Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 419
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Продолжение таблицы 2
1 | 2 |
Номинальная мощность на муфте агрегата в станционных условиях, кВт, не менее | 16000 |
Номинальный эффективный КПД на муфте агрегата в станционных условиях, %, не менее | 27,5 |
Параметры агрегата мощность, кВт КПД, %, не менее | 16230; 27,9 |
Расход топливного газа при теплотворной способности газа 33906·103 Дж/м3 при мощности 16000 кВт на валу свободной турбины, кг/с, (м3/ч) | 1,21; 6406 |
Расход пускового газа кг/с, (м3/ч) | 2 |
Давление топливного газа МПа, (кгс/см2) | 0,29-0,46; (2,96-4,67) |
Давление топливного газа | 2,45±0,2; (25±2) |
Температура топливного газа К, (0С) | 298-333 |
Температура пускового газа К, (0С) | 293; (20) |
Расход пускового газа на 1 запуск: с учетом холодных прокруток в период пусконаладок, кг не менее; в период эксплуатации без холодных прокруток, кг не более | 800 200 |
Время запуска агрегата без учета предпусковой подготовки секунд, (минут) | 900; (15) |
1.4 Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-8Б
Газоперекачивающие агрегаты компрессорных цехов предназначены для бесперебойного обеспечения транспорта газа в соответствии с плановой производительностью газопровода при безаварийной работе ГПА с максимальной экономичностью.
Агрегат ГПА-Ц-8Б предназначен для транспортирования природного газа по магистральным газопроводам при рабочем давлении от 5,2 и до 7,5 МПа.[5]
Газоперекачивающий агрегат полностью автоматизирован, устанавливается в индивидуальном контейнере и может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от минус 55 до плюс 45 °С. Общий вид ГПА-Ц-8Б показан на рисунке 2.
1 – воздухоочистительное устройство; 2 – блок маслоохладителей; 3 – выхлопное устройство; 4 – блок нагнетателя; 5 – блок двигателя; 6 – блок автоматики; 7 – камера всасывания.
Рисунок 2 – Общий вид агрегата ГПА-Ц-8Б
1.4.1 Характеристика двигателя НК-14СТ
Стационарный газотурбинный двигатель НК-14СТ предназначенный для привода нагнетателей газоперекачивающих агрегатов ГПА компрессорных станций. В качестве топлива используется природный газ. [5]
Двигатель НК-14СТ выполнен по трёхвальной схеме со свободой силовой турбиной и состоит из следующих основных узлов:
- передней опоры с воздухозаборником и ВНА,
- осевого пятнадцати ступенчатого компрессора,
- кольцевой камеры сгорания с картером турбины,
- осевой турбины газогенератора (2 ступени),
- осевой свободной силовой турбины (2 ступени),
- опоры турбины.
Двигатель НК-14СТ является турбовальным газотурбинным двигателем, предназначенным для привода нагнетателей газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов большой протяженности.
Двигатель НК-14СТ обладает автоматическим запуском, при котором раскрутка ротора обеспечивается воздушным стартером, для привода которого используется газ, транспортируемый по газопроводу. При запуске стартер раскручивает ротор газогенератора, а от него через соответствующие приводы вращение передается на агрегаты топливной и масляной систем, а также агрегаты управления механизации компрессора в соответствии с кинематической схемой приводов двигателя.
Двигатель состоит из двух основных частей: газогенератора и свободной (силовой) турбины, включающих в себя узловые элементы: переднюю опору, осевой пятнадцатиступенчатый компрессор, камеру сгорания кольцевого типа, двухступенчатую реактивную турбину, промежуточную опору (заднюю опору газогенератора), двухступенчатую силовую турбину, опору свободной (силовой) турбины, коробки приводов агрегатов двигателя, масляные насосы, обслуживающие двигатель и ГПА.[5]
Кроме того, двигатель имеет агрегаты питания топливом, агрегаты системы смазки, агрегаты регулирования и управления двигателем, агрегаты запуска двигателя, агрегаты параметрического контроля и защит, предупреждающие возникновение аварийных ситуаций.
Согласно газодинамической схеме двигателя, воздух из атмосферы через входное очистительное устройство (ВОУ) газоперекачивающего агрегата и входной канал передней опоры поступает на вход в компрессор, проходит через регулируемый входной направляющий аппарат компрессора, сжимается в осевом компрессоре и поступает в кольцевую камеру сгорания.
В камере сгорания воздушный поток делится на два: первичный поток составляет 25 % и вторичный поток составляет 75 %.
Воздух первичного потока, перемешиваясь с топливным газом, поступающим через форсунки, участвует в процессе горения. Воздух вторичного потока, охлаждая стенки камеры сгорания, постоянно подмешивается к продуктам сгорания для получения необходимой температуры газа перед турбиной. Часть вторичного воздуха используется для охлаждения турбин компрессора.
Процесс сгорания идет при практически постоянном давлении в камере. Падение давления за счет гидравлических потерь в конце камеры сгорания составляет не более 3% от полного давления за компрессором.
Воспламенение смеси топливного газа и воздуха при запуске двигателя происходит от двух воспламенителей, состоящих из пусковой форсунки и запальной свечи.
Продукты сгорания, имеющие высокую температуру и давление при выходе из камеры сгорания, обладают большой потенциальной энергией.
Продукты сгорания из камеры поступают последовательно на две ступени турбины газогенератора и две ступени свободной турбины, где потенциальная энергия преобразуется в механическую работу на валу.
[5]
Мощность, потребляемая компрессором и агрегатами, соответствует мощности, развиваемой двухступенчатой турбиной газогенератора. Избыток потенциальной энергии газа преобразуется в работу с помощью свободной турбины и передается на вал для привода центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата.
За турбиной продукты сгорания выпускаются в атмосферу через выходную улитку ГПА.
Система запуска двигателя включает в себя воздушный стартер ВС-12, катушки зажигания, воспламенители со свечами, центробежный выключатель стартера и системы зажигания, электромагнитный клапан пускового топливного газа, электромагнитные клапаны дозатора управления.
Топливная система предназначена для автоматического питания двигателя топливом на всех режимах работы и включает в себя системы низкого и высокого давлений, а также пусковую систему. В топливную систему входят: стопорный клапан, дозатор управления ДУС-3 МС, кольцевой топливный коллектор, двенадцать рабочих форсунок, электромагнитный клапан пускового топлива, две пусковые форсунки.
1.5 Назначение и применение ГПА-Ц-16АЛ на базе ГТД АЛ–31СТ
Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-16АЛ, мощностью 16 МВт с приводом от конвертированного авиационного двигателя АЛ–31СТ (слайд 2), предназначен для обеспечения транспорта природного газа по магистральному газопроводу с рабочим давлением 7,45 МПа.[6]
ГПА-Ц-16АЛ используется для реконструкции компрессорных станций магистральных газопроводов ОАО «Газпром», оснащенных газоперекачивающими агрегатами старых модификаций.
Реконструкция агрегата производится посредством установки вместо действующей газотурбинной установки на существующие фундаменты:
-
конверсированного авиационного газотурбинного двигателя АЛ–31СТ с защитным кожухом и технологическим оборудованием, обеспечивающим его работу; -
в существующий корпус нагнетателя сменной проточной части; -
входного тракта с системой очистки циклового воздуха, шумоглушением и противообледенительной системой; -
выхлопного тракта с шумоглушением и утилизатором тепла выхлопных газов.
1.5.1 Двигатель АЛ-31СТ
Газотурбинный двигатель АЛ-31СТ показан на рисунке 3 и слайде 4-6, разработан ОАО НПО «Сатурн» НТЦ им. А. Люльки по техническому заданию ОАО «Газпром» на базе авиационного двигателя АЛ-31Ф, устанавливаемого на самолетах СУ-27.
[6]
Газотурбинный двигатель АЛ-31СТ предназначен для привода нагнетателя в газоперекачивающих агрегатах мощностью 16 МВт, а также для замены двигателей на более экономичные и экологически чистые при проведении реновации, модернизации и реконструкции действующих газоперекачивающих агрегатов.
Двигатель АЛ-31СТ имеет следующие основные показатели:
-
эффективный КПД в условиях ISO без потерь давления на всасывании и выхлопе – 37%, при этом мощность на выходном валу – 16800 КВт; -
эффективный КПД в станционных условиях при сопротивлении воз-духозаборной системы 150 мм.вод.ст. и сопротивлении выхлопного устройства 200 мм. вод. ст. – 36%, при этом мощность на выходном валу – 16000 КВт; -
безвозвратные потери масла – 0,32 кг/час; -
уровень выбросов вредных веществ: -
оксидов азота не более – 150 мг/м3; -
оксидов углерода не более – 300 мг/м3; -
ресурс до первого капитального ремонта – 25000 час; -
назначенный ресурс – 75000 час; -
время работы между текущими регламентами 3000 час; -
время на проведение регламентного обслуживания – 6 час.
Газотурбинный двигатель АЛ-31СТ применяется:
-
для привода нагнетателя в составе газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-16Л, производства СМНПО им. Фрунзе. г.Сумы, Украина. Газоперекачивающий агрегат успешно прошёл приемочные испытания и рекомендован для изготовления промышленной партии; -
для замены двигателя НК-16СТ в агрегате ГПА-Ц-16; -
для привода нагнетателя в составе газоперекачивающего агрегата «Урал-16», производства НПО «Искра», г.Пермь. Разработан проект и техническая документация по установке двигателя в ГПА; -
для привода нагнетателя в составе ГПА «Нева-16»; -
для привода нагнетателя в составе ГПА «Волга-16», разработки АО «НИИтурбокомпрессор» г.Казань. Разработан проект и техническая документация по установке двигателя в агрегат; -
газогенератор двигателя (без силовой турбины) используется в качестве привода в составе газоперекачивающего агрегата PJT-21S изготовления фирмы Nuovo Pignone, Италия; -
для проведения реконструкции газоперекачивающих агрегатов ГТК-10 по проекту ГПА-16Р «Уфа» разработки ОАО «УМПО» г.Уфа; -
для привода электрогенератора в составе блочно-модульной энергетической установки.
Рисунок 3 – Газотурбинный привод АЛ–31СТ для ГПА-Ц-16АЛ
1.5.2 Газоперекачивающий агрегат