Нагнетатель природного газа

Нагнетатели природного газа предназначены для его перекачки (транспортировки) от месторождений к местам потребления. Нагнетатель породного газа представляет собой компрессор центробежного типа (рис. 141). Массивный ^^^LTollycl нагнетателя с торцов закрыт крышками 5 я 8. Внутри корпуса Слагаются детали статора 6, образующие проточную часть

гсГи ротор 7 с двумя рабочими колесами 9 центробежного rtZ. Рото? Опирается на опорные подшипники 2 я И «|в-осевом направлении фиксируется упорным подшипником 10. Роторi нагнетателя жесткий; его критическая частота вращения намного боль-

"'в'м^тах'пр'охода ротора через крышки 5 и 8 корпуса нагнетателя расположены концевые уплотнения 1 и 12, предотвращающее утечки из него газа. Ротор нагнетателя соединен с ротором газовой турбины торсионным валом 3.

Таз из магистрали попадает в камеру 15, расположенную перед первой ступенью нагнетателя, через приваренный сбоку на цилиндрической поверхности его корпуса патрубок. Пройдя рабочее колесо 9, газ направляется в межступенную диафрагму 14, а затем __в рабочее колесо второй ступени. За второй ступенью из

камеры 13 через второй патрубок, также приваренный к цилиндра* ческой поверхности корпуса нагнетателя, газ уходит в напорный участок газопровода.

Нагнетатель обеспечивает перекачку природного газа по магистральным газопроводам, рассчитанным на давление 7,6—10 МТДа, Степень повышения давления газа в двух ступенях нагнетателя составляет 1,44.

Рис. 141. Нагнетатель природного газа: <

/ 12 — уплотнения, 2, 11 — опорные подшипники, 3 — торсионный вал, 4 — корпус, 5, 8 — крышки, б — элементы статора, 7 —ротор, 9 — рабочие колеса первой и второй ступеней, Ю — упорный подшипник, 13. IS — камеры для выхода и входа газа, 14 — межступенная диафрагма

Для привода таких нагнетателей используют ГТУ, выполненные на основе авиационного двигателя, который является генератором рабочего тела для силовой турбины, приводящей во вращение ротор нагнетателя.

Масло к подшипникам ГТУ и нагнетателя подается двумя насосами, один из которых приводится в действие ротором нагнетателя, а второй ротором ГТУ. Для охлаждения масла служат воздушные теплообменники.

Пуск установки, выход на рабочий режим и его поддержание осуществляются автоматически.

% 42. Характеристики потребителей мощности ГТУ

Стационарные ГТУ, как уже отмечалось, наиболее широко используются для привода электрических генераторов и нагнетателей природного газа. Чтобы определить режимы работы ГТУ при различных нагрузках,. необходимо знать зависимость мощности,Потребляемой генератором или нагнетателем природного газа, от_чЧастоты вращения их роторов. Такую зависимость называют характеристикой потребителя мощности. При пуске ГТУ электрический генератор переменного тока отключен от сети. Чтобы подключить электрический генератор к сети, необходимо вращать его ротор с такой частотой, при которой частота и фаза эдс, вырабатываемой генератором, совпадали бы

с частотой и фазой напряжения электрической сети. Иначе в момент подключения генератора возникает большой ударный крутящий момент, воздействующий на его ротор, а через соединительную муфту — на ротор турбины или компрессора.

Мощность, потребляемая генератором на холостом ходу (до под-

частоты^Ив?ащения°$о- ключения к сети), очень мала и тора электрического генератора расходуется на преодоление трения от мощности в подшипниках и ротора о газообразную среду, а также на привод вентиляторов, обеспечивающих охлаждение генератора, и др.

После подключения к сети частота вращения ротора генератора совпадает с частотой сети и не зависит от мощности, вырабатываемой генератором. Так как частота электрического тока в сети изменяется очень мало, можно считать, что электрический -гене-

Рис. 143. Распределение давления в магистральном газопроводе:

/ — нагнетатели, 2 — участки магистрального газопровода; р_к — давление за нагнетателем в начале последующего участка газопровода; р_н — давление перед нагнетателей в начале предыдущего участка газопровода, I — расстояние вдоль газопровода

ратор практически работает с постоянной частотой вращения ротора п. Если обозначить частоту вращения ротора при номинальном режиме работы генератора через л₀, то его характеристика (рис. 142) может быть представлена следующей зависимостью:

п/п₀ =1.

Нагнетатели природного газа располагают на магистральных газопроводах примерно на равном расстоянии друг от друга. Что-

л= const

Рис. 144. Характеристика нагнета-• теля природного газа

IHL.......

бы прокачать газ через газопровод, необходимо преодолеть сопротивление трения, которое возникает при движении газа по трубам. Вся мощность нагнетателей расходуется на преодоление этого трения. По мере удаления от нагнетателя по ходу газа давление газа уменьшается (рис. 143). Обычно расстояние между газоперекачивающими станциями выбирают так, чтобы давление в газопроводе, выполненном из труб диаметром 1420 мм, не падало ниже 7,6 МПа, а за нагнетателем составляло 10 МПа.

Зависимость между степенью повышения давления в нагнетателе е_г от расхода газа G_r, перекачиваемого по газопроводу, и от частоты вращения ротора нагнетателя называют характеристикой нагнетателя (рис. 144). Расчетный режим работы нагнетателя соответствует приведенному расходу G_T—l и расчетной степени.повышения давления е_г =

= 8г.расч.

Так же, как и компрессор, нагнетатель может попадать в помпаж. На характеристике нагнетателя зона режимов, при которых его работа не допускается, выделена пунктирной линией.

Контрольные вопросы

1. Каков принцип действия электрических генераторов и из каких основных частей они состоят?

2. Какие виды охлаждения генераторов вы знаете?

3. Какие системы возбуждения используются в генераторах?

4. Каков принцип действия нагнетателей природного газа и из каких основных частей они состоят?