Газотурбинная установка

Принципиальные схемы газотурбинных установок

Газоперекачивающий агрегат: состав, виды приводов и систем ГТУ

Состав ГПА

1. Нагнетатель.

2. Привод.

3. Системы (обеспечивающие надежную и безопасную эксплуатацию нагнетателя с приводом).

Схема газоперекачивающего агрегата приведена на рис. 1.

Рис. 1. Газоперекачивающий агрегат

Н – нагнетатель

Вопросы для самопроверки

1.Из чего состоит ГПА?

2. Какие типы ГПА существуют?

3. Какие виды ГТУ вы знаете?

4. Какие системы обслуживают ГПА?

Принципиальные схемы ГТУ, их преимущества и недостатки

Структура парка ГПА ОАО «Газпром» приведена на рис. 2.

Из трех типов ГПА основным является газотурбинный тип.

Преимущества газотурбинных ГПА:

- большая мощность (на сегодня до 25 МВт);

- низкая стоимость удельной мощности;

- значительный ресурс (перспектива до 1 млн час.);

- высокая надежность;

Рис. 2. Структура парка ГПА ОАО «Газпром»

- оптимальная быстроходность, которая хорошо согласуется с необходимой частотой вращения нагнетателей: (5000-10000) об/мин;

- простота регулирования нагрузки (изменением числа оборотов);

- высокая степень автоматизации (минимальный состав персонала КС);

- компактность и модульность конструкции авиационных и судовых ГПА (возможность быстрого монтажа ГПА на открытой площадке).

Основные недостатки электропривода:

- низкая частота вращения электромоторов (около 1500 об/мин. либо около 3000 об/мин.) требует применения для привода нагнетателя дополнительного промежуточного редуктора;

- постоянная (фиксированная) частота вращения ограничивает возможности регулирования нагрузки нагнетателя изменением оборотов;

где n – частота вращения;

f – частота электросети (50 Герц либо 60 Герц);

m – число пар полюсов в конструкции электродвигателя.

- необходимость близко расположенного мощного источника электроэнергии (электростанции).

Основные недостатки поршневых ГПА:

- большая масса и габариты;

- значительный расход смазочного масла;

- пульсации давления газа на входе и связанные с этим вибрации технологических трубопроводов.

Газотурбинная установка

ГТУ – тепловая лопаточная машина (рис. 3), преобразующая химическую энергию топлива, сжигаемого в потоке сжатого воздуха, в механическую работу на валу турбины и состоящая из:

1) компрессора;

2) камеры сгорания;

3) газовой турбины;

Рис. 3. Схема тепловой лопаточной машины

В газотурбинной установке реализован круговой термодинамический процесс (цикл), состоящий из трех последовательных рабочих процессов:

- сжатие воздуха в осевом компрессоре. Превращение механической работы, переданной на вращение компрессора от турбины, в потенциальную энергию сжатого воздуха;

- подвод тепла к сжатому воздуху в камере сгорания. Превращение химической энергии сжигаемого топлива в тепловую энергию сжатого воздуха, проходящего через камеру сгорания и нагревающегося в ней;

- расширение и охлаждение раскаленных газов в турбине. Превращение тепловой энергии сжатого в компрессоре воздуха и продуктов сгорания в механическую работу на валу турбины путем ее раскрутки.