Газотурбинные технологии 2000 №4 (электронная версия)

Описание товара

ОАО «Газпром» — за газотурбинные технологии

Б. Будзуляк — ОАО «Газпром»
Газотурбинный привод является основным при транспорте газа в ОАО «Газпром». Вопросы реконструкции компрессорных станций в отрасли стоят как приоритетные. В программах технического перевооружения «Газпром» ориентирован в первую очередь на отечественных производителей газотурбинного оборудования. Практически все отечественные двигателестроительные фирмы включились в работу по созданию промышленных газовых турбин и агрегатов на их основе. Конкуренция в сфере газотурбинного бизнеса заставляет разработчиков ориентироваться на лучшие зарубежные образцы, обладающие высокой экономичностью, эффективностью, надежностью и экологической безопасностью. Новое поколение ГПА является технической базой для перевооружения существующих и вновь вводимых компрессорных станций. Оно позволяет на 25-30% сократить потребление газа на технические нужды.

Использование газотурбинного привода в газовой промышленности. Итоги и перспективы

А. Седых, А. Шайхутдинов, А. Лезнов — ОАО «Газпром»
В.Щуровский — ООО «ВНИИГАЗ»

Начало создания газотранспортной сети России относится к 1950-м годам. В то время в основном использовалось зарубежные поршневые приводы мощностью до 10 МВт. Первым шагом в освоении газотурбинных агрегатов стало использование центробежной компрессорной машины. Она была применена в первой мощной газотранспортной системе Ставрополь — Москва. Невским и Турбомоторным заводами были изготовлены ГПА мощностью 4 и 6 МВт для крупных газотранспортных систем Бухара — Урал и Средняя Азия — Центр. Анализ характеристик различных видов энергоприводов позволил определить области их наиболее эффективного использования. Первое поколение газотурбинных ГПА, разработанных специально для КС, уже имело некоторые принципиальные особенности, в частности, «бесподвальная» компоновка ГПА в индивидуальном укрытии-здании. В 80-х годах были решены проблемы эксплуатации и модернизации регенеративных ГТУ. В 70-е годы в программу производства агрегатов вовлекаются авиационная и судовая отрасли. В газовой промышленности создана система унификации и стандартов. Резко встает экологический вопрос и производится модернизация камер сгорания более чем на 600 газотурбинных агрегатах. В настоящее время газотурбинные технологии России переживают период расцвета. Основными направлениями их развития становятся газовые турбины простого, сложного и комбинированного циклов, а также «ультрамалоэмиссионные» газовые турбины.

От энергетики газовой промышленности — в энергетику России

И. Белоусенко, А. Лезнов — ОАО «Газпром»
В. Перевертайло, В. Вершинский, Н. Коробов, З. Сорокина — ЗАО «Газпромэнергосервис»
А. Гольдштейн, Т. Комисарчик — НПО «ЦКТИ им. И.И. Ползунова»

Высокие температуры выхлопных газов ГТД (350?…500?С) сделали актуальной проблему их использования. Утилизация тепла позволила с минимальными затратами обеспечить теплоснабжение почти всех КС, оснащенных газотурбинным приводом нагнетателей, и сегодня почти половина теплоты вырабатывается без затрат топлива. При использовании комбинированного цикла значительно повышается КПД и улучшаются экологические показатели. Примером тому может служить комплексный газоперекачивающий агрегат ГТН-25-1 на КС «Грязовец». Постоянный рост цен на электроэнергию делает выгодным использование энергоустановок на базе современных авиационных и судовых двигателей мощностью до 25 МВт, позволяющих создавать электростанции собственных нужд. «Концепция развития энергетики ОАО «Газпром» на базе применения собственных электростанций и энергоустановок» — это программа отрасли на 2005-2010 гг., полностью финансируемая ОАО «Газпром». Она позволит сократить сроки ввода новых и модернизацию действующих энергетических мощностей. Анализ объемов и температур выхлопных газов различных ГТД позволяет использовать всего два типоразмера котлов-утилизаторов с паропроизводительностью 15…25 и 32 т/ч, что создает условия для унификации парка КС ОАО «Газпром». В статье приведены перспективы применения установок комбинированного цикла и ожидаемые характеристики установок, показывающие их экономическую оправданность.

Тенденция развития центробежных компрессоров для компримирования природного газа

А. Седых, А. Лезнов — ОАО «Газпром»
И. Барцев — ООО «ВНИИГАЗ»

Газотранспортная система (ГТС) ОАО «Газпром» — 4 тыс. ГПА суммарной мощностью 40 млн кВт. Основной тип применяемых ГПА — центробежные компрессоры (ЦБК) с газотурбинным приводом мощностью до 25 МВт. Планируется расширение ГТС на 30%. Избыток мощности на линейных КС и дефицит ее на дожимных КС предопределяет использование ЦБК в перспективе. Производительность ГТС составляет 75% от расчетной, что приводит к перерасходу топлива. Реконструкция линейной КС предусматривает ее отключение, что увеличивает нагрузку на действующие станции. В статье дается подробный анализ динамики изменения параметров КС, работа дожимных КС с применением и без применения СПЧ повышенного напора, перераспределение загрузки дожимных и линейных КС. Представлены пилотные проекты ГПА, а также обоснование замены «коротких» корпусов ЦБК в ГПА-Ц-16 на «длинные», с применением высоконапорных СПЧ. Программа разработки компрессорных агрегатов для КС ПХГ до 2005 г. предусматривает создание ЦБК мощностью 4…18 МВт. В которой участвуют российские производители совместно с французскими и японскими фирмами. Отечественная база компрессоростроения позволяет совершенствовать ЦБК, снижая входное давление до 0,3…0,4 Мпа, повышая выходное давление до 16…21 Мпа и увеличивая степень сжатия до 3 за счет современных способов проектирования, унификации конструкции узлов, быстрого их изготовления и применения магнитных подшипников и сухих уплотнений.

Концепция создания низкоэмиссионной камеры сгорания

Р. Кашапов — НПФ «Теплофизика»

Узкий диапазон малотоксичной работы «бедных» смесей в камере сгорания, срыв и проскок пламени, неустойчивое и вибрационное горение заставляют применять всевозможные способы, улучшающие эти показатели. Фирмы Solar, ABB, Rolls-Royce, Siemens, Pratt & Whitney создают сложные и дорогостоящие системы регулирования состава смеси в зоне горения, меняют геометрию камеры сгорания и турбокомпрессора, используют датчики индивидуального контроля каждой горелки. НПФ «Теплофизика» предлагает при неизменяемой геометрии камеры сгорания, многомодульной компоновке фронтового устройства и многоканальной системе подачи топлива расширить диапазон устойчивой малотоксичной работы камеры сгорания. Это происходит за счет применения модуля горелочного устройства с повышенной устойчивостью рабочего процесса. Наибольшую эффективность стабильного горения дало увеличение степени раскрытия жаровой трубы, которое было применено в агрегате ГТК-10И с простым и регенеративным циклами. Это подтверждено свидетельством на полезную модель РФ (RU 10443). В статье описаны методы расчетов; приведены зависимости амплитуды пульсаций давления и эмиссионных характеристик камеры сгорания от отношения диаметра жаровой трубы к диаметру горелочного устройства и от других величин. Приведена конструктивная схема горелочного устройства. Статья иллюстрирована графиками и схемами.

Комплексная оценка экономической эффективности использования газоперекачивающего агрегата ГТНР-16

Э. Загоринский — ООО «НИИгазэкономика»

На начало 2000 г. из 753 газотурбинных агрегатов ГТК-10, установленных на КС магистральных газопроводов, 254 (34%) отработали назначенный ресурс 100 тыс. часов. Устаревшие агрегаты можно заменить на ГТНР-16 или на ГПА-16 «Урал» — лучший ГПА той же мощности. В статье приводится сравнительный анализ и таблица стоимости жизненного цикла ГТНР-16 и ГПА-16 «Урал», дается экономическая оценка агрегатов.

PGT-21S: российско-итальянский проект

М. Морозов, В. Куприк — ОАО «А. Люлька-Сатурн»
А. Ермолаев — ООО «Пермтрансгаз»

В соответствии с программой модернизации газотранспортной сети России создан газоперекачивающий агрегат PGT-21S российско-итальянского производства. В агрегате использован газогенератор АЛ-31 фирмы «А. Люлька-Сатурн» и нагнетатель фирмы Nuovo Pignone. Согласно контракту между ОАО «Газпром» и консорциумом «Трагаз», проведено согласование параметров и элементов конструкции. В результате разработана рабочая документация и изготовлен первый образец агрегата PGT-21S. Одновременно ОАО «А. Люлька-Сатурн» изготовило опытный газогенератор АЛ-31, испытания которого проводились во Флоренции. После сдаточных испытаний PGT-21S, которые подтвердили заявленные в проекте параметры — мощность 16,6 МВт и КПД >33,7, — были осуществлены поставки четырех агрегатов на КС «Алмазная». Монтаж их завершен, и начата подача газа в магистраль. Резервы конструкции газогенератора и ГПА позволяют значительно улучшить потребительские качества PGT-21S, в результате чего КПД привода составит 35%

Опыт создания ГПА-16 «Волга» — газоперекачивающего агрегата нового поколения

А. Сафиуллин, И. Хисамеев, В. Братишко — ЗОА «НИИтурбокомпрессор»
А. Павлов, М. Хабибуллин, И. Саттаров — ОАО «КМПО»

ГПА-16 «Волга» разработан ЗАО «НИИтурбокомпрессор» по заданию ОАО «Газпром». В качестве привода использован двигатель НК-38СТ ОАО «КМПО» и нагнетатель в безмасляном исполнении с магнитным подвесом ротора. Отличие ГПА-16 «Волга» от традиционного ГПА-Ц-16 — в креплении двигателя и нагнетателя на отдельных рамах, что позволяет облегчить транспортировку и ускорить монтаж агрегата. В статье подробно описаны многие нововведения, примененные в конструкции: от функции блока автоматики до особенностей монтажа агрегата и его доводки. Проведенные пусконаладочные работы опытного образца агрегата в составе действующей КС показали правильность выбранной концепции разработки и создания ГПА нового поколения.

Ангарные пэкиджи для ГПА и ГТЭС

В. Щуровский — ООО «ВНИИГАЗ»

Размещение ГПА на КС имеет три основных варианта: блочно-контейнерное исполнение; общее здание с установкой 5-9 агрегатов; индивидуальное здание с «бесподвальной» установкой агрегата. При недостаточном качестве укрытий общепромышленного назначения обычно отдавалось предпочтение блочно-контейнерному исполнению, что ухудшало эксплуатационные качества ГПА. Сегодня учитываются требования удобства технического обслуживания и ремонта, архитектурно-планировочные факторы, приспособленность к реконструкции и другие. Опыт зарубежных газотранспортных компаний показывает, что агрегаты мощностью 6…25 МВт предпочтительнее устанавливать в индивидуальных укрытиях. Для агрегатов меньшей мощности применяются все варианты укрытий. В статье перечислены функциональные особенности укрытий ГПА и применяемые для этого новейшие технологии, которые решают возникающие проблемы. Приведены фото различных решений индивидуального укрытия ГПА.

Новые аппараты воздушного охлаждения масла для ГТУ

Ю. Белоусов, И. Журавлева, И. Пахомов — ЗАО «ГХТ»

Системы современного маслоохлаждения — это ряд задач, которые решает ЗАО «ГХТ» для газовой промышленности. Разработаны и выпускаются аппараты воздушного охлаждения масла АВОМ, отвечающие практически всем потребностям заказчика. В качестве теплообменных аппаратов применены пластинчато-ребристые одноходовые теплообменники с оребрением в виде непрерывных гофров из алюминиевых сплавов. Типовые теплообменные секции можно компоновать в различном количестве. АВОМ полностью автоматизирован и обладает низким энергопотреблением, на его основе созданы блоки БАВОМ2.19/62-6 для ГТЭС-4 и БАВОМ2.7/18-6 для ПАЭС-2500. Научно-технологическая база ЗАО «ГХТ» позволяет разрабатывать оптимальные конструкции теплообменников самых различных применений. Ведутся разработки ребристых теплообменных поверхностей высокой интенсивности и теплообменников противоточной конструкции. В статье представлены: схема рабочей циркуляции масла, номограмма маслоохладителя, фото АВОМ 210 и теплообменной секции.

Высокоэффективные воздухоочистительные устройства для ГТУ

В. Будусов, Ю. Лепихин, В. Сурнин — ОАО НПО «Искра»

Воздухоочистительные устройства (ВОУ) газотурбинных агрегатов должны обеспечивать полную очистку атмосферного воздуха от пылевых частиц, вызывающих эрозию лопаточных аппаратов двигателя и загрязняющих проточную часть ГТУ. Эксплуатируемые сейчас ВОУ не в полном объеме обеспечивают выполнение этих требований, что ведет к частым заменам фильтров и вентиляторов, а также самих устройств. ВОУ, созданные НПО «Искра» и ООО «ВНИИГАЗ», имеют две ступени очистки. Воздух сначала очищается в параллельных противопоточных мультициклонах безотсосного типа, сгруппированных в отдельные блоки, а затем — в карманных фильтрах накопительного типа, что обеспечивает почти 100-процентную очистку. За весь период наработки (~ 5000 ч) не обнаружено следов эрозионного износа проточной части ГТУ серии «Урал». Авторы дают подробное описание технико-экономических показателей работ ВОУ производства НПО «Искра», приводят их характеристики.

Система профессионального образования специалистов ОАО «Газпром»

В. Бударин, А. Беляев — ОАО «Газпром»
В. Черноиванов — НОУ «ОНУТЦ, ОАО «Газпром»

Разработка учебно-методических материалов для обучения персонала ОАО «Газпром» и повышение квалификации специалистов отрасли — основные задачи «Отраслевого научно-исследовательского учебно-тренажерного центра (НОУ «ОНУТЦ) ОАО «Газпром». Центр располагает современной материально-технической базой, его образовательная деятельность лицензирована. Разработка учебных материалов ведется по основным направлениям деятельности газовой промышленности: добыча и транспорт газа, энергетическое оборудование, бурение скважин, переработка попутных газов, управление персоналом. Одной из главных составляющих тренажеров-имитаторов и автоматизированных обучающих систем является полное описание структуры и всех процессов, происходящих в существующих ГПА. Тренажерный комплекс дает возможность одновременно пользоваться всеми источниками информации и позволяет готовить специалистов для всех КС, АГНКС, СПХГ, ГРС и магистральных газопроводов. В настоящее время в стадии разработки находится комплекс дистанционного обучения и обмена информацией.