Агрегат газоперекачивающий

ГПА-Ц-10Б/56-1,44

 

Назначение агрегата

Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-10Б/56-1,44 представляет собой блочно-контейнерный автоматизированный агрегат с газотурбинным двигате­лем НК-14СТ-10 мощностью 10 МВт, центробежным компрессором на конечное давление 5,49 МПа (56 кгс/см² и 75 кгс/см²) с отношением давлений 1, 44, микропро­цессорной системой автоматического управления (система САУ и Р на базе МСКУ-5000) с антипомпажным регулированием.

Агрегат изготавливается в климатическом исполнении "У" категории размещения 1 по ГОСТ 15150 и обеспечивает нормальную работоспособность при температуре окружающего воздуха от 228 К (- 45 °С) до 313 К (+40 °С) и относительной влажности воздуха до 100 %, а также при нали­чии осадков (дождь, снег, туман).

Пример записи сокращенного обозначения агрегата при заказе:

«Агрегат газоперекачивающий ГПА-Ц-10Б/56-1,44»,

где:

ГПА – газоперекачивающий агрегат;

Ц – центробежный компрессор;

10 – мощность газотурбинного двигателя, МВт;

Б – агрегат с двигателем НК-14СТ-10;

56 – давление конечное, номинальное, в кгс/см²;

1, 44 – отношение давлений.

Основные параметры и размеры

Основные параметры и размеры сведены в таблицу 6.

Таблица 6. Основные параметры и размеры

Наименование параметра, единица измерения	Норма для агрегата
Производительность, приведенная к температуре 293 К (20°С) и давлению 0,101 МПа (1,033 кг/см2), м3/с (млн м3 /сутки), не менее	200, 509 (17, 324)
Производительность объемная, приведенная к начальным условиям, м /с (м /мин), не менее	4, 853 (291, 19)
Давление начальное, абсолютное, МПа (кгс/см), номинальное	3, 812 (38, 87)
Давление конечное, абсолютное, МПа (кгс/см), номинальное	5, 49 (56, 0)
Отношение давлений, расчетное	1, 44
Политропный КПД компрессора, %, не менее
Частота вращения ротора компрессора, с-1 (об/мин.)	133, 93(8036)
Диапазон изменения частоты вращения ротора компрессора, с-1 (об/мин.)	143, 50÷95, 66 (8610÷5740)
Номинальная (расчетная) мощность, потребляемая ком­прессором, МВт	9,0
Температура газа на входе в компрессор, расчетная, К (°С)	288 (+15)

 

Окончание табл. 6

 

Повышение температуры газа в компрессоре на номи­нальном режиме, (расчетное), °С	32, 42
Коэффициент сжимаемости по условиям входа в компрессор	0, 925
Частота вращения ротора СТ двигателя и ротора ком­прессора, номинальная, с-1 (об/мин.)	136, 67(8200)
Эксплуатационный диапазон регулирования физической частоты вращения ротора свободной турбины, об/мин	4100-8600
Мощность на муфте двигателя на номинальном режиме, кВт, не менее	10 000
Диапазон изменения мощности, кВт	5 000... 12 700
Номинальная мощность обеспечивается до температуры окружающего воздуха (tH), К (°С)	293 (20)
Первая критическая частота вращения ротора компрес­сора, с-1 (об/мин.)	87, 5 (5250)
Вторая критическая частота вращения ротора компрес­сора, с-1 (об/мин.)	174, 7(10480)
Эффективный КПД на муфте двигателя на номинальном режиме, %, не менее	33, 0
Расход топливного газа при низшей теплоте сгорания топливного газа 11950 ккал/кг, кг/с (кг/ч), не более	0, 601 (2200)
Давление рабочего тела на входе в стартер в процессе запуска, кг/см2	3+1
Расход рабочего тела при запуске, кг/с, не более: воздуха газа	1, 6-3, 9 1, 4-3, 0
Давление топливного газа на входе в двигатель, МПа (кгс/см2)	2, 35 ± 0,1 (24 ± 1,0)
Температура топливного газа на входе в двигатель, К(°С)	288-343 (15-70)
Время пуска агрегата до выхода на номинальный режим (без учета предпусковой подготовки), мин, не более
Температура продуктов сгорания на срезе выхлопной трубы, К (°С)	(330)
Масса агрегата (сухая) в объеме поставки, кг, не более	198 000
Габаритные размеры агрегата, с учетом площадок об­служивания, м, не более длина ширина высота	21, 125 14, 705 20, 000

Примечания:

1. Станционные условия:

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

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

- гидравлическое сопротивление во входном

- устройстве, Па (мм вод. ст.), не более – 981 (100);

- гидравлическое сопротивление в выходном

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

 

2. Справочные данные по двигателю НК-14СТ-10:

- расход выхлопных газов, кг/с – 37,6;

- температура на выходе из двигателя, К (°С) – 780 (507)

- габаритные и установочные размеры:

длина, мм – 4742;

максимальный диаметр, мм – 1520;

масса двигателя (сухая), кг, не более – 3600.

 

3. Основные параметры теплообменника утилизационного:

- теплопроизводительность, МВт, не менее – 2,5;

- температура воды на входе, °С – 70;

- температура воды на выходе, °С – 1 15;

- сопротивление аэродинамическое, Па – 118;

- сопротивление гидравлическое, Па – 0,019;

- регулирование теплопроизводительности, % – 25-100.

 

 

Устройство агрегата

Состав агрегата приведен в таблице 7.

 

Таблица 7. Состав агрегата

Наименование	Обозначение	Кол.	Примечание
Турбоблок	35.1000.000-29
Блок систем обеспечения	251.3000.000
Блок маслоохладителей с шумо­глушителем всаса	251.0700.000
Устройство воздухоочиститель­ное (ВОУ)	Поставляется ООО «Самара-Авиагаз»
Устройство выхлопное	249.3300.000-01
Проставка	317.3500.000

 

Окончание табл. 7

Шумоглушитель	249.3600.000-01
Блок САУ	275.4000.000
Блок промывки	303.4800.000
Выхлопная труба с утилизатором	194.0000.000-02
Система подогрева циклового воздуха	317.4500.000
Система пожаротушения	251.0310.000
Система масляная	251.6000.000
Автоматизированная система управления	251.8000.000
Комплект ЗИП одиночный
Комплект инструмента и принадлежностей			Поставляется на группу ма­шин в один адрес

Примечание. Объем поставки агрегата определяется контрактом.

Агрегат газоперекачивающий (рис. 104) представляет собой установку, состоящую из стыкуемых между собой на месте эксплуатации отдельных бло­ков.

Монтаж агрегата на компрессорной станции осуществляется на специ­альном фундаменте, разработанном в соответствии с заданием на фундамент.

Базовой сборочной единицей агрегата является турбоблок 6, в контейнере которого установлен компрессор для сжатия природного газа и приводной газо­турбинный двигатель.

На опорах, расположенных внутри контейнера, над турбоблоком уста­новлено устройство выхлопное 5, которое предназначено для выброса выхлоп­ных газов двигателя.

На верхнюю опорную поверхность устройства выхлопного устанавлива­ется шумоглушитель выхлопа 4, предназначенный для глушения шума выхло­па и проставка 3.

Над проставкой крепится диффузор, переходник и установленная на опо­ре труба выхлопная с утилизатором 2.

С целью удобства обслуживания агрегата и выполнения требований тех­ники безопасности вспомогательное оборудование (маслоагрегаты, маслобак двигателя, установка пожаротушения, щиты автоматизированной системы управления и др.) размещено в отдельном блоке систем обеспечения 10.

Для охлаждения масла, циркулирующего в системе маслоснабжения агре­гата, предназначен воздушный блок маслоохладителей 9 с шумоглушителем

Рис. 104. Агрегат газоперекачивающий ГПА-Ц-10Б/56-1, 44   1 – блок САУ; 2 – труба выхлопная с утилизатором; 3 – проставка; 4 – шумоглушитепь выхлопа; 5 – устройство вых полное; 6 – турбоблок; 7 – устройство воздухоочистительное; 8 – проставка; 9 – блок маслоохладителей с шумоглу­шителем всаса; 10 – блок систем обеспечения; 11 – блок фильтров топливного газа; 12 – блок промывки 1ТД

всаса. Конструктивно блок маслоохладителей выполнен на одной раме с шумо­глушителем всаса и располагается над блоком систем обеспечения.

Забор и очистка от пыли атмосферного воздуха для приводного двигателя осуществляется через воздухоочистительное устройство (ВОУ) 7, которое сво­им нижним фланцем стыкуется с шумоглушителем всаса блока маслоохладите­лей через проставку 8.

После ВОУ поток очищенного воздуха через шумоглушитель всаса и ка­меру всасывания поступает на вход осевого компрессора приводного двигателя.

Перед БСО на отдельном фундаменте установлен блок САУ 1, предна­значенный для размещения в нем приборных щитов и электроаппаратуры вспомогательных электроприводных механизмов, обеспечивающих работу ГПА в составе КС в автономном режиме.

Система подогрева циклового воздуха обеспечивает защиту воздухоочи­стительного устройства от обледенения.

Для обогрева блоков и отсеков агрегата при эксплуатации, а также во время проведения пуско-наладочных или регламентных работ в холодное время года агрегат снабжен системой обогрева.

Слив отработанного масла с поддонов агрегата осуществляется через трубопроводы дренажа.

В составе агрегата дополнительно поставляется отдельно стоящий блок промывки газо-воздушного тракта двигателя 12, включающий емкость для промывочного раствора и воды, электроподогреватель воды, насос с обвязкой, предусматривающий возможность откачки воды из передвижной емкости, гиб­кий шланг для заправки емкостей. Подвод промывочной жидкости от блока к двигателю осуществляется с помощью трубопровода.

Описание и характеристики блока системы промывки ГВТ приведены в руководстве по эксплуатации 303.4800.000 РЭ.

Для очистки топливного газа непосредственно перед двигателем установ­лен блок фильтров топливного газа 11, входящий в систему топливообеспечения агрегата.

Система автоматического управления агрегатом обеспечивает работу на всех режимах без постоянного присутствия обслуживающего персонала возле агрегата.

 

Работа агрегата

Перекачиваемый газ по газопроводу через всасывающий патрубок посту­пает на вход центробежного компрессора, где происходит его сжатие и подача через нагнетательный патрубок в напорный коллектор КС и далее в магист­ральный газопровод.

В качестве привода компрессора используется газотурбинный двигатель авиационного типа. Двигатель работает на перекачиваемом газе и выполнен по двухвальной схеме со свободной силовой турбиной.

Краткое описание и принцип работы двигателя приведены в «Руково­дстве по технической эксплуатации двигателя».

Принцип работы агрегата заключается в следующем.

Очищенный в воздухоочистительном устройстве атмосферный воздух поступает в осевой компрессор двигателя, где сжимается и поступает в камеру сгорания. Одновременно через рабочие форсунки в камеру сгорания подается топливный газ. Из камеры сгорания горячие газы направляются на лопатки приводной турбины компрессора, а затем на лопатки свободной турбины.

Мощность, полученная на приводной турбине компрессора, расходуется на вращение самого компрессора и приводов агрегатов.

Мощность, полученная на свободной турбине, расходуется на привод центробежного компрессора и его агрегатов.

Эластичная "сухая" муфта соединения валов "двигатель - компрессор" обеспечивает передачу крутящего момента и компенсирует несоосность и теп­ловые перемещения валов.

Выхлопные газы через улитку плавно поворачиваются на 90° и через вы­хлопное устройство и шумоглушитель выбрасываются в атмосферу.

Агрегат снабжен различными вспомогательными системами, обеспечи­вающими надежность его работы на открытых площадках при температуре ок­ружающего воздуха от 228 К (-45 °С) до 313 К (+40 °С).

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключаются особенности ГПА-16 «Урал»?

2. В чем заключаются особенности газотурбинной установки ГТУ-16П?

3. Из чего состоит агрегат газоперекачивающий ГПА-Ц1-16Л/76-1,44?

4. Из чего состоит агрегат газоперекачивающий ГПА-Ц-10Б/56-1,44?

 

 

Литература

 

 

№№ п-п	Автор и наименование	Вид пособия	Год издания	Кол-во экз. в библиотеке
Л-1	Козаченко А. Н. Эксплуатация компрессорных станций МГ, М, Нефть и газ	Учебник	1999, 463с.
Л-2	Костюк А. Г., Шерстюк А. Н. Газотурбинные установки, М., Высшая школа	учебник	1979, 254с.
Л-3	Федорченко М. Ю. Управление газоперекачивающим агрегатом ГТК-10-4, Екатеринбург, УГТУ	учебное пособие	1998, 73с.	Электро- нный вариант
Л-4	Ревзин B. C., Ларионов И. Д. Газотурбинные установки с нагнетателями для транспорта газа, М., Недра	Справ, пособие	1991, 303с.
Л-5	Ревзин Б. С. Газотурбинные, газоперекачивающие агре­гаты, М., Недра	учебник	1986, 215с.
Л-6	Поршаков Б. П., Халатин В. И. Газотурбинные установки магистрального газопровода, М., Недра	учебник	1974, 157с.
Л-7	Суранович В. К., Борщенко П. И. Машинист технологических компрессоров	учебник	1980, 280 с.
Л-8	Холщевников К. В. Теория и расчет авиационных лопаточных машин	учебник	1970, 610 с.
Л-9	Газотурбинная установка ГТК-10-4	метод. пособие	1985, 78 с.