В качестве газоперекачивающих агрегатов применяются поршневые газомотокомпрессоры или центробежные нагнетатели.
Поршневые газомотокомпрессоры представляют собой агрегат, в котором объединены силовая часть (привод) и компрессор для сжатия газа. Принцип работы поршневого компрессора такой же, как у поршневого насоса.
Наиболее распространенными типами газомотокомпрессоров являются 10 ГК, 10 ГКН, МК-10 и ГПА-5000 (табл. 15.3), имеющие подачу от 0,8 до 10,0 млн. м3/сут и развивающие давление 5,5 МПа. Поршневые газомотокомпрессоры отличаются высокой эксплуатационной надежностью, способностью работать в широком диапазоне рабочих давлений, возможностью регулировать подачу за счет изменения «вредного» пространства и частоты вращения.
Область преимущественного применения поршневых газомотокомпрессоров - трубопроводы для перекачки нефтяного газа и станции подземного хранения газа.
Примечание. УТМЗ - Уральский турбомоторный завод им. К.Е. Ворошилова; НЗЛ - Невский машиностроительный завод им. В.И. Ленина.
На магистральных газопроводах пропускной способностью более 10 млн. м:|/сут применяют центробежные нагнетатели с газотурбинным приводом или электроприводом.
Принцип работы центробежных нагнетателей аналогичен работе центробежных насосов. Наиболее распространенным приводом нагнетателей на компрессорных станциях является газотурбинный. В состав газотурбинной установки входят (рис. 15.5): турбодетандер 1, редуктор 2, воздушный компрессор 3, блок камер сгорания 4, турбины высокого 5 и низкого 6 давлений. Турбодетандер является пусковым двигателем установки, работающим на природном газе. Расчетная продолжительность пуска агрегата из холодного состояния -15 мин. Турбодетандер 1 через редуктор 2 запускает в работу воздушный компрессор 3. Атмосферный воздух засасывается компрессором и сжимается в нем до рабочего давления. Далее сжатый воздух направляется в блок камер сгорания 4, где он нагревается за счет сжигания природного газа. Продукты сгорания направляются в газовую турбину (сначала высокого, а затем низкого давления), где они расширяются. Процесс расширения сопровождается падением давления и температуры, но увеличением скорости потока газа, используемого для вращения ротора турбины. Отработавший газ через выхлопной патрубок выходит в окружающую среду.
Таблица 15.3 Основные параметры ГПА, используемых на КС
| Тип ГПА (завод-изготовитель) | Давление на выходе КС, МПа | Марка нагнетателя | Номинальные значения | ||||
| Подача, млн. м3/сут | Степень сжатия в одном агрегате | Мощность, кВт | |||||
| Привод от газового двигателя | |||||||
| 10ГКН-1/25-55 | 5,5 | - | 0,856 | 2,2 | |||
| МК-8(25-43)-56 | 5,6 | - | 1,538-5,28 | 2,24-1,3 | |||
| ГПА-5000/(33-44)-56 | 5,6 | - | 6,9-8,5 | 1,47-1,27 | |||
| ДР-12/(35-46)-56 | 5,6 | - | 8.04-13,3 | 1,6-1,24 | |||
| Привод от электродвигателя | |||||||
| СТД-4000-2 (Энергомаш) | 5,6 | 280-12-7 | 1,25 | ||||
| Привод от газовой турбииы | |||||||
| ГТН-6 (УТМЗ) | 5,6 | Н-6-56 | 1,23 | ||||
| ГТН-6 (УТМЗ) | 7,6 | Н-6-76 | 1,23 | ||||
| ГТК-10-4 (НЗЛ) | 5,6 | 520-12-1 | 1,25 | ||||
| ГТК- 10-4 (ЮЛ) | 7,6 | 370-18-1 | 1,25 | ||||
| ГТК- 16 (УТМЗ) | 5,6 | Н- 16-56 | 1,25 | ||||
| ГТК- 16 (УТМЗ) | 7,6 | Н-16-76 | 1.25 | ||||
| ГТК- 16 (УТМЗ) | 7,6 | H-I6- 76/1,25 | 1,25 | ||||
| ГТК-16 (УТМЗ) | 7,6 | Н-16- 76/1,37 | 1,37 | ||||
| ГТК- 16 (УТМЗ) | 7,6 | Н-16-76/ 1,44 | 1,44 | ||||
| ГТН-25 (НЗЛ) | 7,6 | 650-21-2 | 1,44 | ||||
| ГПА-Ц-6,3 с авиационным двигателем НК-12СГ | 5,6 | - | 1,45 | ||||
На газопроводах применяются газовые турбины мощностью от 2500 до 25000 кВт.
Начиная с 1974 г., на отечественных магистральных газопроводах в качестве привода центробежных нагнетателей начали применять авиационные двигатели, отработавшие свой ресурс. После относительно небольшого числа часов работы их по соображениям безопасности полетов снимают с самолетов. Однако они способны еще длительное время с большой надежностью работать на земле.
Недостатком газотурбинного привода является относительно невысокий кпд (не выше 30 %), а также высокое потребление газа на собственные нужды в качестве топлива.
В последние годы в качестве привода центробежных нагнетателей все шире используются электродвигатели АЗ-4500-1500, СТМ-4000-2, СТД-4000-2, СДСЗ-4500-1500. Они подключаются к нагнетателям через повышающий редуктор.
