения.

Контейнер турбоблока является помещением для размещения основ­ных сборочных единиц и систем агрегата, обеспечивает определенный микроклимат для их эксплуатации и необходимые условия труда для обслуживающего персонала в период проведения ремонтных и регла­ментных работ. Контейнер при помощи герметичной перегородки раз делен на два изолированных одно от другого помещения: отсек дви­гателя и отсек нагнетателя. Отсеки представляют собой сварные кар­касы из профильного проката с закрепленными на них щитами (панеля­ми). В отсеках расположены двери и кронштейны для закрепления на­весного оборудования.

Для проведения ремонтных и регламентных работ в отсеке нагнетателя установлен ручной передвижной кран грузоподъемностью 5т и ручная таль грузоподъемностью 1 т.

Вентиляция отсека двигателя осуществляется вентилятором, ус­тановленным в блоке вентиляции. Вентиляция отсека нагнетателя осуществляется вентилятором, установленным в верхней части этого отсека.

Улитка (рис. 3) предназначена для плавного торможения и поворота на 900 потока выхлопных газов приводного двигателя с после­дующим выбросом их через выхлопное устройство в атмосферу. Улитка состоит из диффузора, корпуса и фланца, изготовленных из пожаростойкой стали и соединенных между собой при помощи сварного соединения. Осерадиальный диффузор со стороны вала свободной турбины двигателя и корпус с наружных сторон покрыт слоем теплоизоляции из каолиновых волокон. Переходник является составной частью выхлопного устройства агрегата. Он состоит из каркаса, обшитого стальными листами.

Муфта предназначена для передачи крутящего момента от сво­бодной турбины двигателя ротору нагнетателя и состоит из четырех основных частей: упругой муфты со стороны ротора свободной турби­ны, промежуточного вала, зубчатой муфты со стороны ротора нагне­тателя и кожуха муфты. Конструкция муфты позволяет компенсировать радиальные и осевые смещения, возникающие от тепловых расширений роторов и от неточности центровки при монтаже, а также гасить возможные резонансные колебания, возникающие в процессе работы агрегата.

Воздухоочистительное устройство (ВОУ)

предназначено для очистки от пыли и других механических включений циклового воздуха, поступающего из атмосферы в компрессор двигателя, уменьшения эро­зионного износа его лопаточного аппарата, а также уменьшения отло­жений пыли в проточной части компрессора, снижающих экономические показатели двигателя.  воу рассчитано на совместную работу с сис­темой подогрева циклового воздуха, работающей по принципу подме­шивания горячих выхлопных газов к всасываемому атмосферному воз­духу на входе ВОУ. ВОУ состоит из камеры, фильтрующих элементов, короба отсоса пыли, вентиля­торов отсоса пыли, патрубков, настила, байпасного клапана и решеток для по­догрева циклового воздуха.

Камера ВОУ представляет собой жесткую сварную конструкцию, каркас которой выполнен из профильного проката, а стенки - из листовой стали. На раме камеры установлены вентиляторы и коробы отсоса пыли. Пол камеры выполнено в виде настила из круглых прутков, что обеспечивает минимальное сопро­тивление цикловому воздуху и дос­туп для обслуживания установленного оборудования.

На коробах установлены фильт­рующие элементы. Фильтрующие элемен­ты представляют собой сужающие камеры с прямоугольным входным окном. Сходящиеся вертикальные листы камеры имеют специальные прорези, через которые атмосферный воздух поступает во входное устройство двига­теля.

ВОУ работает по принципу инерционно-жалюзийных сепараторов (рис. 4). Запыленный атмосферный воздух засасывается в фильтрую­щие элементы через прямоугольные окна в стенках камеры ВОУ. За счет резкого поворота в фильтрующих элементах происходит сепарационное разделение воздушного потока. Запыленный воздух, обладающий большей инертностью, чем чистый, через систему коробов отса­сывается двумя вентиляторами и через патрубки выбрасывается в ат­мосферу. Поток очищенного воздуха, изменив направление в верти­кальных листах фильтрующих элементов, поступает через шумоглушители, предназначенные для снижения уровня шума, в осевой компрессор двигателя.

На задней стенке камеры ВОУ размещены два байпасных клапана и дверь, герметично закрывающаяся с помощью маховиков. Байпасный клапан представляет собой два сварных металлических щита прямоугольной формы, установленных на осях и соединенных между собой системой рычагов.

Открываются клапаны автоматически при достижении разрежения в камере ВОУ 80 мм вод.ст. При снижении разрежения до 50 мм вод.ст. клапана закрываются. С наружной стороны на окнах байпасных клапа­нов установлены металлические сетки.

Решетки для подвода горячих выхлопных газов к фильтрующим элементам ВОУ представляют собой прямоугольные коробы переменного сечения, выполненные из листовой стали, на которых установлены трубы с отверстиями для выхода горячих газов.

Камера засасывания служит для направления очищенного в ВОУ ат­мосферного воздуха к осевому компрессору двигателя. Всасывающая камера состоит из двух составных частей: камеры и рамы, собираемых при монтаже.

Камера представляет собой цельносварной каркас, выполненный из профильного проката. В проемы каркаса вставлены специальные щи­ты, заполненные теплоизоляционными звукопоглощающими матами из супертонкого базальтового волокна. Внутренняя сторона щитов обшита перфорированным стальным листом.

В центральном проеме передней стенки камеры установлены двустворчатые ворота, а на противоположной (задней) стенке - одностворчатые ворота внутренние. Ворота служат для закатки и выкатки двигателя при его замене.

На внутренних воротах камеры закреплена лемниската, обеспечи­вающая направленный поток воздуха к двигателю. Вверху по наружно­му контуру камеры приварены кронштейны для крепления шумоглушите­лей всасывающего тракта.

Рама представляет собой цельносварную конструкцию прямоуголь­ной формы, на которую при монтаже устанавливается камера. С наруж­ной стороны к раме приварены цапфы и кронштейны, при помощи кото­рых она крепится к фундаменту. На раме установлены рельсы, пред­назначенные для выкатки двигателя НК-16СТ.

Блок промежуточный предназначен для формирования равномерно­го потока воздуха непосредственно перед входным направляющим аппа­ратом осевого компрессора двигателя. Блок состоит из каркаса, пат­рубка и проставки, установленных на подвижной раме на стойках.

Каркас блока представляет собой жесткую сварную металлоконст­рукцию из профильного проката. К полу каркаса закреплены две бал­ки, по которым осуществляется перемещение двигателя и рамы с пат­рубком и проставкой. Патрубок круглого сечения выполнен из листо­вой нержавеющей стали. По патрубку атмосферный воздух подводится к осевому компрессору двигателя. По Функциональному назначению проставка является продолжением патрубка и введена с целью облег­чить стыковку патрубка с лемнискатой и диффузором двигателя. Те­лескопическое соединение проставки с патрубком обеспечивает сво­бодное перемещение проставки вдоль оси.

Рама представляет собой сварную конструкцию, выполненную из горячекатаного швеллера. На раме закреплены стойки, на которых ус­танавливается патрубок, и опоры для установят проставки. Перемеще­ние рамы по направляющим балкам осуществляется с помощью четырех колес, установленных на специальных кронштейнах, позволяющих под­нимать или опускать раму на колесах.

Выхлопное устройство с шумоглушением служит для выброса вых­лопных газов и снижения шума выхлопа двигателя НК-16СТ.

Устройство состоит из диффузора, проставки и шумоглушителя. Выхлопное устройство поддерживается опорой.

Диффузор предназначен для плавного уменьшения скорости вы­хлопных газов и представляет собой цельносварную конструкцию, сос­тоящую из каркаса, внутренние проемы которого заполняются звукопоглощающим материалом. Проставка представляет собой сварную конструкцию и служит для забора выхлопных газов, идущих на обогрев всасывающего трак­та.

Шумоглушитель пластинчато-щелевого типа предназначен для снижения уровня шума от выхлопных газов двигателя.

Сварная конструкция шумоглушителя состоит из каркаса, щитов (панелей) и пластин. К внутренним сторонам каркаса крепятся плас­тины, образующие щели, через которые проходят выхлопные газы,

Пластина имеет обтекаемую форму. Сварной каркас пластины вы­полнен из гнутых профилей и обшит с двух сторон перфорированным стальным листом. Пространство между листами обшивки заполнено звукопоглощающим материалом.

В проемы каркаса шумоглушителя вставлены и приварены щиты. Каждый щит с наружной стороны обшит стальным листом, а с внутрен­ней - стальным перфорированным листом. Между листами обшивки рас­полагаются звукоизоляционные маты. В выхлопной шахте устанавли­ваются два шумоглушителя.

Блок маслоохладителей предназначен для охлаждения масла, цир­кулирующего в системах смазки и уплотнения агрегата.

Компоновка ГПА-Ц-16 предусматривает установку двух блоков маслоохладителей: одного - для охлаждения масла, циркулирующего в системе смазки двигателя НК-16СТ, другого - в системе смазки и уп­лотнения нагнетателя.

Блок маслоохладителей состоит из поддона с четырьмя опорами, на которых устанавливаются маслоохладители (по два в каждом блоке), По периметру поддона привариваются контейнер блока маслоохладите­лей, состоящий из каркаса со щитами и жалюзи, а также крыши. В каждом блоке имеется по четыре осевых вентилятора типа 06-300.

В качестве маслоохладителей применены аппараты типа:

АВМ-Г-9-6-БЗ-В       ОСТ 26-02-2018-77.

8-8-3

Блок маслоохладителей работает следующим образом: атмосферный воздух вентиляторами блока засасывается и продувается через аппа­раты АВМ, отбирая тепло с поверхности оребрения труб, а затем по­дается во внутрь контейнера и через жалюзи выбрасывается в атмосферу. Открытие жалюзи происходит за счет наличия избыточного давления (поддува) в объеме контейнера блока маслоохладителей, создаваемого вентиляторами. Поддержание требуемой температуры масла происходит автоматически при помощи регуляторов температуры и за счет включе­ния или выключения соответствующего вентилятора.

Блок вентиляции предназначен для размещения оборудования, обеспечивающего вентиляцию отсека двигателя турбоблока и просос атмосферного воздуха через маслоохладители при отсутствии элект­роэнергии.

Блок вентиляции включает каркас, вентиляторы, патрубок и заслонки с гидроприводом, состоящим из гидроцилиндра, гидрорас­пределителя, соединительных шлангов, системы тяг, компенсатора и переходников.

Каркас блока - это сварная конструкция из профильного прока­та. В стенке со стороны ВОУ имеется проем для соединения внутрен­него пространства блока вентиляции со всасывающим трактом двига­теля через гибкий переходник, устанавливаемый при монтаже агрега­та. С этим проемом соединен всасывающий патрубок вентилятора, а в свободной части проема установлены специальные заслонки. В прое­мах противоположной стенки установлены шесть щитов с жалюзи. Прое­мы каркаса со стороны маслоохладителей свободны.

Вентиляторы служат для подачи очищенного воздуха, отбираемо­го из шумоглушителя ВОУ, в отсек двигателя. Поворотные заслонки предназначены для открытия или закрытия люка, соединяющего блок вентиляции с всасывающим трактом двигателя. Управление заслонками производится при помощи гидропривода и системы тяг и рычагов.

Схема работы блока вентиляции в нормальном и аварийном (при отсутствии электроэнергии) режимах представлена на рис. 5.

В нормальном режиме работы блока вентиляции 3 воздух из ат­мосферы засасывается осевыми вентиляторами, проходит через мас­лоохладители 5 и через жалюзи в блоках вентиляции и маслоохладите­лей выбрасывается наружу. Жалюзи открыты под воздействием избыточ­ного давления внутри блоков. Заслонки 6 в этом случае закрыты и отсекают блок вентиляции от всасывающего тракта двигателя. Центро­бежный вентилятор 4 забирает очищенный после ВОУ воздух из шумо­глушителя 7 и подает его в отсек двигателя 8. В аварийном режиме работы заслонки поворачиваются на 900 и блок вентиляции соединяет­ся со всасывающим трактом двигателя. Воздух из атмосферы за счет разрежения, создаваемого двигателем в блоках вентиляции и маслоох­ладителей, просасывается через вентиляторные отверстия, через ап­параты воздушного охлаждения масла и затем через открытые заслон­ки в блоке вентиляции поступает на вход в двигатель. Жалюзи 1 в блоках маслоохладителей и вентиляции при этом закрыты. Вентиляция отсека двигателя в турбоблоке в этом случае осуществляется за счет прососа воздуха из турбоблока через центро­бежный вентилятор и далее на вход в двигатель. В турбоблоке соз­дается разрежение и атмосферный воздух засасывается в те вентиля­ционные окна, через которые в нормальном режиме работы агрегата происходит выброс воздуха. В аварийном режиме работы агрегата вен­тиляция отсека двигателя осуществляется неочищенным воздухом.

Блок маслоагрегатов предназначен для размещения маслоагрегатов и арматуры масляной системы, что позволяет производить их безопасное обслуживание при работе газоперекачивающего агрегата. Блок маслоагрегатов состоит из каркаса сварной конструкции, к которому при помощи специальных прижимов прикреплены щиты (панели). Для вентиляции блока в нем предусмотрен вентилятор.

Блок автоматики служит для размещения приборных щитов и дру­гого оборудования системы автоматики. Блок автоматики состоит из каркаса и крыши. К каркасу при помощи специальных прижимов при­креплены щиты (панели). Крыша служит опорной поверхностью блока маслоохладителей.

Блок фильтров топливного газа предназначен для очистки при­родного газа от возможных загрязнений в трубопроводах между стан­ционным блоком подготовки топливного газа и входом в двигатель, а также при нарушении работы системы подготовки топливного газа.

Блок состоит из двух фильтров, установленных на раме. Конст­рукция блока фильтров позволяет включать в работу фильтры как поочередно, так и одновременно оба.

Фильтр топливного газа состоит из корпуса, фильтрующего эле­мента, каркаса и крышки. Степень фильтрации топливного газа10 мкм.

Блок пожаротушения служит для размещения установки автомати­ческого газового пожаротушения УАГЭ-8, вытяжного вентилятора, ар­матуры и других устройств. Выход огнегасящего вещества производит­ся через штуцера в боковых стенках отсека.

Автоматическая система пожаротушения обеспечивает пожарную защиту отсеков двигателя и нагнетателя за счет своевременного об­наружения очага загорания и последующего подавления его путем ав­томатической подачи огнегасящего вещества. В качестве огнегасящего вещества применен хладон 114В2. Полный заряд хладона составляет 480 кг, при этом рабочий и резервный заряды - по 240 кг. Давление хладона в баллонах при тем­пературе 250С составляет 12,5 МПа.

Для обнаружения пожара и выдачи команды в систему управления в отсеках двигателя и нагнетателя установлены соответствующие дат­чики.

При возникновении пожара в отсеке двигателя автоматика систе­мы пожаротушения выдает команду на выпуск хладона через 5-10с пос­ле прохождения сигнала. Эта задержка устанавливается для исключе­ния влияния вентиляции отсека двигателя и выброса воздуха из кла­панов перепуска воздуха на процесс тушения пожара.

При возникновении пожара в отсеке нагнетателя команда на выб­рос хладона происходит немедленно.

Нагнетатель НЦ-16-76

Нагнетатель состоит из следующих основных частей (рис. 6): наружного корпуса 1, который конструктивно представляет собой стальной кованый цилиндр. К цилиндру с внешней стороны приварены стальные кованые патрубки (всасывающий и нагнетательный). К ниж­ней части цилиндра приварены опорные лапы, а в верхней части - опорные лапы под два гидроаккумулятора. В нижней части корпуса па­раллельно оси нагнетателя выполнены шпоночные пазы для фиксации нагнетателя от поперечных смещений после центровки с ротором свободной турбины двигателя НК-16СТ. С обоих торцов корпус закрыт стальными коваными крышками 11, 18, которые фиксируются в корпусе разрезными стопорными кольцами 14, 10 и кронштейнами 17. Внутри наружного корпуса расположен внутренний корпус 32. К внутреннему корпусу крепится единственная в проточной части горизонтально-разъемная деталь, нижняя часть обратного направляющего аппарата 30. Внутренний корпус состоит из камеру всасывания Б, диафрагмы 31, диффузоров 29, входного направляющего аппарата (НА) 33 и обратного НА 30. В нижней части внутреннего корпуса закреплены ро­лики, на которых внутренний корпус вкатывается в наружный.

В нагнетателе предусмотрены герметизация и уплотнение внут­ренних полостей проточной части и торцовых крышек 11, 18, что осу­ществляется при помощи резиновых уплотнительных колец 2 и 3, а также узла лабиринтного уплотнения.

Конструктивно узел выполнен следующим образом: к торцевой крышке со стороны нагнетателя крепится улитка 28, которая совместно с внутренней частью торцевой крышки образует сборную камеру А с радиальным выходом. К улитке 28 крепится втулка 15, образующая с думмисом 16 лабиринтное уплотнение. Переднее уплотнение рабочих колес и межступенчатое уплотнение также лабиринтного типа. Ротор 5 представляет собой ступенчатый вал с напрессованными на него двумя рабочими колесами 13, 14, думмисом 16 и диском упорного под­шипника 28, который крепится на валу ротора при помощи гайки 24. На приводном конце вала расположены детали зубчатой муфты 6. Рабо­чие колеса паяной конструкции изготовлены из нержавеющей стали и состоят из основного и покрывного дисков. Ротор установлен на двух подшипниках скольжения -опорном 4 и опорно-упорном 27.

Думмис 16 предназначен для уменьшения осевого усилия на опорно-упорный подшипник нагнетателя. Для уменьшения осевых нагрузок на опорно-упорный подшипник полость всасывания Б соединена с задуммисной камерой В внешним трубопроводом. Для выравнивания давления газа в концевых уплотнениях они соединены между собой внешней тру­бой. После сборки ротор подвергается динамической балансировке. Уплотнение ротора нагнетателя состоит из концевого уплотнения 19, представляющего собой щелевые масляные уплотнения с плавающими кольцами, и лабиринтного уплотнения.

Подшипники крепятся к торцевым крышкам 11, 16 через обоймы уплотнений 19 и закрыты кожухами 8, 26. К кожуху 26 подшипника 27 со стороны нагнетателя крепится блок маслонасосов, который состоит из шестеренчатого насоса 23 системы смазки и трехвинтового насоса 22 системы уплотнения.

Для замера вибрации ротора на торцах подшипников установлены датчик вибрации 7 и датчик осевого сдвига ротора 20.

Система смазки и уплотнения агрегата

Система смазки и уплотнения агрегата включает в себя две автономные системы: смазки и уплотнения нагнетателя; смазки двига­теля НК-16СТ.

В каждой системе имеются свои бак, насосы, охладители, фильт­ры и приборы автоматики.

Система смазки нагнетателя обеспечивает подачу масла для смазки и охлаждения двух опорных и одного упорного подшипников нагне­тателя, а также торсионного (промежуточного) вала, передающего вращение от двигателя к нагнетателю.

Система уплотнения предназначена для предотвращения прорыва сжимаемого газа из нагнетателя в контейнер турбоагрегата,

В системе смазки нагнетателя масло забирается из бака (рабо­чая емкость 3,5 м3)через заборный фильтр основным (шестеренчатым) насосом с приводом от нагнетателя или пусковым насосом (винтовым) с электроприводом и по напорным линиям подается в аппараты воз­душного охлаждения. Пройдя через аппараты воздушного охлаждения, масло направляется в регулятор температуры, который поддерживает заданную температуру после себя путем частичного перепуска масла по байпасной линии. Температура настройки 450С. При достижении этой температуры перепуск масла уменьшается и увеличивается пода­ча через аппараты. После регулятора масло подается в фильтры. Ох­лажденное и очищенное масло поступает в коллектор смазки нагнета­теля. Из коллектора часть масла направляется в систему уплотне­ния, а остальная часть на смазку подшипников нагнетателя и торсионного вала. Регулирование давления в коллекторе производится ре­дукционным клапаном за счет частичного сброса масла в бак. С то­чек смазки нагнетателя масло сливается в бак. В баке установлены сигнализаторы уровня, предназначенные для контроля и выдачи команды на пополнение бака маслом. Предпусковой разогрев масла в баке производится электронагревателями при включенном пусковом насосе.

Система уплотнения нагнетателя

Масло в систему уплотнения нагнетателя подается основным (винтовым) насосом из системы смазки нагнетателя или пусковым (винтовым) насосом с электроприводом из бака и по напорным линиям направляется в фильтры высокого давления. Из фильтров масло нап­равляется в два проточных гидроаккумулятора, предназначенных для подачи масла в уплотнения при аварийных остановках агрегата. Из гидроаккумуляторов масло направляется в уплотнения нагнетателя и на регуляторы перепада давления РПД 1 и РПД 2. Регуляторы перепада давления поддерживают постоянное превышение давления масла над га­зом на всех режимах работы агрегата (0,15¸0,2МПа) за счет изменения сброса (слива) части масла, подаваемого в систему уплотне­ния. В уплотнениях нагнетателя масло разделяется на два потока:

*                   большая часть масла под действием перепада давления между маслом и атмосферой проходит по зазору между уплотнительными кольцами и ротором в сторону свободного слива, где смешивается с мас­лом, отводимым от подшипников и сливается в бак;

*                   меньшая часть масла под действием перепада давления между маслом и газом проходит по зазору между уплотнительными кольцами и ротором в сторону газовой полости нагнетателя, смешиваются в ка­мере "масло-газ" с газом и под давлением направляется в маслоотводчики. В маслоотводчике масло частично освобождается от газа, а затем направляется в дегазатор, где окончательно освобождается от газа, и без давления сливается в бак. Газ из дегазатора выбрасы­вается в атмосферу по трубке суфлирования.

Пусковые насосы предназначены для создания давления в систе­ме смазки и уплотнения нагнетателя во время пуска и остановки аг­регата, а также при подготовке системы к запуску. Отключение пус­ковых насосов производится при достижении рабочих параметров ос­новными насосами по оборотам двигателя НК-16СТ.

Система обогрева ГПА

Система обогрева предназначена для разогрева агрегата в хо­лодное время года перед пуском и для обеспечения нормальных тем­пературных условий для работы приборов и оборудования, установленных в отсеках агрегата. Обогрев агрегата осуществляется горячим воздухом, отбираемым от работающего двигателя НК-16СТ за компрес­сором высокого, давления (T= 280 0С, Р = 1,0 МПа). Отбираемый от двигатели горячий воздух поступает в станционную систему обогрева, которая объединяет в единую сеть системы обогрева всех агрегатов, установленных на КС. Из станционной системы горячий воздух подводится к каждому ГПА для обогрева блока маслоагрегатов, отсека двигателя и нагнетателя, передней опоры двигателя и дозатора газа ДГ-16. На трубопроводе отбора воздуха от двигателя установлены обратный клапан и вентиль для предотвращения обратного течения воздуха из станционной сети в неработающий двигатель.

В блоке автоматики и блоке пожаротушения для обеспечения необходимых температурных условий работы приборов (не ниже 180С) на трубопроводах обогрева установлены регуляторы температуры РТ-П25-1.

Обогрев ГПА при отсутствии в станционной сети горячего воздуха производится от моторных подогревателей типа УМП-350.

Система подогрева циклового воздуха

Система подогрева циклового воздуха предназначена для предотвращения обледенения всасывающего тракта двигателя НК-16СТ в диапазоне температур атмосферного воздуха от +40С до -100С. Подогрев циклового воздуха осуществляется за счет подачи на вход воздухоочистительного устройства горячих газов из выхлопной шахты агрегата.

 

Горячие газы эжектируются сжатым воздухом компрессора низкого давления двигателя. После выравнивания потока в камере смешения эжектора смесь подается в общий коллектор. Затем горячая газовоздушная смесь направляется на распределительную решетку, установленную на входе в воздухоочистительное устройство.

infoks.ru

Газотурбинные двигатели, газоперекачивающие агрегаты КМПО

Газотурбинные двигатели, газоперекачивающие агрегаты КМПО

Начав свою биографию в 1931 г., ОАО  «Казанское моторостроительное производственное объединение»  (ОАО «КМПО») сегодня занимает одно из ведущих мест среди машиностроительных предприятий России. Товарный знак ОАО «КМПО» является символом надежной конкурентоспособной продукции.  

 

 Основным направлением деятельности КМПО в настоящее время является серийное производство газотурбинных двигателей и газоперекачивающих агрегатов.

 

 

С 2006 г. предприятие осуществляет серийное изготовление ГПА-16 «Волга». За это время заказчикам поставлено более 70 агрегатов. Более 750 газотурбинных двигателей производства КМПО эксплуатируются в составе ГПА на компрессорных станциях России и стран Средней Азии.

Путь к освоению российского и зарубежного рынков с новой продукцией был долгим и нелегким. Но продукция КМПО доказала свою надежность. В 2010 г. был увеличен назначенный ресурс двигателей. Этому предшествовала оценка технического состояния двигателя. При анализе не было выявлено дефектов, препятствующих дальнейшему увеличению ресурса. Назначенный ресурс был увеличен с 80 тыс. ч до 100 тыс. ч.

 

 

Продукция конкурентоспособна и по экологическим параметрам. С целью снижения вредных выбросов конструкция ГТД подверглась изменению. Были разработаны новые низкоэмиссионные и малоэмиссионные камеры сгорания.

Также для обеспечения конкурентоспособности на рынке газотурбинного оборудования КМПО реализует несколько основных направлений, одно из них связано с доводкой приводного двигателя НК-38СТ.

 

 

«Сейчас НК-38СТ – это принципиально иная машина по эксплуатационным и технико-экономическим характеристикам. Ее отличает высокий КПД, экономичность и полное соответствие современным экологическим требованиям. Для этого были разработаны и внедрены более 260 конструктивных и технологических мероприятий», – отмечает генеральный директор ОАО «КМПО» Дамир Каримуллин.

Еще один перспективный продукт, над которым работает ОАО «КМПО», – двигатель «И-41» мощностью 25-32 МВт. Это уже не авиапроизводный, а индустриальный двигатель, отличающийся высокой надежностью.

 

 

С 2012 г. КМПО осуществляет полнокомплектную поставку газоперекачивающих агрегатов. И если раньше КМПО выступало на рынке только в роли поставщика блоков ГПА, то теперь предприятие выступает в роли инжиниринговой компании. КМПО проводит исследовательские работы, проектирует агрегат под потребности заказчика, готовит конструкторскую документацию, производит ГПА. Полностью укомплектованные агрегаты специалисты КМПО монтируют на компрессорных станциях, выполняют пусконаладочные работы, в процессе эксплуатации агрегатов производят ремонтные работы.

 

 

Благодаря опыту создания ГПА и их систем, конструкторская служба объединения разработала газотурбинную энергетическую установку (ГТЭУ-18). Эта установка, предназначенная для выработки электрической и тепловой энергии, является конкурентоспособным продуктом, отвечающим требованиям современного рынка. «Станция компактна по размерам, экономична и может использоваться в различных регионах страны для автономного тепло- и электроснабжения небольших городов, поселков, микрорайонов, а также промышленных предприятий», – отметил Дамир Каримуллин.

Что касается расширения круга заказчиков по основной продукции предприятия (газотурбинные двигатели и газоперекачивающие агрегаты), то КМПО начало сотрудничество с ОАО «Новатэк». КМПО выиграло тендер на поставку газоперекачивающих агрегатов для Ярудейского месторождения. В рамках контракта предприятие поставит заказчику в 2015 г. четыре блочно-модульных газоперекачивающих агрегата, оснащенных приводными газотурбинными двигателями НК-16СТ, производства КМПО.

Усиливается сотрудничество с НХК «Узбекнефтегаз». Так, в течение 2014–2015 гг. ОАО «КМПО» поставит для НХК «Узбекнефтегаз» пять ГПА-16 «Волга» с двигателями НК-16-18СТ и общестанционным оборудованием для ДКС-2 «Шуртан», а также два ГПА-16 «Волга» с двигателями НК-16-18СТ и с общестанционным оборудованием для ДКС «Алан».

 

 

Надо отметить, что конкуренция в сфере выпуска газотурбинных двигателей и оборудования для газоэнергетического рынка невероятно высока, и это несмотря на сложность продукции и трудоемкость производственного процесса. Залогом преуспевания здесь служит удовлетворение запросов потребителей и надежность выпускаемой продукции.

 

 

420036, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Дементьева, д. 1

тел.: +7 (843) 570 81 04 (отдел продаж)

+7 (843) 221-26-00 (справочная)

              www.kmpo.ru

365-tv.ru

5.2 Типы газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом и их характеристики

Газотурбинные агрегаты, как отмечалось выше, подразделяются на: стационарные, авиационные и судовые [11].

К стационарным газотурбинным установкам, специально сконструированных для использования на газопроводах, следует отнести установки: ГТ-700-5, ГТК-5 , ГТ-750-6 ГТ-6-750, ГТН-6, ГТК-10-2-4, ГТН-25 мощностью от 4 МВт до 25 МВт;

К авиоприводным газотурбинным установкам относятся ГПА, где приводом нагнетателя является газовая турбина авиационного типа, специально реконструированная для использования на магистральных газопроводах. В настоящее время на газопроводах эксплуатируются установки типа ГПА-Ц-6,3, ГПА-Ц-6,3/76 и ГПА Ц-6,3/125 с двигателем НК-12СТ, выпускаемые Самарским моторостроительным объединением и Сумским машиностроительным объединением. Сумским машиностроительным объединением осуществляется сборка агрегата типа ГПА-Ц-16 с двигателем НК-16СТ.

К авиоприводным агрегатам относятся и установки импортного производства типа «Коберpа –182» с двигателем Эйвон 1534-1016 фирмы «Ролл-Ройс» (Великобритания») и «Центавр» фирмы «Солар» (США).

К судовым газотурбинным агрегатам следует отнести установки типа ГПУ-10 «Волна» с двигателем ДР-59Л, выпускаемые Николаевским судостроительным заводом и ДТ-90 (Украина).

В общей сложности на газопроводах на конец 2001 г. эксплуатировалось свыше 3 тыс. ГТУ различных типов и схем с общей установленной мощностью свыше 36 млн. кВт, что составляет около 85% общей установленной мощности компрессорных станций ОАО «Газпром».

Паспортные характеристики и количество газотурбинных установок различных типов, используемых в настоящее время на газопроводах характеризуются данными табл. 5.1 [12].

Таблица 5.1.

Типы газотурбинных установок, используемых на газопроводах

Тип ГТУ

КПД,%

Единичная мощность, кВт

Количество ГПА, штук

Суммарная мощность, кВт

Центавр

ГТ-700-5

ГТК-5

ГТ-750-6

ГТ-6-750

ГТН-6

ГПА-Ц-6,3

ГТК-10

ГТК-10И

ГПУ-10

ГТНР-10

ДЖ-59

Коберра-182

ГТНР-12,5

ГТК-16

ГТН-16

ГПА-Ц-16

ГПУ-16/ГПА-16

ДГ-90

ГТН-25

ГПА-Ц-25

ГТК-25И

25

25

26

27

24

24

24

29

26

28

32

31

28

28

25

29

28

30

35

28

35

28

2620/3900

4250

4400

6000/6500

6000

6000

6300

10000

10000

10000

10000

12000

11900/12900

12500

16000

16000

16000

16000

16000

25000

25000

25000

20/10

36

19

99/5

140

83

440

791

150

269

1

1

19/14

1

3

60

536

58/19

15

100

7

105

91400

153000

83600

6265000

840000

498000

2772000

7910000

1500000

2690000

10000

12000

406700

12500

48000

960000

8576000

1232000

240000

2500000

175000

2625000

ИТОГО

-

-

3001

33961700

Анализ данных табл. 5.1 показывает, что ряд мощностей ГТУ, используемых на магистральных газопроводах ОАО «Газпром» изменяется в диапазоне от 2 до 25 мВт. Паспортный КПД, используемых агрегатов, изменяется в диапазоне 24-35 %, причем численное значение КПД агрегата обычно увеличивается с ростом его мощности.

Анализ опыта использования газотурбинных установок на магистральных газопроводах показывает, что в период развития и становления единой системы газоснабжения (ЕСГ) России, на газопроводах используется свыше двадцати различных типов этого вида привода центробежных нагнетателей, изготовленные различными заводами-изготовителями газовых турбин , что невольно приводило к рассогласованию в технологических, термодинамических и газодинамических показателях используемых установок.

В частности, это привело к тому, что среди эксплуатируемых газоперекачивающих агрегатов различной мощности, созданных в период 70-80 годов, частота вращения вала «силовая турбина – центробежный нагнетатель» изменяется в диапазоне 3700-8200 об/мин., нет единого подхода к обоснованию числа ступеней в силовых турбинах и центробежных нагнетателей исходя, например, из их нагруженности.

Все это в определенной степени свидетельствует о том, что в настоящее время ОАО «Газпром» при переходе от металлосберегающей технологии, что имело место в начальный период создания ЕСГ, к энергосберегающей, не имеет «своего» - основного типа газотурбинного энергопривода, в полной мере отвечающим требованиям энергосберегающей технологии транспорта газа. Получивший в свое время наибольшее распространение на газопроводах агрегат типа ГТК-10 в настоящее время требует реконструкции, хотя бы в части обоснования использования параметров регенеративного цикла установки и оценки использования на газопроводах подобных агрегатов в целом.

Стремление эксплуатационного персонала КС уменьшить расходы энергии на нужды перекачки газа приводят в целом ряде случаев к модернизации и реконструкции уже установленных агрегатов с целью улучшения их экономических показателей. Сюда прежде всего следует отнести перевод без регенеративных установок типа ГТН-25И и ГТН-10И для работы по регенеративному циклу, создание установок парогазового цикла типа «Бутек» на установках типа ГТА-Ц-6,3 и т.п.

В последние годы развитие энергосберегающих технологий газа при транспорте газа по газопроводам вновь привлекает внимание к обоснованию использования регенеративных ГТУ на газопроводах, сопоставлению без регенеративных и регенеративных агрегатов, возможности использования и других теплотехнических мероприятий, способствующих снижению энергозатрат на транспорт газа по газопроводам.

У каждого из указанных типов привода компрессорных станций имеются свои достоинства и недостатки, потенциальные возможности и ограничения по дальнейшему развитию.

К существенным преимуществам ГПА с газотурбинным типом привода следует отнести прежде всего высокую удельную мощность на единицу массы, возможность регулирования подачей технологического газа за счет изменения частоты вращения силовой турбины ГТУ, возможность использования перекачиваемого газа в качестве топлива, относительно малый расход воды и масла сравнительно, например с поршневыми двигателями внутреннего сгорания, непосредственное вращательное движение и полная уравновешенность, что исключает необходимость в использовании мощных фундаментов, реальные возможности дальнейшего улучшения основных показателей ГТУ и, прежде всего, ее КПД.

К недостаткам большинства эксплуатируемых газотурбинных установок на газопроводах следует отнести относительно низкий их эффективный КПД и высокий уровень шума, особенно в районе воздухозаборной камеры ГТУ. Следует однако отметить, что газотурбинную установку на газопроводах необходимо рассматривать как агрегат, практически вырабатывающий два вида энергии: механическую на валу нагнетателя и тепловую в форме тепла отходящих газов, которую можно и нужно эффективно использовать для отопления служебных помещений КС в осенне-зимний период их эксплуатации и для других целей теплофикации.

В настоящее время заводы-изготовители ГПА с газотурбинным приводом осваивают производство газовых турбин нового поколения мощностью 6-25 мВт с КПД на уровне 32-36%. К таким агрегатам в первую очередь следует отнести ГПА типа ГТН-25-1, ГПА-Ц-6,3 с двигателем НК-14, ГПА-Ц-16 с двигателями АЛ-31, НК-38СТ и др. (табл. 5.2) [8].

Таблица 5.2

Показатели перспективных газотурбинных установок нового поколения

Марка ГПА

Марка двигателя

Тип двигателя

Мощность, МВт

КПД,%

Тем-ра перед ТВД, 0С

Степень сжатия в цикле

ГПА-2,5

ГПУ-6

ГПА-Ц-6,3А

ГТН-6У

ГПА-Ц-6,3Б

ГПУ-10А

ГПА-12 «Урал»

ГПА-Ц-16С

ГПА-Ц-16Л

ГПА-Ц-16А

ГТНР-16

ГТН-25-1

ГПА-Ц-25

ГПУ-25

ГТГ-2,5

ДТ-71

Д-336

ГТН-6У

НК-14СТ

ДН-70

ПС-90

ДГ-90

АЛ-31СТ

НК-38СТ

-

-

НК-36СТ

ДН-80

Судовой

Судовой

Авиа

Стацион.

Авиа

Судовой

Авиа

Судовой

Авиа

Авиа

Стацион.

Стацион.

Авиа

Судовой

2,5

6,3

6,3

6,3

8,0

10,0

12,0

16,0

16,0

16,0

16,0

25,0

25,0

25,0

27

30,5

30,0

30,5

30,0

35,0

34,0

34,0

33,7

36,8

33,0

31,0

34,5

35,0

939

1022

1007

920

1047

1120

1080

1065

1167

1183

940

1090

1147

1220

13,0

13,4

15,9

12,0

10,5

17,0

15,8

18,8

18,1

25,9

7,0

13,0

23,1

21,8

Рассмотрение данных табл. 5.2 показывает, что и на ближайшую перспективу основными типами газотурбинного энергопривода на газопроводах останутся стационарные, судовые и авиационные агрегаты, причем последние будут использоваться все в большем и большем количестве.

studfiles.net

Показатели злектроприводных агрегатов

#G0Тип ГПА

Единичная мощность, кВт

Количество агрегатов, шт.

АЗ-4500-1500

4500

16

СТМ-4000, СТД

4000

360

СТД-12,5

12500

336

СДГ-12,5

12500

22

ЭГПА-25

25000

6

ЭГПА-Ц-6,3

6300

6

Таблица 2.2

Показатели газомотокомпрессоров

#G0Тип ГПА

КПД, %

Единичная мощность, шт.

Количество агрегатов, кВт

Купер

29

736

18

10 ГК, 10ГКМ

32

736

38

10 ГКН, 10ГКНА

32

1100/1178

183/4

МК-8

36

2060

37

ДР-12

36,5

5500

9

МК-8М

36

2200

4

На конец 1995 г. на 245 компрессорных станциях промыслов, магистральных газопроводов и подземных хранилищ газа РАО "Газпром" эксплуатировалось 673 компрессорных цеха, где было установлено свыше 4 тыс. газоперекачивающих агрегатов общей мощностью около 40 млн. кВт (табл. 2.3).

Как свидетельствуют данные табл. 2.3, основным видом привода на газопроводах является газотурбинный привод. В настоящее время заводы-изготовители осваивают производство газовых турбин нового поколения мощностью 6-25 МВт с КПД на уровне 31-36%.

Таблица 2.3

Структура парка гпа в системе оао "Газпром"

#G0Вид привода

Количество

Мощность

штук

%

млн.кВт

%

Газотурбинный привод

2989

74,2

33,7

85,5

Электропривод

746

18,5

5,3

13,5

Поршневой привод

293

7,3

0,4

1,0

Всего

4028

100

39,4

100

Показатели газотурбинных установок нового поколения характеризуются данными табл. 2.4.

Таблица 2.4

Показатели перспективных газотурбинных установок нового поколения

#G0Марка ГПА

Марка двигателя

Тип двигателя

Мощность, МВт

КПД

Температ. перед турбиной, °С

Степень сжатия в цикле

ГПА-2,5

ГТГ-2,5

Судовой

2,5

0,27

939

13,0

ГПУ-6

ДТ-71

Судовой

6,3

0,305

1022

13,4

ГПА-Ц-6,3А

Д-336

Авиа

6,3

0,30

1007

15,9

ГТН-6У

ГТН-6У

Промышл.

6,3

0,305

920

12,0

ГПА-Ц-6,3Б

НК-14СТ

Авиа

8,0

0,30

1047

10,5

ГПУ-10А

ДН-70

Судовой

10,0

0,35

1120

17,0

ГПА-12 "Урал"

ПС-90

Авиа

12,0

0,34

1080

15,8

ГПА-Ц-16С

ДГ-90

Судовой

16,0

0,34

1065

18,8

ГПА-Ц-16Л

АЛ-31СТ

Авиа

16,0

0,337

1167

18,1

ГПА-Ц-16А

НК-38СТ

Авиа

16,0

0,368

1183

25,9

ГТНР-16

-

Промышл.

16,0

0,33

940

7,0

ГТН-25-1

-

Промышл.

25,0

0,31

1090

13,0

ГПА-Ц-25

НК-36СТ

Авиа

25,0

0,345

1147

23,1

ГПУ-25

ДН-80

Судовой

25,0

0,35

1220

21,8

ГПА нового поколения призваны обеспечить высокий уровень основных эксплуатационных показателей, включая высокую экономичность (КПД на уровне 31-36 % в зависимости от мощности агрегата), высокую надежность: наработка на отказ не менее 3,5 тыс.ч, межремонтный ресурс на уровне 20-25 тыс. ч, улучшенные экологические показатели и т.п.

studfiles.net

О сложном всерьёз | Газоперекачивающие агрегаты (ГПА)

ОБЩАЯ КОМПОНОВКА ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА ГПА-63-25Перечислим основные блоки, которые определяют компоновку ГПА:— нагнетатель (или газовый компрессор),— привод нагнетателя (авиадвигатель со свободной турбиной)— система выхлопа и утилизации тепла выхлопных газов,— воздухо–очищающее устройство (ВОУ),— улитка,— укрытие ГПА.Существует несколько вариантов компоновки газоперекачивающих агрегатов. При этом, важнейшие элементы конструкции – газовый компрессор и двигатель на компоновку агрегата не оказывают серьезного влияния, а вот от положения улитки,которая на 90 градусов поворачивает поток выхлопных газов двигателя засвисит многое.      На первых ГПА-Ц-6,3 была принята компоновка с поворотом газов вверх. В результате, ГПА выигрывал в габаритах. Поворот же выхлопных газов в сторону позволил блочную конструкцию ГПА поместить в укрытие и уменьшил высоту выхлопного устройства. Площадку обслуживания системы утилизации газов оказалось возможным приблизить к земле. Это серьезно улучшило условия обслуживания ГПА, что особо важно для экстремальных условий севера. Также серьезно улучшен тракт подвода воздуха к двигателю. Если на крыле самолета работе авиационных двигателей на крейсерских скоростях и высотах со стороны воздуха ничего не угрожает, то на земле все обстоит иначе.Воздух, подводимый к двигателю необходимо очищать от механических частиц и подогревать в условиях обледенения. С ростом мощности ГПА серьезно растут габариты фильтрующих элементов конструкции. Особенно это заметно на примере ВОУ. Не рассматривая другие особенности предлагаемой компоновки ГПА-63, хочется отметить, что проектировщикам удалось создать удобный в монтаже и обслуживании современный мощный, надежный и экономичный агрегат, который серьезно выигрывает в сравнении с другими ГПА.На приведенной общей компоновке можно видеть, что газоперекачивающий агрегат ГПА-63-25 оказался гораздо меньше своего ближайшего конкурента – ГПА «Нева-25НК-Р», что серьезно влияет на стоимость изготовления и доставки основных блоков и стоимость монтажа агрегата на площадке, которая, как правило, расположена далеко от места изготовления блоков и часто в труднодоступных местах крайнего севера. Доставка блоков к месту монтажа осуществляется автомобильным транспортом предприятия. Габариты и масса грузов вписываются в общепринятые дорожные нормативные требования к грузам.

                                       МОНТАЖ ГПА-63-25

Газоперекачивающие агрегаты монтируются на площадках, примыкающих к магистральным газопроводам, а изготавливаются преимущественно в промышленных районах России. Использование импортных комплектующих не исключается, однако, в силу увеличения накладных расходов это серьезно увеличивает стоимость изготовления ГПА.

Поэтому мы стремимся максимально сокращать использование импортных комплектующих и постоянно ищем новых конкурентоспособных Российских подрядчиков, способных выигрывать в конкуренции с зарубежными поставщиками.Приведенная выше схема основных этапов монтажа не является идеально логически обусловленной требованиями технологии и конструкции ГПА. Она не может быть рекомендована для повторения в силу того факта, что составлена для конкретных условий поставки тех или иных блоков и их готовности к монтажу, однако позволяет заказчику и субподрядчикам объективно судить о соблюдении графика монтажа и о возможных вариантах его корректировки. Из схемы мы видим, что монтаж газового компрессора выведен во второй этап. Однако было бы логично начинать монтаж, прежде всего с установки этого блока, поскольку этим мы часто привязываемся к существующему магистральному газопроводу. При этом необходимо максимально точно выставить компрессор по оси строящегося ГПА и затем последовательно к компрессору привязывать следующие блоки. Нарушение этой последовательности возможно, однако оно требует введения компенсирующих элементов в размерной цепи, что усложняет и удорожает конструкцию…Если Вы имеете конкурентоспособные изделия, используемые в ГПА и соответствующие сертификаты, то мы с удовольствие введем ваше предприятие в базу наших потенциальных поставщиков. Для этого вначале достаточно заполнить форму подписки и нажать на кнопку «Подписаться».

Напоминаем: в России мы – первые!Покажите нам любую площадку возле магистрального газопровода, и вскоре на ней как грибы после дождя дружно поднимутся семейства новых ГПА!E-mail: gpac163@gmail.com

Об авторе Евгений Картер

Родился в Куйбышеве, окончил КуАИ, три года работал старшим представителем предприятия в Москве. В трех министерствах и пяти аэродромах столицы представлял свое предприятие, решая многочисленные технические, организационные и юридические вопросы. Затем вернулся в родной город, работал в научно-исследовательской лаборатории КуАИ под руководством Генерального конструктора Николая Дмитриевича Кузнецова, решал вопросы конверсии авиадвигателя НК-12МВ в привод нагнетателя ГПА-Ц-6,3. Совместно с педставителями СМПО им. Фрунзе (г. Сумы) и другими монтировал и запускал газоперекачивающие агрегаты в эксплуатацию...

gpa-63.ru


Смотрите также