Агрегат газоперекачивающий. Агрегат газоперекачивающий гпа-ц1-16л/76-1,44 (в дальнейшем – аг­регат), представляет собой автоматизированный агрегат в блочно-контейнерном исполнении с

ГПА-Ц1-16Л/76-1,44

 

ОПИСАНИЕ И РАБОТА

 

Назначение агрегата

Агрегат газоперекачивающий ГПА-Ц1-16Л/76-1,44 (в дальнейшем – аг­регат), представляет собой автоматизированный агрегат в блочно-контейнерном исполнении с газотурбинным конвертированным авиацион­ным двигателем АЛ-31СТ мощностью 16 МВт с малоэмиссионной камерой сгорания, центробежным газовым компрессором на конечное давление 7, 45 МПа (76 кгс/см) и отношением давлений 1, 44, системой автоматического управления и регулирования (САУ и Р) на базе программно-технических средств МСКУ-5000 фирмы «Система-Сервис»*, с антипомпажным регули­рованием.

Агрегат изготавливается в климатическом исполнении «УХЛ» катего­рии размещения 1 по ГОСТ 15150 и обеспечивает нормальную работоспо­собность при температуре окружающего воздуха от 218 К (-55 °С) до 318 К (+45 °С) и относительной влажности до 100 %, а также при нали­чии осадков (дождь, снег, туман).

Сейсмичность района установки агрегата – до 7 баллов по шкале MSK-64.

Пример записи обозначения агрегата при заказе: «Агрегат газоперекачи­вающий ГПА-Ц1-16Л/76-1,44 345.0000.000 ТУ»,

где ГПА – газоперекачивающий агрегат;

Ц – центробежный компрессор;

1 – тип корпуса центробежного компрессора (длина корпуса L=2200 мм);

16 – мощность газотурбинного двигателя, МВт;

Л – двигатель газотурбинный, авиационного типа разработки НТЦ им.А.Люльки;

76 – давление конечное номинальное, абсолютное, кгс/см;

1,44 – отношение давлений.

Требования к климатическому исполнению, основные технические тре­бования; требования к безопасности, к маркировке, упаковке, транс­портированию и хранению – в соответствии с ТУ УЗ.20-05747991-036-98 «Агрегаты газоперекачивающие типа ГПА-Ц-16С».

– резервный вариант типа САУ и Р – на базе ПТС «Series-5» ф. «ССС».

 

Технические характеристики Технические характеристики приведены в таблице 4. Таблица 4. Основные параметры на номинальном режиме и размеры агрега­та
Наименование параметра или размера, единица измерения	Норма для агрегата ГПА-Ц1-16Л/76-1,44
Производительность, приведенная к температуре 293 К (20 °С) и давлению 0, 101 МПа (1, 033 кгс/см2), м3/с (млн м3/сутки), не менее	372, 68 (32, 2)
Производительность по условиям всасывания,м/с (м/мин.)	6, 48 (389, 1)
Давление начальное, МПа (кгс/см): – номинальное – минимальное	5, 17 (52, 78) 2,89 (29,42)
Давление конечное, МПа (кгс/см): – номинальное – минимальное	7, 45 (76, 00) 8, 57 (87, 4)
Отношение давлений, расчетное	1, 44

Продолжение табл. 4

 

Частота вращения выходного вала СТ и ротора компрес­сора, с-1 (об/мин)	87, 5 (5250)
Политропный КПД компрессора, %	85, 0
Температура газа на входе в компрессор, К (°С), расчетная	288, 0 (15)
Повышение температуры газа в компрессоре на номи­нальном режиме, К
Номинальная (расчетная) мощность, потребляемая ком­прессором, кВт
Время пуска агрегата (время от момента подачи команды на пуск двигателя до выхода на режим) без учета пред­пусковой подготовки, мин., не более
Межцентровое расстояние между патрубками на входе и выходе компрессора, мм
Первая критическая частота вращения ротора компрессора, с-1 (об/мин.)	54, 6 (3280)
Вторая критическая частота вращения ротора компрессора, с-1 (об/мин.)	124, 83 (7490)
Эффективный КПД на выходном валу СТ двигателя в станционных условиях*, %
Эффективный КПД на выходном валу СТ двигателя на режиме работы 16 МВт, при Тн = 15 °С, давлении Рн = 1,033 кг/см", без учета потерь в системе всасывания и выхлопном устройстве агрегата, отборов воздуха и без утилизации тепла выхлопных газов, %
Расход топливного газа при низшей теплоте сгорания то­плива 33494, 4 кДж/м3 (8000 ккал/м3), плотности 0, 68 кг/м3 и мощности 16 МВт на выходном валу СТ двигателя в станционных условиях*, кг/с,	0, 902
Давление топливного газа на входе в двигатель на всех режимах, избыточное, МПа (кгс/см)	2, 74 +02 (28 +2)
Температура топливного газа, К (°С)	293-333 (20-60)
Давление топливного газа на входе в стартер при противодавлении не более 0,5 кгс/см, избыточное, МПа (кгс/см2)	0,5±0,05 (5±0,5)
Потребность в пусковом газе на один пуск, кг, не более
Потребность в пусковом газе при холодной прокрутке, кг	50-90
Расход пускового газа, кг/с, не более	1, 0

Окончание табл. 4

 

Безвозвратные потери масла, кг/ч, не более – по двигателю; – в системе смазки и уплотнения компрессора.	0, 5 0, 3
Время пуска агрегата до выхода на номинальный режим (без учета предпусковой подготовки), мин., не более
Габаритные размеры агрегата, мм длина ширина высота	22 100 16 460 28 070
Масса агрегата, кг, не более	234 600

Примечания.

1. * Станционные условия для определения мощности и КПД:

– атмосферное давление, МПа (кгс/см²) – 0, 101 (1, 033);

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

– сопротивление воздухозаборной системы

(до входного фланца ком­прессора двигателя),

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

– сопротивление выхлопного устройства

(от фланца силовой турбины двигателя до среза

газоотвода агрегата), Па (мм вод. ст.),

не более – 1960 (200);

– без отборов воздуха из двигателя.

2. Справочные данные по двигателю АЛ-31СТ:

– максимальная температура газа на срезе газоотвода

двигателя на выходе из СТ) на номинальном режиме,

К (° С), не более – 763 (490);

- при Твх >15°С (при поддержании постоянной мощности)

допускается увеличение температур газа до К(°С) – 803 (530);

- объем дымовых газов при нормальных условиях, нм³/с – 149;

- содержание кислорода в дымовых газах, % – 15, 6;

- масса двигателя в состоянии поставки

(с рамой), кг, не более – 5000;

- масса модуля газогенератора, кг, не более – 2500.

 

Характеристики

Тип компрессора – центробежный двухступенчатый с вертикальным разъемом корпуса.

Запыленность газа, поступающего в компрессор, не должна превышать 5 мг/м, (при температуре +20 °С и атмосферном давлении 0, 101 МПа), размер механических частиц не – более 30 мкм.

Температура газа на всасывании от 243 до 318 °К (от минус 30 °С до +45 °С).

При кратковременной работе компрессора "на кольцо" допускается по­вышение температуры газа до 333°К (+60°С).

Система смазки компрессора – циркуляционная, под давлением. Ох­лаж­дение масла воздушное, непосредственное «масло-воздух». Емкость масло­бака компрессора, м (л):

- рабочая – 2, 77 (2770);

- полная – 3, 94 (3940).

Система уплотнения компрессора – гидравлическая, масляная, щелевая с плавающими кольцами.

Системы смазки и уплотнения компрессора приспособлены для работы на следующих марках масел:

1) Тп-22С по ТУ 38.101821-83;

2) Тп-22Б по ТУ 38.401-58-18-92.

Тип приводного двигателя – газотурбинный конвертированный, авиаци­онный AJ1-31CT по техническим условиям 29.02ТУ, 3-я редакция и техниче­ским условиям на поставку 29.24.81 ТУ (в дальнейшем по тексту – «двига­тель»).

Направление вращения ротора СТ – против вращения часовой стрелки по ГОСТ 22378.

Максимальная влажность газа на всасывании – состояние насыщения при отсутствии капельной влаги.

В двигателе предусмотрена возможность отбора воздуха для технологи­ческих нужд агрегата с соответствующим снижением мощности и эффектив­но­сти со следующими параметрами:

- для антиобледенительной системы с расходом воздуха 0, 9 кг/с, не бо-лее, температурой 653 К (380 °С), с избыточным давлением 11, 5 кгс/см²;

- для обогрева блоков ГПА и нужд маслосистемы ГПА с расходом воз­духа 1,1 кг/с, не более, с температурой 633 К (360°С) и избыточным давлением 11, 5 кгс/см².

Двигатель приспособлен для работы на следующих марках масла:

- основное – Петрим ТУ 38.401939-92,

- резервные – ИПМ-10 ТУ 38.1011299-90, Турбоникойль 210А ТУ 38.1011299-90, ВНИИНП 50-1-4У ТУ 38.401-58-12-91,

ВНИИНП 50-1-4Ф ГОСТ 13076-86.

Емкость маслобаков системы смазки двигателя и компрессора рассчита­на на работу агрегата в течение 700 часов без дозаправки маслобаков. Акку­муля­тор масла должен обеспечивать уплотнение вала компрессора в течение 5 минут после отключения маслонасосов и открытия свечей с опорожнением его объема до 50 %.

 

Состав агрегата

Состав агрегата приведен в таблице 5.

Таблица 5. Перечень основных блоков и комплектов,

входящих в состав аг­регата

Наименование	Обозначение	Кол-во	Примечания
Сборочные единицы и детали общей сборки	345.0000.000	1 к-т
Турбоблок	345.1000.000	1 к-т
Блок маслоохладителей БМО	345.0700.000
Блок фильтров топливного и пус­кового газа	345.0900.000
Устройство воздухоочистительное	336.2000.000-01
Шумоглушитель всаса	233.2200.000-03
Проставка	302.2100.000
Камера всасывания	97.2600.000-01
Блок автоматики	332.2300.000
Блок систем обеспечения (БСО)	345.2700.000-06
Блок вентиляции	213.2850.000
Опора выхлопной шахты	208.3200.000
Диффузор	208.3300.000
Труба	309.3400.000
Переходник	309.3500.000
Шумоглушитель выхлопа	213.3600.000
Камера утилизатора	208.3700.000
Диффузор	208.3800.000
Конфузор	208.4700.000
Контейнер блока системы про­мывки ГВТ двигателя	303.4800.000-01
Система подогрева циклового воздуха	345.4500.000
Система масляная (монтажные звенья)	345.6000.000
Унифицированные узлы и детали компрессора 16ГЦ2-395/53-76С	213.7000.00-04

Окончание табл. 5

 

Автоматизированная система управления	345.8000.000
Комплект ЗИП (одиночный – на гарантийный срок эксплуатации)		1 к-т	Поставляется с каждым агре­гатом
Комплект инструментов и при­надлежностей (групповой)		1 к-т	Поставляется в объеме од­ного комплек­та на группу машин в один адрес
Запасные части и инструменты системы противопожарной защиты		1 к-т
Имитационные приборы для на- ладки и комплексных испытаний системы противопожарной защиты		1 к-т	Поставляется на группу ма- шин с первым агрегатом, по­ставляемым на КС
Одиночный и групповой комплекты запасных частей к САУ и Р		1 к-т
Одиночный и групповой комплекты запасных частей к двигателю		1 к-т

 

Устройство и работа агрегата

Агрегат газоперекачивающий ГПА-Ц1-16Л/76-1,44 (рис. 103) состоит из отдельных блоков и сборочных единиц полной заводской готовно­сти, из которых он монтируется на месте эксплуатации на специальном фун­даменте, разработанном в соответствии с заданием на фундамент.

Базовой сборочной единицей агрегата является турбоблок 13, в котором расположено основное оборудование ГПА (компрессор с приводным газотурбинным авиационным двигателем АЛ-31СТ), а также отдельные узлы вспомогательных систем обеспечения.

К передней торцевой стенке турбоблока пристыковывается блок систем обеспечения (БСО) 20, в котором для удобства обслуживания агрегата и вы­полнения требований техники безопасности размещены маслоагрегаты систе­мы

Рис. 103. Агрегат газоперекачивающий ГПА-Ц1-16Л/76-1, 44 1– камера всасывания; 2 – шумоглушитель всаса; 3 – проставка; 4 – устройство воздухоочистительное; 5 – блок вен­тиляции; 6 – опора выхлопной шахты; 7 – камера утилизатора; 8 – конфузор выхлопа; 9 – шумоглушитель выхлопа; 10 – труба выхлопная; 11, 12 – диффузор; 13 – турбоблок; 14 – отсек компрессора; 15 – отсек двигателя; 16 – блок фильтров топливного и пускового газа; 17 – блок автоматики; 18 – блок системы промывки ГВТ; 19 – блок масло­охладителей; 20 – блок систем обеспечения; 21, 22 – переходник; 23 – устройство для монтажа вентиляторов

 

маслоснабжения и оборудование системы пожаротушения. К блоку систем обеспечения пристыковывается камера всасывания 1.

Камера всасывания 1 вместе с шумоглушителем всаса 2, проставкой 3, а также устройством воздухоочистительным 4 образуют вертикальную всасы­вающую шахту, а последняя – с входным конфузором (лемнискатой) и уравни­тельным патрубком, расположенным в БСО, составляют всасывающий тракт двигателя.

Соединение блока систем обеспечения с турбоблоком и каме­рой всасывания осуществляется с помощью переходников 21, 22, позволяю­щих компенсировать неточности установки блоков при монтаже агрегата.

На опоре выхлопной шахты 6 агрегата установлены диффузоры 11, 12, камера утилизатора 7, конфузор выхлопа 8, шумоглушитель выхлопа 9, труба выхлопная 10, которые совместно с переходником и улиткой, входящи­ми в турбоблок составляют вертикальный выхлопной тракт двигателя.

По отдельному договору с заказчиком в камеру утилизатора возможна установка утилизационных теплообменников, что позволяет ис­пользовать тепло выхлопных газов для бытовых и технологических целей на КС.

Соединение диффузора с переходником и турбоблоком осуще­ствляется с помощью компенсатора, позволяющего компенсировать неточ­ность установки блоков при монтаже агрегата, а также компенсировать тепло­вые перемещения блоков относительно друг друга вдоль вертикальной оси выхлопного тракта при работе агрегата.

На турбоблоке установлен блок вентиляции 5, предназначен­ный для обдува и охлаждения двигателя, с устройством для монтажа вентиля­торов 23.

На блоке систем обеспечения установлен блок маслоохладите­лей 19 с комплектом воздушных теплообменников для охлаждения масла.

На отдельных фундаментах установлены блок автоматики 17, предназначенный для размещения в нем приборных щитов и электроаппара­туры вспомогательных электроприводных механизмов, обеспечивающих ра­боту ГПА в составе КС в автономном режиме, и контейнер блока системы промывки ГВТ двигателя 18.

В системе топливообеспечения двигателя предусмотрен блок сдвоенных фильтров топливного и пускового газа 16, позволяющий произво­дить их обслуживание без останова агрегата.