Агрегат ГПА-Ц-16 предназначен для транспортирования природного газа по магистральным газопроводам при рабочем давлении 56-76 кг/кв.см. На дожимных компрессорных станциях ГПА работает с давлением на выходе до 41 кг/кв.см со сменной проточной частью нагнетателя.

ГПА полностью автоматизирован, устанавливается в индивидуальном контейнере и может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -55 до +45 град.С.

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

В состав ГПА входят:

­ турбоблок с газотурбинным двигателем НК-16СТ;

­ воздухоочистительное устройство (ВОУ);

­ шумоглушитель всасывающего тракта;

­ всасывающая камера;

­ промежуточный блок;

­ блок вентиляции;

­ два блока маслоохладителей;

­ выхлопной диффузор;

­ выхлопная шахта;

­ шумоглушители выхлопного тракта;

­ блок нагнетателя с центробежным нагнетателем НЦ-16;

­ блок автоматики;

­ блок маслоагрегатов;

­ блок фильтров топливного газа;

­ система подогрева циклового воздуха;

­ система пожаротушения;

­ система обогрева контейнера.

Блоки агрегата

ТУРБОБЛОК включает в себя следующие сборочные единицы: контейнер, приводной двигатель НК-16СТ, установленный на подмоторной раме. Кроме того, в турбоблоке размещены отдельные сборочные единицы маслосистемы, системы обогрева, автоматического пожаротушения, обогрева циклового воздуха и автоматического управления агрегатом.

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 разделен на два изолированных помещения - отсек двигателя и отсек нагнетателя. Вентиляция отсека двигателя осуществляется вентиляторами, установленными в блоке вентиляции. Вентиляция отсека нагнетателя осуществляется вентилятором, установленным в верхней части этого отсека.

ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО предназначено для очистки от пыли и других механических включений циклового воздуха, поступающего из атмосферы в компрессор двигателя. ВОУ состоит из камеры, фильтрующих элементов, короба отсоса пыли, вентиляторов отсоса пыли, байпасных клапанов и решеток для подогрева циклового воздуха. Очистка воздуха производится в инерционно-жалюзийных сепараторах засчет резкого поворота потока в фильтрующих элементах. На задней стенке камеры размещены два байпасных клапана (БК). БК открываются автоматически при достижении разрежения в камере ВОУ 80 мм вод.ст. При снижении разрежения до 50 мм вод.ст. клапаны закрываются.

КАМЕРА ВСАСЫВАНИЯ служит для направления очищенного в ВОУ атмосферного воздуха к осевому компрессору двигателя. В проемы каркаса камеры установлен шумоглушитель, представляющий собой специальные щиты, заполненные теплоизоляционными звукопоглощающими матами из супертонкого базальтового волокна. В центральном проеме стенки установлены двустворчатые ворота, а на задней стенке - одностворчатые. Ворота служат для закатки и выкатки двигателя при его замене.

Рис. 1.33. Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-16 (общий вид)

1 – камера всасывания; 2 – шумоглушители всаса; 3 – воздухоочистительное устройство; 4 – система подогрева циклового воздуха; 5 – утилизатор; 6 – шумоглушители выхлопа; 7 – диффузор; 8 – опора выхлопной части; 9 – турбоблок 10 – блок маслоагрегатов.

БЛОК ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ предназначен для формирования равномерного потока воздуха непосредственно перед входным направляющим аппаратом осевого омпрессора двигателя. Блок состоит из каркаса и патрубка круглого сечения, выполненного из листовой нержавеющей стали.

Рис. 1.34. Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-16 (компановка)

1 – камера сгорания; 2 – шумоглушители; 3 – воздухоочистительное устройство;

4 – блок с вентилями; 5 – промежуточный блок; 6 – патрубок; 7 – отсек двигателя:

8 – двигатель НК-16СТ; 9 – выхлопная улитка; 10 – шумоглушители выхлопа;

11 – диффузор; 12 – герметическая перегородка; 13 – промежуточный вал;

14 – гидроаккумулятор; 15 – нагнетатель НЦ-16; 16 – отсек нагнетателя; 17 – маслобак нагнетателя.

ВЫХЛОПНОЕ УСТРОЙСТВО с шумоглушением служит для выброса выхлопных азов и снижения шума выхлопа двигателя. Устройство состоит из диффузора и шумоглушителя. Диффузор предназначен для плавного снижения скорости выхлопных газов и представляет собой цельносварную конструкцию, состоящую из каркаса, внутренние проемы которого заполнены звукопоглощающим материалом. Шумоглушитель пластинчато-щелевого типа. Пластины имеют обтекаемую форму. Сварной каркас пластины выполнен из гнутых профилей и обшит с двух сторон перфорированным стальным листом. Пространство между листами заполнено звукопоглощающим материалом.

БЛОК МАСЛООХЛАДИТЕЛЕЙ предназначен для охлаждения масла, циркулирующего в системах смазки и уплотнения агрегата. Компоновка ГПА предусматривает установку двух блоков, в каждом из которых установлено по два аппарата воздушного охлаждения масла.

БЛОК ВЕНТИЛЯЦИИ предназначен для размещения оборудования, обеспечивающего вентиляцию отсека двигателя и просос атмосферного воздуха через маслоохладители при отсутствии электроэнергии. Блок вентиляции включает в себя каркас, вентиляторы, патрубок и заслонки с гидроприводом. Центробежные вентиляторы подают очищенный воздух, отбираемый из отсека шумоглушителя ВОУ. Поворотные заслонки, предназначенные для открытия прохода, соединяющего блок вентиляции с всасывающим трактом двигателя, при этом закрыты. При отключении вентиляторов вентиляция отсека двигателя осуществляется за счет прососа воздуха из турбоблока через открытые заслонки, остановленные вентиляторы и далее на всас двигателя. Управление заслонками производится при помощи гидропривода.

Рис. 1.35. Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-16 (схема)

БЛОК МАСЛОАГРЕГАТОВ предназначен для размещения маслоагрегатов и арматуры маслосистемы, что позволяет производить их обслуживание при работе ГПА. Для вентиляции блока в нем предусмотрен вентилятор.

БЛОК АВТОМАТИКИ служит для размещения приборных щитов и другого оборудования систем автоматического управления ГПА.

БЛОК ФИЛЬТРОВ ТОПЛИВНОГО ГАЗА предназначен для очистки газа от возможных загрязнений в трубопроводах между станционным блоком подготовки топливного и пускового газа и входным в камеру сгорания двигателя. В блоке установлено два фильтра, обвязка которых позволяет включать в работу фильтры поочередно или оба одновременно. Степень фильтрации 10 мкм.

БЛОК ПОЖАРОТУШЕНИЯ служит для размещения установки автоматического газового пожаротушения. Автоматическая система пожаротушения обеспечивает противопожарную защиту отсеков двигателя и нагнетателя за счет своевременного обнаружения очага возгорания и последующего подавления его путем автоматической подачи огнегасящего вещества хладона 114В2.

СИСТЕМА ОБОГРЕВА предназначена для разогрева агрегата в холодное время года перед пуском и для обеспечения нормальных климатических условий при работе приборов и оборудования, установленных в отсеках контейнера. Обогрев осуществляется горячим воздухом, отбираемым от работающего двигателя за компрессором высокого давления (температура 280 град.С). Отбираемый горячий воздух поступает в станционную систему обогрева, которая объединяет в единую сеть системы обогрева всех агрегатов, установленных на компрессорной станции. Обогрев ГПА при отсутствии в станционной сети горячего воздуха осуществляется от моторных подогревателей типа УМП-350.

СИСТЕМА ПОДОГРЕВА ЦИКЛОВОГО ВОЗДУХА предназначена для предотвращения обледенения всасывающего тракта двигателя в диапазоне температур атмосферного воздуха от +7 до -10 град.С. Подогрев циклового воздуха осуществляется подачей на вход воздухоочистительного устройства горячих газов из выхлопной шахты агрегата. Газы эжектируются сжатым воздухом, отбираемым из компрессора низкого давления двигателя. Горячая газовоздушная смесь направляется на распределительную решетку, установленную на входе в ВОУ

Агрегат ГПА-Ц-16

Агрегат ГПА-Ц-16 предназначен для транспортирования природного газа по магистральным газопроводам при рабочем давлении 56-76 кг/кв. см.

На дожимных компрессорных станциях ГПА работает с давлением на выходе до 41 кг/кв. см со сменной проточной частью нагнетателя.

ГПА полностью автоматизирован, устанавливается в индивидуальном контейнере и может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -55 до +45 град. С.

Газотурбинный двигатель НК-16СТ

воздухоочистительный газотурбинный двигатель агрегат

Стационарный газотурбинный двигатель НК16-СТ создан на базе авиационного турбовентиляторного двигателя НК-8-2У. Представляет из себя двухкаскадную трехвальную ГТУ. Состоит из двух модулей - газогенератора и свободной турбины, имеющих собственные рамы. Модули при эксплуатации могут заменяться.

Нагнетатель НЦ-16

Нагнетатель представляет из себя двухступенчатую центробежную машину, предназначенную для сжатия природного газа. Состоит из следующих составных частей. Наружного корпуса, который представляет собой стальной кованый цилиндр. К цилиндру с внешней стороны приварены стальные кованые патрубки - всасывающий и нагнетательный. К нижней части приварены опорные лапы нагнетателя, а в верхней части - опорные лапы под два гидроаккумулятора. С обоих торцов корпус закрыт стальными коваными крышками, которые фиксируются разрезными стопорныим кольцами и кронштейнами. Внутри наружного корпуса расположен внутренний корпус. Внутренний корпус состоит из камеры всасывания, диафрагмы, диффузоров, входного и обратного направляющих аппаратов. В нижней части внутреннего корпуса закреплены ролики, из которых внутренний корпус вкатывается в наружный.

Воздухоочистительные устройства / ВОУ-110-4Ц для агрегата ГПА-Ц-16

Преимущества и особенности

Использование комбинированной системы фильтрации (КСФ) на базе фильтров EMW filtertechnik VKKW RU-400-4-MG-1-PF-MPK-48/22 (производства фирмы EMW, Германия) обеспечивает очистку воздуха до степени F9 (максимальный размер частиц пыли после фильтров - не более 5 мкм);

конструкция самого фильтра позволяет легко производить его замену в случае засорения;

благодаря использованию фильтров EMW ВОУ обладает значительно меньшим сопротивлением по сравнению с аналогами;

в качестве обшивки козырька используется поликарбонат, крепящийся к каркасу при помощи алюминиевых профилей и саморезов, и обладающий рядом преимуществ по сравнению с другими материалами: невысокой стоимостью, меньшей массой, отсутствием коррозии, возможностью монтажа без использования сварки;

байпасный клапан, установленный сверху блока фильтров, автоматически срабатывает при перепаде давления 70 мм. вод. ст на всасе и возвращается в исходное положение при перепаде давления 52 мм. вод. ст. Обогрев клапана позволяет срабатывать ему при любом диапазоне температур;

конструкция блоков фильтров в виде призм позволяет уменьшить площадь и массу ВОУ;

конструкция козырька ВОУ обеспечивает скорость воздуха на всасе до 0,8 м/с, что исключает попадание атмосферных осадков под козырек.

Технические характеристики

Газотурбинный двигатель НК-16СТ

Газотурбинный двигатель НК-16СТ для газодобывающей отрасли создан на базе авиационного двигателя НК-8-2У, что обеспечивает его высокую надежность и эффективность. Применяется в газоперекачивающих агрегатах ГПА-Ц-16.

Серийное изготовление и поставка двигателя НК-16СТ на магистральные газопроводы производятся с 1982 года. Выпущен 1141 двигатель. Суммарная наработка парка двигателей составляет больше 40 миллионов часов. В связи с высокой надежностью данный привод нашел применение вэнергетике. В настоящее время на более чем 30 электростанциях двигатели НК-16СТ используют в качестве приводов энергоустановок, работающих на попутном нефтяном газе.

Технические характеристики

Система электрического запуска газотурбинного двигателя

Электростартер СТЭ-18СТ

Одна из последних разработок ЗАО «Эверест-турбосервис» и ОАО «Электропривод» (г. Киров) - создание электростартера СТЭ-18СТ для запуска газотурбинного двигателя НК-16СТ и его модификаций мощностью 16-20 МВт, используемого ОАО «Газпром» более чем в 600 газоперекачивающих агрегатах.

Преимущество новой разработки заключается в замене турбодетандерного запуска двигателя с помощью сжатого природного газа (в этом случае в атмосферу суммарно выбрасывается до 3 млн. м3 природного газа в год) на экологически чистый электрозапуск. Это позволит упростить систему запуска, снизить расход природного газа, повысить экологическую и технологическую безопасность. Данная разработка отвечает всем требованиям по экологичности эксплуатируемого оборудования.

Электростартер устанавливается на место пневмостартера и не требует доработки места стыковки с коробкой привода агрегатов двигателя, что позволяет производить монтаж системы электрозапуска с электростартером СТЭ-18СТ в условиях эксплуатации.

Номинальная мощность электростартера СТЭ-18СТ - 65 кВт, номинальный крутящий момент, развиваемый электростартером, составляет 245 Н/м (25 кгс/м), режим его работы повторно-кратковременный. Управление электростартером осуществляется блоком управления БУС-18СТ, который преобразует напряжение переменного трехфазного тока 380В, 50Гц в напряжение переменного трехфазного тока от 0 до 380В и частотой от 0 до 400Гц. Блок управления определяет готовность электростартера к работе, задает режимы его работы, момент вращения электростартера, выдает сигнал на отключение, а так же позволяет провести диагностику и настройку параметров электростартера.

Электростартер СТЭ-18СТ сертифицирован и имеет маркировку взрывозащиты 1ExdIIВТ3. Его применение разрешено во взрывоопасных зонах.

В ноябре 2006 года электростартер СТЭ-18СТ в составе системы электрозапуска двигателя НК-16СТ прошел успешные стендовые испытания на стенде Зеленодольского машиностроительного завода. Испытания электростартера проводились в соответствии с действующим на компрессорных станциях ОАО «Газпром» алгоритмом запуска двигателей НК-16СТ, то есть неоднократно повторялась серия из трех холодных прокруток и запуска двигателя. Максимальное значение температуры обмоток статора электростартера при этом составило 76°С.

В соответствии с «Программой приемочных испытаний системы электрического запуска двигателя НК-16СТ в газоперекачивающем агрегате ГПА-Ц-16 на КС «Вязниковская» ООО «Волготрансгаз» в апреле-мае 2007 года на двигателе НК-16СТ выполнена замена воздушного стартера на электростартер СТЭ-18СТ с блоком управления БУС-18СТ. После отладки установленного оборудования агрегат ГПА-Ц-16 был выведен на режим «Магистраль».

В июне 2007 года система электрического запуска двигателя НК-16СТ без замечаний прошла предварительные испытания в объеме «Программы приемочных испытаний системы электрического запуска двигателя НК-16СТ в газоперекачивающем агрегате ГПА-Ц-16 на КС «Вязниковская» ООО «Волготрансгаз». Электростартер СТЭ-18СТ полностью обеспечил выполнение циклограммы холодной прокрутки, горячего запуска и промывки газовоздушного тракта двигателя НК-16СТ.

В августе 2007 года с целью оценки эффективности и работоспособности системы электрического запуска двигателей НК-16СТ (НК-16-18СТ) с электростартером СТЭ-18СТ и принятия решения по дальнейшему внедрению данной системы специальной комиссией проведены приемочные испытания на объекте ОАО «Газпром» - КС «Вязниковская» ООО «Волготрансгаз». На основании положительного результата приемочных испытаний Приемочной комиссией ОАО «Газпром» принято решение о доработке остальных двигателей НК-16СТ на КС «Вязниковская» системами электрического запуска и рекомендовано применение данной системы электрозапуска на других объектах ОАО «Газпром».

На двигателях НК-16СТ (НК16-18СТ) в июне 2009 года на КС «Вязниковская» специалистами ЗАО «Эверест-Турбосервис» и ОАО «Электропривод» была выполнена доработка системы запуска путем замены пневмостаретера на электростартер СТЭ-18СТ. Решение о переводе всех двигателей КС «Вязниковская» на систему электрического запуска было принято после 2,5 лет лидерной эксплуатации системы с электростартером СТЭ-18СТ на одном из двигателей этой станции. За это время электростартер выполнил около 500 запусков и не имел дефектов.

В процессе оборудования двигателей системой электрозапуска проводилась доработка электротехнической части газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-16 для подключения электростартера к основному вводу существующего вводно-распределительного устройства, расположенного в отсеке автоматики ГПА. На каждом двигателе после монтажа системы электрического запуска и доработки электрики ГПА выполнялись холодные прокрутки, горячие запуски и промывка газовоздушного тракта, после чего агрегат по акту передавался эксплуатационниками.

Кроме того, продолжаются испытания оснащенного электростартером СТЭ-18СТ двигателя НК-361 мощностью 25 МВт, установленного на магистральном газотурбовозе ГТ-1.

Технический потенциал электростартера СТЭ-18СТ, проявленный при испытаниях, позволяет использовать его в системах электрозапуска газотурбинных двигателей других типоразмеров и мощности.

Блок управления стартером БУС-18СТ

Технические характеристики:

· Электропитание и управление электростартером осуществляется от блока управления стартером БУС-18СТ.

· Электропитание БУС осуществляется от сети переменного трехфазного тока:

· Напряжение питание 380В

· Частота напряжения 50Гц

· Номинальная мощность электростартёра 60…65кВт

· Номинальный момент, развиваемый электростартёром 245Н м (25 кгс м)

· Максимальный момент, развиваемый электростартёром, не менее 539Н м (55 кгс м)

· Ток, потребляемый электростартёром

· при номинальном моменте, не более 120А

· Частота выходного вала электростартёра:

o на режиме холодной прокрутки 1380 об/мин

o на режиме горячего запуска 2600 об/мин

· Напряжение управляющих сигналов 27В

· Режим работы повторно-кратковременный

· Масса электростартёра, не более 57 кг

· 230х440ÆГабариты электростартёра

· Габариты БУС 1500х1000х400 мм

· Масса БУС 250 кг

Нагнетатель НЦ-16

Корпус нагнетателя позволяет устанавливать проточную часть на весь ряд мощностей двигателей и получить высокий политропный КПД на конечное давление 56, 76 и 85 кгс/см2 и отношения давлений 1,36; 1,44 и 1,5.

Для газоперекачивающих агрегатов производятся современные нагнетатели с электромагнитным подвесом ротора и газодинамическими уплотнениями. Нагнетатели предназначены для перекачки природного газа по магистральным газопроводам. Базовые корпуса нагнетателей расcчитаны на установку сменных проточных частей, на конечное давление 56, 76 и 85 кгс/см2 и отношения давлений 1,36, 1,44 и 1,5.

Нагнетатели поставляются также и в составе нагнетательных установок, включающих блок нагнетателя с системами обеспечения.

Корпус нагнетателя на сборке

Установка нагнетательная центробежная УНЦ-16-76/1,44 применена в ГПА-16 «Волга», нагнетатель НЦ-12 56/1,44 применен в ГПА - 12 «Урал» и нагнетатель НЦ-8-56/1,44 применен в АГПУ - 8 «Волга». Нагнетатель НЦ-16-76/1,44 создан на высоком техническом уровне с использованием магнитного подвеса ротора и «сухих» газодинамических уплотнений. Применение пространственных лопаток рабочих колес и безлопаточного диффузора обеспечило получение политропного КПД в рабочей точке 85% и широкий диапазон эффективной работы нагнетателя. Конструктивно нагнетатели выполнены на базе лицензий фирмы «Дрессер» (США).

Твердосплавное кольцо со спиральными канавками «сухого» уплотнения

Предусмотрена возможность установки в нагнетатель любого из двух концевых уплотнений: торцовых масляных и «сухих» газодинамических. Подшипники применяются как гидродинамические масляные, так и «сухие» электромагнитные.

Техническая характеристика нагнетателей и нагнетательных установок с газотурбинным приводом

Литература

1. http://compressormash.ru

Http://www.new.turbinist.ru

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

тема задания: Газоперекачивающие агрегаты ГПА-Ц-6,3 компрессорного цеха компрессорной станции магистрального газопровода

по дисциплине: Технологическое оборудование газонефтепроводов и газонефтехранилищ

Введение

1. Общая часть

1.1 Характеристика компрессорного цеха

1.2 Техническая и конструктивная характеристика ГПА-Ц-6,3

1.3 Характеристика систем ГПА-Ц-6,3

1.4 Техника безопасности в компрессорном цехе с ГПА-Ц-6,3

2. Расчетная часть

2.1 Тепловой расчет цикла ГТУ ГПА-Ц-6,3

Заключение

Список используемых источников

Введение

Газовая отрасль была и остается одной из самых динамично развивающихся отраслей экономики Российской Федерации. В последние годы газовая промышленность вышла на первое место по производству топливно-энергетических ресурсов.

Из общего объёма, добываемого в стране природного газа 94% приходится на Открытое акционерное общество «Газпром».

«Газпром» владеет лицензиями на разработку 92 газовых и газоконденсатных месторождений с промышленными запасами газа в объёме 32,2 трлн. мі, что составляет 67% от общероссийских запасов и 23% от мировых.

В стране сформировалась и продолжает развиваться Единая система газоснабжения, включающая газовые промыслы, магистральные газопроводы с установленными на них компрессорными станциями, подземные хранилища, газоперерабатывающие заводы и распределительные станции.

ОАО «Газпром» в настоящее время эксплуатирует на территории России магистральные газопроводы общей протяженностью свыше 155 тыс. км, из них газопроводы большого диаметра (1220-1420 мм) составляют свыше 60%. Действуют 247 компрессорных станций суммарной мощностью свыше 39,5 млн. кВт. Средняя дальность транспортировки газа составляет 2512 км. Увеличение добычи газа, по мере спроса на него, будет осуществляться за счёт наращивания мощностей на действующих, и ввода в разработку новых месторождений Надым-Пур-Тазовского региона, где и сейчас ведется основная добыча газа, Главным её источником в будущем, прежде всего, станут месторождения полуострова Ямал и шельфовой зоны Красного и Баренцева морей.

Повышение надежности Единой системы газоснабжения связано как со строительством новых подземных хранилищ и комплексов типовых хранилищ, так и с повышением активной мощности действующих. Использование высокопродуктивных скважин, автоматизированных систем управления процессами закачки и отбора газа, а также нового экономичного компрессорного оборудования позволит повысить надёжность и эффективность функционирования Единой системы газоснабжения.

За прошедшие 50 лет добыча газа в России выросла почти в 100 раз, т.е. по существу за этот период была создана газовая отрасль в нашей стране.

Поскольку в будущем намечается увеличение добычи природного газа более чем на порядок, то это приведёт к расширению сфер его применения, потребует новых технологий его разведки, добычи, транспорта и использования. В том числе технологии более рационального использования давления газа с широким применением турбодетандеров и химической энергии газа на всём движении газа от пласта до потребителя и создания полностью автоматизированных промыслов, газопроводов, КС, ПХГ, ГРС.

Важнейшей задачей в комплексе работ по повышению эффективности магистрального транспорта газа является снижение энергетических затрат.

Достаточно сказать, что на привод компрессоров сегодня расходуется около 8% добываемого газа. Это связано с низким средним К.П.Д. газотурбинных газоперекачивающих агрегатов, который составляет 27,1%, 15% мощностей ГПА уже отработали более 20 лет и подлежат модернизации или замене.

В настоящее время с участием ведущих предприятий оборонного промысла, реализуется программа разработки и освоения производства ГПА со стационарным, авиационным и судовым двигателями с К.П.Д. от 32% до 38%. Часть новых агрегатов уже поступила на трассы газопроводов.

Ведётся опытно промышленная эксплуатация ГПА с парогазовым циклом. Применение парогазовых установок с агрегатами нового поколения даёт возможность довести суммарный К.П.Д. компрессорных станций до 45%.

К работам по созданию некоторых видов новой газоперекачивающей техники, привлечены ведущие зарубежные компании. Так АО «Люльпа-Сатурн» в кооперации с фирмой «Нуово-Пиньоне» создаёт новые агрегаты с мощностью 16 МВт с использованием российского газогенератора. Совместно с фирмой «Купер-Роллс» ведутся работы по модернизации камеры сгорания АЛ-31 СТ с целью снижения выброса окислов азота. Пермские предприятия «Авиадвигатель» и «Пермские моторы» планируют проведение работ совместно с фирмой «Пратт эну Уитни» по увеличению ресурса надёжности и экологической безопасности двигателей мощностью 12 и 16 МВт.

Применение ГПА нового поколения позволит на 25-30% сократить потребление газа на технологические нужды, снизить выбросы окислов азота, повысить надёжность транспортировки газа.

До 2015 года в дополнение к 155 тыс.км действующих газопроводов будет введено до 40-45 тыс.км новых.

Направление технологического прогресса в магистральном транспорте газа на перспективу до 2015 года предопределяются особенностями отрасли в указанный период.

Мероприятия технического прогресса должны быть ориентированы на создание и внедрение новых технологий и оборудования по следующим направлениям:

для новых газопроводов, и прежде всего для Ямальской газотранспортной системы;

для реконструкции и технического перевооружения действующих газопроводов;

для повышения надёжности и эффективности эксплуатации действующих газопроводов;

В последние годы развивается новое направление использования природного газа в качестве моторного топлива для автомобильного, речного, воздушного транспорта и сельскохозяйственной деятельности. Это обеспечивает экономию дефицитного нефтяного моторного топлива и улучшает экологическое состояние природной среды.

Ведущим технологическим институтом отрасли -ВНИИ газом совместно с другими научными организациями разработана концепция научно технического развития газовой промышленности до 2015 года в которой предусмотрены мероприятия, направленные на преодоление негативных тенденций, а также по обеспечению надёжности и безопасности функционирования Единой системы газоснабжения.

Так, предполагается увеличить эффективность добычи газа за счёт внедрения комплекса мероприятий, важнейшее из которых применение горизонтальных и горизонтально-разветвлённых скважин. Уже имеется положительный опыт строительства скважин на месторождениях и подземных хранилищах газа Оренбургской области и Краснодарского края. Применение таких скважин позволяет сократить в три-пять раз потребное количество скважин обычной конструкции.

Для широкого внедрения этой технологии создаются современные буровые установки, телеметрические системы с гидравлическим каналом связи, и другие технические средства.

Развёрнуты работы по созданию комплексной системы технической диагностики газопроводов и экологического мониторинга, в том числе с использованием достижением космической техники.

газоперекачивающий агрегат компрессорный цех

1 . Общая часть

1.1 Характеристика компрессорного цеха

Махачкалинское ЛПУМГ «Транс газ Махачкала» создано 5 октября 1979 года на основании приказа Мингазпром СССР в соответствии с утверждённой структурой и штатным расписанием. Компрессорный цех в р.п. Избербаш расположена на 323 км магистрального газопровода Петровск-Новопсков справа от газопровода по ходу газа.

Среднегодовая температура грунта 10,5 єС. Ближайший населённый пункт г.Избербаш, расположенный на расстоянии 7 км. Основная задача ЛПУ - это транспортировка газа по МГ и газоснабжение местных потребителей через газопроводы.

Производительность КС 41,7-44,7 млн.мі /сут.

Давление нагнетателя 56 кгс/смІ.

Основное технологическое оборудование КЦ, в том числе компрессорные агрегаты, пылеуловители, холодильники газа приняты отечественного производства.

В соответствии с заданием на проектирование, утверждённым Мингазпромом 3 января 1979 года к установке на компрессорной станции в приняты автоматизированные агрегаты ГПА-Ц-6,3, в блочно-комплектном исполнении, состоящие из двухступенчатых нагнетателей с расчётной степенью сжатия 1,45 и авиационных газотурбинных двигателей НК-12 ст.

Вспомогательное оборудование КЦ предусмотрено в блочно-комплектном исполнении.

Технологическая схема КЦ предусматривает следующие основные технологические процессы:

Очистка газа от механических примесей и жидкой фазы;

Компримирование газа;

Охлаждение газа.

Газ из магистрального газопровода направляется одним шлейфом Ду 1000 на установку пылеуловителей. На КЦ установлены циклонные пылеуловители номинальной производительностью 15 млн.мі/сут, Ду 2000 мм, с рабочим давлением 55 кгс/смі. Исходя из расчётной производительности газопровода к установке на КЦ принято 4 пылеуловителя, один из которых резервный. Подключение пылеуловителей коллекторное. Очищенный газ двумя шлейфами Ду 100 поступает во всасывающий коллектор компрессорного цеха Ду 1000. Отсепарированные в пылеуловителях продукты очистки газа автоматически (по достижению максимального уровня в пылеуловителе) сбрасываются через газоотделитель в блок ёмкости сбора конденсата, работающие под атмосферным давлением. Из ёмкости сбора конденсата погружными насосами продукты очистки откачиваются в автоцистерны и отвозятся к местам их утилизации.

Компримирование газа осуществляется агрегатами ГПА-Ц-6,3 в количестве 5 рабочих и 2 резервных. Технологической схемой предусматривается параллельная работа компрессорных агрегатов. Газ после Компремирования из нагнетательного коллектора Ду 1000 направляется одним газопроводом Ду 1000 к аппаратам воздушного охлаждения.

В качестве холодильников газа на КЦ приняты аппараты воздушного охлаждения АВЗ Д-20-Ж-6,3-Б1-В2Т/6-1-8, служащие для охлаждения газа после компремирования до температуры допустимой для изоляции газопровода и для увеличения объёма транспорта газопропускной способности газопровода. Подключение АВО коллекторное. Для возможности отключения АВО в зимнее время и при ремонте, схемой предусмотрен байпас Ду 1000. Охлаждённый газ одним шлейфом Ду 1000 направляется в МГ.

Для обеспечения режима запуска и остановки центробежных нагнетателей, технологической схемой предусмотрен пусковой контур Ду 700 с необходимой дросселирующей арматурой. Подключение к пусковому контуру агрегатов коллекторное. Для отключения КЦ от МГ во время пропуска очистного устройства между всасывающим и нагнетательным шлейфами КЦ предусмотрен байпас Ду 500. Для подогрева агрегатов перед пуском, а также на период ремонта КС в зимнее время или межсезонье предусмотрен унифицированный моторный подогреватель, смонтированный на шасси автомобиля ЗИЛ-131 марки УМП-350-131.

На компрессорной станции так же находятся вспомогательные сооружения: котельная, блок регенерации, горюче-смазочных материалов, аварийная электростанция, насосы для подачи воды, система вентиляции. Общая численность рабочих на КЦ составляет 365 человек.

Основная задача, которая возлагается на компрессорную станцию - повышение давления природного газа и обеспечение его транспортировки по магистральному газопроводу до потребителей.

Служба связи занимается обеспечением телефонной и радиосвязи внутри предприятия. А также отвечает за целостность телефонных линий.

Служба электрохимической защиты проверяет и устраняет наличие блуждающих токов на трубопроводах и проверяет качество изоляции газопровода.

Служба КИПа занимается обслуживанием, контролем и ремонтом контрольно-измерительных приборов и автоматики на основном и вспомогательном оборудовании, узлах подключения к газопроводу, а также ведёт учёт транспортируемого газа на работу газоперекачивающих агрегатов.

Линейно-эксплутационная служба занимается обслуживанием линейной части газопровода, а именно: огневыми работами (замена линейных кранов, участков газопровода), ревизией линейной запорной арматуры, заменой метанола, очисткой линейной части в пределах охранной зоны, а также проверяет состояние изоляции.

Служба газораспределительной станции обслуживает, ремонтирует, занимается наладкой и запуском в работу газораспределительных станций, газораспределительных пунктов, а также одаризацией газа, поступающего потребителю на бытовые нужды.

Служба электроснабжения осуществляет контроль и ремонт электрических линий, насосов, водоснабжения на бытовые нужды, канализацию.

Служба ГКС занимается обслуживанием и ремонтом газоперекачивающих агрегатов, вспомогательного оборудования, разработкой графиков, планов предупредительных ремонтов.

Химическая лаборатория проводит анализ технологического газа, турбинного масла на наличие технологических и механических примесей, очистку технологической воды, измеряет загазованность воздушной среды в цеху и на территории.

Инженер по технике безопасности контролирует соблюдение правил охраны труда, проводит мероприятия по предупреждению несчастных случаев, организовывает проверку знаний техники безопасности.

В курсовом проекте рассматривается КЦ-1 «Махачкалинского ЛПУМГ», оборудованного агрегатами ГПА Ц-6,3.

1.2 Техническая и конструктивная характеристика ГПА-Ц-6,3

Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-6,3 с двухступенчатым полнонапорным центробежным нагнетателем и приводом от газотурбинного двигателя авиационного -типа НК-12СТ разрабатывался с учетом следующих основных принципов.

Блочность конструкции должна предусматривать возможность доставки непосредственно на место монтажа железнодорожным, автомобильным и воздушным транспортом готовых блоков.

Габариты и масса блоков должны обеспечивать возможность их монтажа и демонтажа передвижными подъемными средствами на компрессорной станции.

Блоки должны проходить на заводах - изготовителях контрольные проверки, испытания и доставляться на монтаж в полной заводской готовности (окончательно собранными и испытанными).

Использование электроэнергии агрегатом должно быть минимальным, только для вспомогательных нужд.

Для возможности использования агрегата в различных климатических зонах и при любых погодных условиях применение воды для охлаждения узлов агрегата и масла исключено; должна быть разработана конструкция воздушного охлаждения.

Автоматизация агрегата должна осуществлять автоматический поэтапный пуск (останов) агрегата ‹‹от кнопки» и защиту агрегата при аварийных ситуациях, вести непрерывный контроль параметров двигателя и нагнетателя.

Учитывая полевые условия эксплуатации, должна быть предусмотрена максимальная ремонтопригодность ГПА методом замены блоков.

Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-6,3 состоит из пяти блоков: турбоагрегата , воздухоочистительного устройства, всасывающей камеры с блоком автоматика, выхлопной шахты и маслоохладителей.

Блок турбоагрегата включает нагнетатель и двигатель с вспомогательными механизмами и устройствами, смонтированными на общей раме. Блок заключен в тепло- и звукоизолирующий контейнер. Он является основой агрегата ГПА-Ц-6,3 и дает возможность отказаться от строительства громоздких корпусов и других фундаментальных сооружений.

Полнонапорный нагнетатель агрегата ГПА-Ц-6,3 представляет однокорпусную двухступенчатую машину центробежного типа. Две ступени сжатия позволяют реализовать полную степень повышения давления, равную 1,45, и отказаться от последовательного- соединения нагнетателей на станциях, принятого при использовании консольных одноступенчатых нагнетателей старого типа. Корпус нагнетателя стальной с горизонтальным фланцевым разъемом. Четырьмя лапами корпус крепится непосредственно к фундаментной раме (основанию) контейнера турбоагрегата. Всасывающий и нагнетательный патрубки расположены соосно, что- исключает возникновение момента от растягивающих сил при температурных деформациях газопровода. Ротор имеет два рабочих колеса диаметром 545 мм, выполненных с целью повышения надежности прогрессивным методом диффузионной пайки в вакууме. Детали статорной части аэродинамического узла (диффузоры, улитки и т. д.) являются съемными и взаимозаменяемыми.

Радиальные и осевые нагрузки воспринимаются! опорным и упорным многоклиновыми подшипниками скольжения прогрессивной конструкции с межремонтным ресурсом работы, равным 25--30 тыс.ч. Подшипники усовершенствованы таким образом, что они обеспечивают реверсивность «хода» нагнетателя па случай раскрутки агрегата обратным потоком газа.

В качестве концевых уплотнений в нагнетателе применяют щелевые масляные уплотнения с плавающими кольцами. Эти уплотнения работают на принципе автоматического поддержания постоянного избытка давления масла над давлением уплотняемого газа.

Для повышения ресурса уплотнений вместо пары графит-сталь стали использовать пару баббит-твердый сплав, довели тонкость фильтрации масла, подаваемого на уплотнения, до 10--15 мкм.

Воздухоочистительное устройство предназначено для очистки воздуха, подаваемого в двигатель с целью предохранения лопаток компрессора от износа. Всасывающая камера служит для подвода воздуха от ВОУ к двигателю. Выхлопное устройство шахты шумоглушения предназначено для отвода выхлопных газов. Маслоохладители служат для охлаждения масла системы смазки турбоагрегата.

Запуск агрегата производится автоматически по программе, обеспечивающей последовательное выполнение операций по контролю предпусковой готовности, включение вспомогательного оборудования, включение агрегатов двигателя и загрузке нагнетателя. Весь процесс запуска условно можно разбить на этапы, выполнение каждого из которых контролируется по определяющим параметрам (давлению, частоте вращения, температуре и др.) и в случае невыполнения одного из них дальнейшие операции блокируются или двигатель останавливается.

Весь ход запуска, положение основных элементов агрегата и крановой обвязки демонстрируется мнемо-схемой и контрольными световыми транспарантами, вынесенными на панель управления.

1.3 Характеристика систем ГПА-Ц-6,3

Разработанная для агрегата ГПА-Ц-6,3 система автоматики обеспечивает автоматическое выполнение программного запуска, работу на режиме, нормальные или аварийные остановы, а также ряд работ, связанных с подготовкой агрегата к запуску, при минимальном вмешательстве обслуживающего персонала.

Для безопасной работы двигателя и ГПА разработан комплекс средств автоматического контроля и защиты по определяющим параметрам, достижение предельно допустимых границ которых свидетельствует о предварительной ситуации и привод к аварийному останову, что видно из схемы автоматического аварийного останова агрегата. По ряду защит предусмотрена выдача предупредительного (светозвукового) сигнала.

Для облегчения условий эксплуатации систему смазки ГПА изготовляют объединенной, т. е. создают -единство масел для двигателя и нагнетателя с общим маслобаком, пусковым насосом, маслокоммуникациями л др. Единство применяемых масел упрощает транспортировку масла на компрессорные стан- дин и маслокоммуникации, облегчает условия его хранение

Заложенные при проектировании принципы и проведенные опытные работы позволили применить для нагнетателя и двигателя недефицитное масло отечественного производства. Учитывая возможность эксплуатации агрегатов в условиях низких температур (до --50°С) и в засушливых районах юга страны (до -+*45 °С), в системе охлаждения масла исключено применение воды. Воздушные маслохолодильники с электровентиляторами обеспечивают автоматически заданный температурный режим.

Предпусковой подогрев масла в зимнее время осуществляют горячим воздухом от работающих агрегатов или электронагревательными элементами, В случае особой необходимости предусмотрен передвижной генератор горячего воздуха (МП-350) для подогрева агрегата. Разводка маслопроводов обеспечивает их легкий монтаж; стыки маслопроводов легкодоступны; соединение с двигателем выполнено эластичными рукавами. Масло очищают керамическими и сетчатыми фильтрами, легко поддающимися регенерации. Применение высокоэффективных надуваемых уплотнений на двигателе, а также центрифугирование масловоздушных эмульсий на двигателе обеспечивают незначительные потери масла при работе газоперекачивающего агрегата. Все параметры маслосистемы контролируются защитами.

1.4 Техника безопасности в компрессорном цехе с ГПА-Ц-6,3

Решением Мингазпрома, Минхиммаша н Минавиапрома была организована подготовка инженерно-технического персонала, обслуживающего компрессорные станции с агрегатами ГПА-Ц-6,3 на учебной базе. Обучение проводили по утвержденной программе по следующим курсам; конструкция и эксплуатация ГПА-Ц-6,3. Кроме теоретических дисциплин были предусмотрены практические занятия на испытательной станции завода и на компрессорных станциях. После окончания обучения специальная комиссия принимала экзамены и выдавала удостоверения на право эксплуатации ГПА-Ц-6,3. Для повышения качества обучения была выпущена серия красочных плакатов но конструкциям ГПА-Ц-6,3. За 1974--1976 год на учебной базе было подготовлено десять групп эксплуатационного персонала подразделений Мингазпрома. Всего было обучено 150 человек из них 15 инженеров. Дальнейшее обучение обслуживающего персонала, начиная с 1977 r. t в связи с накопленным опытом работы на компрессорных станциях с указанными агрегатами, повышением квалификации инженерного состава в газовой промышленности н увеличением "числа компрессорных станций, организовано непосредственно на рабочих местах с привлечением квалифицированных специалистов Минавиапрома и Мингазпрома.

2. Расчетная часть

2. 1 Тепловой расчет цикла ГТУ ГПА-С-16

Цель расчета:расчет параметров цикла ГТУ ГПА-Ц-6,3: удельной полезной работы, расхода воздуха через осевой компрессор, расхода рабочего тепла через турбину внутреннего КПД ГТУ; расхода топливного газа в камере сгорания.

Исходные данные:

Эффективная мощность,N,кВт; 6300

Температура воздуха на входе в осевой компрессор, ; 15

Номинальное давление окружающего воздуха, кгс / ; 1,033

Температура газа на входе в турбину, ; 810

Степень сжатия воздуха в осевом компрессоре, ; 7,8

Показатель адиабаты, k; 1,4

КПД камеры сгорания, ; 0,96

КПД осевого компрессора (индикаторный), ; 0,84

Газовая постоянная, R кгс м/кг град; 29,3

Низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг; 8550

КПД турбины (индикаторный), ; 0,85

КПД механической турбины, ; 0,95

Отношение расхода воздуха и топлива, ; 0,97

Задается коэффициент потерь в воздушном и газовом тракте

1,051,1 (2.2.1)

Давление рабочего тела на выходе из турбины, кгс/

Давление воздуха на выходе из осевого компрессора, кгс/

Давление рабочего тела на входе в турбину, кгс/

Изоэнтропийный теплоперепад в осевом компрессоре, ккал/кг

где ккал/кг

Действительный перепад в осевом компрессоре, ккал/кг

63,6 ккал/кг

Средняя температура воздуха в осевом компрессоре,

Средняя массовая удельная теплоемкость в зависимости от средней температуры воздуха в осевом компрессоре, (); ккал/кг, определяют согласно значений изобарной теплоемкости

ккал/кг (2.2.8)

Температура воздуха на выходе из осевого компрессора,

где действиетльный теплоперепад в осевом компрессоре, ккал/кг средняя массовая удельная теплоемкость в зависимости от средней температуры воздуха в осевом компрессоре, ккал/кг

Действительный теплоперепад в турбине, ккал/кг

Средняя температура рабочего тела в турбине,

Средняя удельная теплоемкость в зависимости от средней температуры рабочего тела в турбине, (); ккал/кг, определяют согласно значений изобарной теплоемкости

ккал/кг (2.2.13)

Температура рабочего тела на выходе из турбины, К

где ккал/кг

средняя удельная теплоемкость в зависимости от средней температуры рабочего тела в турбине, ккал/кг

Удельная полезная работа ГТУ, ккал/кг

отношение расхода воздуха к расходу рабочего тела через турбину

Средняя температура рабочего тела в камере сгорания,

Средняя удельная теплоемкость рабочего тела в камере сгорания, (ккал/кг, определяют согласно значений изобарной теплоемкости

ккал/кг (2.2.17)

Теплота, подводимая к камере сгорания (удельная), ккал/кг

Внутренний К.П.Д. ГТУ, %

Расход рабочего тела через турбину, кг/с

Расход воздуха через осевой компрессор, кг/с

Удельная энтальпия воздуха перед камерой сгорания, ккал/кг

Удельная энтальпия рабочего тела перед турбиной, ккал/кг

Расход топливного газа в камере сгорания, кг/c

КПД камеры сгорания

удельная энтальпия воздуха перед камерой сгорания, ккал/кг

удельная энтальпия рабочего тела перед турбиной, ккал/кг

Вывод: Результатам расчета цикла ГТУ ГПА-Ц-6,3

Удельная полезная работа ГТУ ккал/кг

Расход воздуха через ОК кг/c

Расход рабочего тепла через турбину кг/c

Внутренний К.П.Д. ГТУ, %

Расход топливного газа в камере сгорания кг/c

Заключение

В данном курсовом проекте рассмотрена тема «Газоперекачивающие агрегаты ГПА Ц-6,3».

В общей части я рассмотрел следующие вопросы:

Характеристика компрессорного цеха: Компрессорный цех в р.п. Бубновский расположена на 323 км магистрального газопровода Петровск-Новопсков справа от газопровода по ходу газа.

Техническая и конструктивная характеристика газоперекачивающего агрегата ГПА Ц - 6,3.

Характеристика систем ГПА Ц - 6,3

Техника безопасности в компрессорном цехе с ГПА Техника безопасности в компрессорном цехе с ГПА Ц- 6,3

В расчетную часть входят следующие расчеты:

Проверочный гидравлический расчет участка газопровода, в котором я определял конечное давление, то есть минимальное допустимое давление газа перед компрессорной станцией, выбираемое из условий надежной работы ее оборудования.

Список используемых источников

1. Технологический регламент по заправке автомобилей сжатым природным газом на АГНКС с компрессорными установками типа

4НR 3КN-200/210-5-249WLK.

2. Степанов О.А. Крылов Г.В Хранение и распределение газа.-М.: Недра 1994.

3. Паспорт по эксплуатации установки осушки газа на АГНКС.

4. Волков М.М. Справочник работника газовой промышленности.- М.: Недра, 2009.

5. Дятлов В.А. Михайлов В.М. Яковлев Е.И. Оборудование, эксплуатация и ремонт магистральных газопроводов. М.: Недра, 2011.

6. Газовая промышленность. Производственно-технологический журнал №9, 2010.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Выбор рабочего давления и типа газоперекачивающего агрегата. Расчет теплофизических свойств транспортируемого газа. Тепловой и гидравлический расчет участка газопровода. Расчет режима работы компрессорной станции. Капитальные и эксплуатационные затраты.

курсовая работа , добавлен 16.12.2014


Назначение компрессорной станции. Устройство компрессорного цеха. Автоматизация газоперекачивающего агрегата ГПА-16Р "Уфа". Анализ методов и средств повышения достоверности виброметрической информации. Разработка компьютерной модели датчика вибрации.

дипломная работа , добавлен 16.04.2015


Выбор рабочего и избыточного давления в газопроводе. Определение числа компрессорных станции (КС) и расстояния между станциями. Уточненный тепловой и гидравлический расчеты участка газопровода между двумя компрессорными станциями. Расчет режима работы КС.

курсовая работа , добавлен 16.03.2015


Характеристика компрессорного цеха и газоперекачивающего агрегата ГТК-10И. Смазка газотурбинного агрегата, система воздушного охлаждения и уплотнения. Масло для смазки подшипников нагнетателя. Особенности обслуживания газоперекачивающего агрегата.

курсовая работа , добавлен 12.02.2013


Выбор рабочего давления газопровода. Расчет свойств транспортируемого газа. Плотность газа при стандартных условиях. Определение расстояния между компрессорными станциями и числа компрессорных станций. Расчет суточной производительности газопровода.

курсовая работа , добавлен 25.03.2013


Подача газа потребителям с определенным давлением, степенью очистки и одоризации из магистрального газопровода в газовые сети. Компримирование газа центробежными нагнетателями с приводом газотурбинной установки. Режим работы компрессорной станции.

отчет по практике , добавлен 15.02.2012


Физические свойства газа. Подбор рабочего давления, диаметра магистрального газопровода. Определение числа и расстояния между компрессорными станциями. Экономическое обоснование выбора диаметра газопровода. Расчет режима работы компрессорных станций.

курсовая работа , добавлен 01.03.2015


Расчет нагрузок и выбор оборудования воздушной компрессорной станции, показатели эффективности ее работы. Гидравлический расчет магистрального воздухопровода. Тепловой расчет центробежной турбокомпрессорной установки. Система осушки сжатого воздуха.

курсовая работа , добавлен 22.01.2011


Общая характеристика газопровода "Джубга-Лазаревское-Сочи", анализ схемы прокладки. Особенности уточненного теплового и гидравлического расчета участка газопровода. Способы определения толщины стенки трубопровода и расстановки компрессорных станций.

дипломная работа , добавлен 09.05.2013


Инженерно-геологическая и гидрогеологическая характеристика участка строительства. Расчет потребности природного газа. Подбор котла и его обоснование. Расчет газопровода на прочность, а также проверка устойчивости его положения в водонасыщенных грунтах.

Назначение ГПА и его компоновка на КС. Основные узлы агрегата, их назначение и устройство.

Газоперекачивающий агрегат - сложная энергетическая установка, предназначенная для компремирования природного газа, поступающего на КС по магистральному газопроводу.

На рис. 2.25 приведена принципиальная схема ГПА с газотурбинным приводом, где показаны все основные узлы, входящие в агрегат:

Рис. 3.25. Приниципиальная схема компоновки ГПА:

Воздух до осевого компрессора; - воздух до рекуператора; - воздух после рекуператора; - выхлопные газы; - пусковой газ; - топливный газ; - импульсный газ; - технологический газ; - масло.

1. Воздухозаборная камера (ВЗК) нужна для подготовки циклового воздуха, поступающего из атмосферы на вход осевого компрессора. На разных типах ГПА воздухозаборные камеры имеют различные конструкции, но все предназначены для очистки поступающего воздуха и понижения уровня шума в районе ВЗК.

2. Пусковое устройство (турбодетандер, воздушный или электрический стартер) необходимо для первоначального раскручивания осевого компрессора (ОК) и турбины высокого давления (ТВД) в момент пуска ГПА.

3. Осевой компрессор предназначен для подачи необходимого количества воздуха в камеру сгорания газотурбинной установки.

4. Турбина высокого давления служит приводом осевого компрессора и находится с ним на одном валу.

5. Турбина низкого давления (ТНД) служит для привода центробежного нагнетателя.

6. Нагнетатель природного газа представляет собой центробежный газовый компрессор без наличия промежуточного охлаждения и предназначен для компремирования природного газа.

7. Краны обвязки ГПА.

8. Регенератор (воздухоподогреватель) представляет собой теплообменный аппарат для повышения температуры воздуха, поступающего после ОК в камеру сгорания (КС), и тем самым снижения расхода топливного газа по агрегату.

9. Камера сгорания предназначена для сжигания топливного газа в потоке воздуха и получения продуктов сгорания с расчетными параметрами (давление, температура) на входе в ТВД.

10. Блок подготовки пускового и топливного газа представляет собой комплекс устройств, при помощи которых часть газа, отбираемого из магистрального газопровода, очищается от механических примесей и влаги, доводится до необходимых параметров, обусловленных требованиями эксплуатации газоперекачивающих агрегатов.

11. Аппараты воздушного охлаждения масла предназначены для охлаждения смазочного масла после подшипников турбин и нагнетателя.

Кроме того, каждый ГПА снабжен системой регулирования основных параметров агрегата, системами агрегатной автоматики, автоматического пожаротушения, обнаружения загазованности помещения и др.

Рассмотрим компоновку и общий вид газоперекачивающего агрегата на примере ГПА-Ц-16 (Рис. 1.15). Агрегат ГПА-Ц-16 предназначен для транспортирования природного газа по магистральным газопроводам при рабочем давлении 5,5 - 7,5 МПа.

Газоперекачивающий агрегат полностью автоматизирован, устанавливается в индивидуальном контейнере и может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -55 до + 45 градусов Цельсия.

Агрегат состоит из отдельных функционально завершенных блоков и сборочных единиц полной заводской готовности, стыкуемых между собой на месте эксплуатации (Рис. 1.16).

В состав ГПА входят:

турбоблок с газотурбинным двигателем НК-16СТ и центробежным нагнетателем НЦ-16;

воздухоочистительное устройство (ВОУ);

шумоглушитель всасывающего тракта;

всасывающая камера;

промежуточный блок;

блок вентиляции;

два блока маслоохладителей;

выхлопной диффузор;

выхлопная шахта;

шумоглушители выхлопного тракта;

блок автоматики;

блок маслоагрегатов;

блок фильтров топливного газа;

система подогрева циклового воздуха;

система пожаротушения; система обогрева контейнера.

Турбоблок включает в себя следующие сборочные единицы: 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 маслосистемы, системы обогрева, автоматического пожаротушения, обогрева циклового воздуха и автоматического управления агрегатом.

Контейнер при помощи герметичной перегородки разделен на два изолированных помещения: отсек двигателя и отсек нагнетателя. Отсеки представляют собой сварные каркасы из профильного проката с закрепленными на них панелями. В отсеках имеются двери и расположены кронштейны для крепления навесного оборудования.

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

Улитка предназначена для плавного торможения и поворота на 90° потока выхлопных газов приводного двигателя с последующим выбросом их через выхлопное устройство в атмосферу.

Муфта предназначена для передачи крутящего момента от силовой турбины двигателя к нагнетателю. Состоит из четырех основных частей: упругой муфты со стороны ротора силовой турбины; промежуточного вала; зубчатой муфты со стороны ротора нагнетателя; 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 предназначено для очистки от пыли и других механических включений циклового воздуха, поступающего из атмосферы в компрессор двигателя. Воздухоочистительное устройство (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, байпасных клапанов и решеток для подогрева циклового воздуха.

Очистка воздуха производится в инерционно-жалюзийных сепараторах. Запыленный атмосферный воздух засасывается в фильтрующие элементы через прямоугольные окна в стенках камеры ВОУ. За счет резкого поворота потока в фильтрующих элементах происходит сепарационное разделение воздушного потока. Поток очищенного воздуха, изменив направление в вертикальных листах фильтрующих элементов, поступает через шумоглушители в осевой компрессор двигателя.

На задней стенке камеры ВОУ размещены два байпасных клапана (БК) и герметично закрывающаяся дверь.

Открываются клапаны автоматически при достижении разрежения в камере ВОУ 800 Па. При снижении разрежения до 500 Па клапаны закрываются.

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

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

В центральных проемах задней и передней стенок установлены ворота, которые служат для закатки и выкатки двигателя при его замене.

На внутренних воротах камеры закреплена лемниската, обеспечивающая направленный поток воздуха к двигателю.

Рама представляет собой цельносварную конструкцию прямоугольной формы, на которую при монтаже устанавливается камера.

Промежуточный блок предназначен для формирования равномерного потока воздуха непосредственно перед входным направляющим аппаратом осевого компрессора двигателя.

Выхлопное устройство с шумоглушением служит для выброса выхлопных газов и снижения шума выхлопа двигателя.

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

Диффузор предназначен для плавного снижения скорости выхлопных газов и представляет собой цельносварную конструкцию, состоящую из каркаса, внутренние проемы которого заполнены звукопоглощающим материалом.

Проставка представляет собой сварную конструкцию и служит для отбора выхлопных газов, идущих на обогрев всасывающего тракта.

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

Блок маслоохладителей работает следующим образом: атмосферный воздух вентиляторами блока засасывается и продувается через теплообменные секции, отбирая тепло с поверхности оребрения труб, а затем поступает 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 по очереди вентиляторов.

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

В нормальном режиме работы блока вентиляции воздух из атмосферы засасывается осевыми вентиляторами, проходит через маслоохладители и через жалюзи в блоках вентиляции и маслоохладителей выбрасывается наружу. Жалюзи открыты под воздействием избыточного давления внутри блоков. Заслонки в этом случае закрыты и отсекают блок вентиляция от всасывающего тракта двигателя. Центробежный вентилятор забирает очищенный после ВОУ воздух из шумоглушителя и подает его в отсек двигателя.

В аварийном режиме работы заслонки поворачиваются на 90° 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 в блоках маслоохладителей и вентиляции при этом закрыты.

Блок маслоагрегатов предназначен для размещения маслоагрегатов и арматуры маслосистемы, что позволяет производить их обслуживание при работе ГПА.

Блок автоматики служит для размещения приборных щитов и другого оборудования систем автоматического управления ГПА.

Блок фильтров топливного газа предназначен для очистки газа от возможных загрязнений в трубопроводах между станционным блоком подготовки топливного и пускового газа и входа в камеру сгорания двигателя. В блоке установлено два фильтра, обвязка которых позволяет включать в работу фильтры поочередно или оба одновременно.

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

Автоматическая система пожаротушения обеспечивает противопожарную защиту отсеков двигателя и нагнетателя за счет своевременного обнаружения очага возгорания и последующего подавления его путем автоматической подачи огнегасящего вещества - хладона 114В2.

Полный заряд хладона составляет 480 кг, при этом рабочий и резервный заряды - по 240 кг. Давление хладона в баллонах при температуре 25°С составляет 12,5 МПа.

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

Система обогрева предназначена для разогрева агрегата в холодное время года перед пуском и для обеспечения нормальных климатических условий при работе приборов и оборудования, установленных в отсеках контейнера. Обогрев осуществляется горячим воздухом, отбираемым от работающего двигателя за компрессором высокого давления (температура 280°С).

Система подогрева циклового воздуха предназначена для предотвращения обледенения всасывающего тракта двигателя в диапазоне температур атмосферного воздуха от +7 до -10 °С. Подогрев циклового воздуха осуществляется подачей на вход воздухоочистительного устройства горячих газов из выхлопной шахты агрегата.

Классификация ГПА на КС по типу привода: газотурбинные ГПА, электроприводные агрегаты (ЭГПА) и газомотокомпрессорные установки (ГМК), их показатели.

Газоперекачивающие агрегаты, применяемые для компремирования газа на компрессорных станциях, по типу привода подразделяются на три основных группы: газотурбинные установки (ГТУ), электроприводные агрегаты (ЭГПА) и газомотокомпрессорные установки (ГМК).

К первой группе относятся ГПА с приводом от центробежного нагнетателя от газовой турбины; ко второй - агрегаты с приводом от электродвигателя и к третьей группе - агрегаты с приводом от поршневых двигателей внутреннего сгорания, использующих в качестве топлива природный газ.

К агрегатам первой группы - основного вида привода компрессорных станций, относятся: стационарные, авиационные и судовые газотурбинные установки.

К авиаприводным газотурбинным установкам относятся ГПА, приводом которых служит газовая турбина авиационного типа, специально реконструированная для использования на компрессорных станциях.

В настоящее время на газопроводах эксплуатируются двигатели, выпускаемые Самарским моторостроительным объединением им. Фрунзе. Сборку агрегатов осуществляет Сумское машиностроительное научно-производственное объединение (г. Сумы, Украина).

К агрегатам, выпускаемым этими объединениями, относятся: ГПА-Ц-6,3 с двигателем НК-12СТ и нагнетателями Н-196-1,45 и НЦВ-6,3/56-1,45; ГПА-Ц-6,3/76 с двигателем НК-12СТ и нагнетателем НЦВ-6,3/76-1,45 и ГПА-Ц-6,3/125 с двигателем НК-12СТ и нагнетателем НЦВ-6,3/125-2,2. КПД этих агрегатов составляет 24%. На газопроводах в общей сложности эксплуатируется 440 таких ГПА.

Сумским машиностроительным научно-производственным

объединением осуществляется сборка ГПА и на основе двигателей, выпускаемых Казанским моторостроительным объединением им.Фрунзе. К таким агрегатам относится ГПА-Ц-16 с двигателем НК-16СТ и нагнетателями Ц-16/56-1,44 и Ц-16/76-1,45. КПД агрегатов составляет 27%, мощность 16 МВт, степень сжатия по нагнетателю - 1,45. Общее число таких агрегатов составляет 536 шт.

К авиаприводным агрегатам на КС относятся и установки импортного производства, типа "Кобера-182" с двигателем Эйвон 1534-1016 производства фирмы "Ролл-Ройс" (Великобритания) и нагнетателем 2ВВ-30. КПД установки составляет 27,3%, мощность 12,9 МВт. Общее число таких агрегатов на КС ОАО "Газпром" - 42 шт.

К судовым газотурбинным агрегатам относятся ГПА, где в качестве привода используется модернизированная газовая турбина судового типа. К таким установкам относятся газовые турбины, выпускаемые Николаевским судостроительным заводом (Украина): ГПУ-10 "Волна" с двигателем ДР-59Л и нагнетателем 370-18-1, КПД установки - 26,5%.

В последнее время Николаевский судостроительный завод начал выпуск новых агрегатов на базе использования двигателя ДГ-90. КПД установки составляет 34%. На газопроводах эксплуатируется 8 таких агрегатов.

Структура парка ГПА в системе ОАО «Газпром». Газотурбинные ГПА: стационарные, авиационные и судовые.

Структура парка ГПА в системе ОАО «Газпром» представлена в табл.3.8.

Таблица 3.8- Структура парка ГПА в системе ОАО "Газпром"

Показатели газотурбинных установок нового поколения характеризуются данными табл. 3.9.

Таблица 3.9- Показатели перспективных газотурбинных установок нового поколения

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.

Характеристики ряда типов центробежных нагнетателей, используемых на газопроводах, приведены в табл. 3.9.

Каждый тип нагнетателя характеризуется своей характеристикой, которая строится при его натурных испытаниях.

Таблица 3.9 - Характеристики центробежных нагнетателей для транспорта природных газов

Общестанционные системы КС (демонстрация учебного видеофильма).

(ГПА) полностью автоматизирован, устанавливается в индивидуальном контейнере и может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -55 до + 45 °С.

1.1. Компоновка агрегата

Агрегат состоит из отдельных функционально завершенных блоков и сборочных единиц полной заводской готовности, стыкуемых между собой на месте эксплуатации (рис.1 и 2).

Турбоблок с газотурбинным двигателем НК-16СТ и центробежным нагнетателем НЦ-16;
- воздухоочистительное устройство (ВОУ);
- шумоглушитель всасывающего тракта;
- всасывающая камера;
- промежуточный блок;
- блок вентиляции;
- два блока маслоохладителей;
- выхлопной диффузор;
- выхлопная шахта;
- шумоглушители выхлопного тракта;
- блок автоматики;
- блок маслоагрегатов;
- блок фильтров топливного газа;
- система подогрева циклового воздуха;
- система пожаротушения;
- система обогрева контейнера.

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 блок 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.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ........................................................6
1. ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИЙ АГРЕГАТ ГПА -Ц-16..........................9
1.1. Компоновка агрегата.........................................................9
1.2. Блоки агрегата...............................................................10
1.3. Газотурбинный двигатель НК-16СТ....................................19
1.4. Нагнетатель НЦ-16.........................................................23
2. СИСТЕМА МАСЛОСНАБЖЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ НК-16СТ .............29
2.1. Состав масляной системы.................................................30
2.2. Работа масляной системы.................................................32
2.3. Параметры работы системы...............................................33
3. СИСТЕМА СМАЗКИ НАГНЕТАТЕЛЯ НЦ-16..............................35
3.1. Состав системы смазки....................................................35
3.2. Работа системы..............................................................35
3.3. Параметры работы системы..............................................38
4. СИСТЕМА УПЛОТНЕНИЯ НАГНЕТАТЕЛЯ................................39
4.1. Состав системы..............................................................39
4.2. Работа системы уплотнения...............................................39
4.3. Параметры работы системы...............................................41
5. СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ НК-16СТ ..................42
5.1. Система запуска двигателя...................................................42
5.1.1. Блок автоматического запуска.......................................42
5.1.2. Воздушный стартер.....................................................45
5.1.3. Регулирующее устройство стартера.................................45
5.2. Система подачи пускового топливного газа.............................46
5.3. Система подачи топливного газа...........................................46
5.4. Система гидромеханической защиты двигателя от
раскрутки вала силовой турбины..........................................48
5.4.1. Ограничитель оборотов вала силовой турбины..................49
5.4.2. Работа гидромеханической защиты.................................50
5.5. Система регулирования режима работы.................................50
5.5.1. Регулятор оборотов.....................................................51
5.5.2. Дозатор газа..............................................................52
5.5.3. Ограничитель оборотов вала ВД....................................55
5.5.4. Работа системы регулирования режима работы..................56
5.5.5. Управление элементами механизации компрессора............58
5.6. Система маслоснабжения регулирования...............................60
6. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИМ АГРЕГАТОМ ГПА -Ц-16 НА БАЗЕ
МСКУ-СС 4510-39.....................................................................61
6.1. Назначение...................................................................61
6.2. Технические характеристики.............................................61
6.3. Основные функции, выполняемые комплексом МСКУ-СС 4510
в составе САУ.............................................................62
6.3.1. Функции управления...................................................62
6.3.2. Функции регулирования...............................................62
6.3.3. Функции контроля......................................................63
6.3.4. Информационные функции...........................................63
6.4. Состав САУ.....................................................................63
6.5. Структурная схема комплекса.............................................64
6.5.1. Устройство управления...............................................65
6.5.2. Устройство регулирования...........................................67
6.5.3. Устройство связи с объектом дискретное........................67
6.6. Средства представления информации....................................68
6.6.1. Пульт оператора........................................................68
6.6.2. Панель управления....................................................69
6.7. Программный комплекс "Аргус"..........................................70
6.7.1 .Требования к аппаратному обеспечению и
программному окружению...........................................71
6.7.2. Виды представляемой информации................................71
6.7.3. Организация экрана...................................................71
6.7.4. Окно обобщенной сигнализации....................................72
6.7.5. Терминал.................................................................73
6.7.6. Окна терминала.........................................................74
6.7.7. Окно сигнализации....................................................74
6.7.8. Окно аналоговых параметров.......................................76
6.7.9. Окно графика аналогового параметра.............................78
6.7.10. Окно группового графика аналоговых параметров............79
6.7.11. Окно характеристик..................................................80
6.7.12. Журнал событий......................................................80
6.7.13. Ретросистема..........................................................82
6.7.14. Окно управления......................................................83
6.7.15. Окно мнемосхемы....................................................84
6.7.16. Окно диагностики....................................................85
6.7.17. Окно архивов..........................................................86
6.7.18. Ремонт МСКУ на работающем агрегате.........................87
7. РАБОТА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ......88
7.1. Подготовка САУ к использованию......................................88
7.2. Порядок работы с САУ.......................................................88
7.2.1. Работа с ПЭВМ.........................................................88
7.2.2. Работа с панелью управления.......................................89
7.3. Режимы работы ГПА ..........................................................89
7.3.1. Подготовка ГПА к пуску.............................................89
7.3.2. Проверка защит по маслосистеме..................................91
7.3.3. Комплексная проверка кранов.......................................92
7.3.4. Холодная прокрутка...................................................93
7.3.5. Автоматический пуск "на кольцо".................................93
7.3.6. Выход в "магистраль"................................................95
7.3.7. Переход из "магистрали" на "кольцо".............................96
7.3.8. Нормальный останов..................................................96
7.3.9. Аварийный останов...................................................97
7.3.10. Проверка аварийных защит........................................98
7.3.11. Работа исполнительных механизмов.............................99
7.4. Предупредительные сообщения и аварийные защиты ГПА .......102
7.4.1. Аварийные защиты, вызывающие аварийный останов
со стравливанием газа из контура нагнетателя................102