Раздел 4. Показатели надёжности, диагностика и снижение энергозатрат газоперекачивающих агрегатов.

4.1. Показатели надежности газоперекачивающих агрегатов

 

Одной из важнейших эксплуатационных характеристик газоперекачивающего агрегата является его надежность. Под понятием надежность агрегата понимается его свойство выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки.

Как видно из приведенного определения, надежность агрегата является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения и условий работы агрегата включает в себя такие понятия, как работоспособность, неисправность, наработка на отказ, ремонтопригодность. Надежность агрегата в общем случае определяется надежностью его элементов, систем, его обслуживающих, и характером их взаимодействия.

Под понятием работоспособность эксплуатации агрегата понимается способность агрегата выполнять заданные функции эксплуатации в пределах, допустимых нормативно-технической документацией и инструкциями по его эксплуатации.

Под понятием неисправность агрегата понимается состояние, при котором агрегат не соответствует хотя бы одному из требований, установленных нормативно-технической документацией, даже в том случае, если эта неисправность и не приводит сразу к отказу в его работе.

Под понятием отказ понимается событие, заключающееся в полной или частичной потере работоспособности агрегата. Поэтому безотказностью агрегата называется его свойство непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени эксплуатации.

Отказы в работе агрегата на КС возникают по разным причинам: из-за недостатков в конструкции узла или агрегата, так называемые конструктивные отказы; из-за нарушения правил технологии изготовления или монтажа агрегата на станции, так называемые технологические отказы, и эксплуатационные отказы - из-за нарушения правил эксплуатации агрегатов на станции. Отсюда и возникает очень важное для эксплуатации понятие как наработка на отказ, одно из основных понятий надежности агрегатов при их эксплуатации на газопроводах.

Кроме приведенных определений отказов в работе оборудования, можно различать еще отказы систематические, полные, частичные, внезапные и постепенные.

К систематическим отказам можно отнести отказы элементов, узлов и обслуживающих вспомогательных систем ГПА, долговечность которых во много раз меньше, чем долговечность самого агрегата, например, работа систем разного рода уплотнений, износ масляных и воздушных фильтров и т.п., требующих периодического ремонта и замены; обычно эти дефекты устраняются на станции силами обслуживающего персонала.

Под понятием полного отказа понимается нарушение работоспособного состояния агрегата в целом, требующее длительной его остановки, замены или сложного ремонта.

Под понятием частичного отказа понимается состояние, после возникновения которого агрегат может использоваться по назначению, но с меньшей эффективностью, например, при разгерметизации регенераторов, утечке масла и т.п.

Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением одного или нескольких параметров, определяющих работу ГПА. Внезапный отказ практически мгновенно переводит агрегат из работоспособного состояния в состояние отказа.

Постепенный отказ характеризуется монотонным изменением одного или нескольких заданных параметров ГПА, например, снижением мощности агрегата из-за износа узлов и деталей.

Под понятием долговечность понимается способность агрегата сохранять свою работоспособность при установленной системе технического обслуживания и ремонта до наступления предельного состояния. Под предельным состоянием агрегата понимается состояние, когда его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена вследствие неустранимого отклонения заданных параметров от установленных пределов или неустранимого снижения эффективности эксплуатации ниже допустимой, или неустранимого нарушения требований техники безопасности, или необходимости проведения капитального ремонта.

Под понятием ремонтопригодность агрегата понимается его приспособленность к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и устранения их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

Под понятием сохраняемость понимается свойство агрегатов сохранять исправное и работоспособное состояние в течение хранения и после транспортировки.

В настоящее время оценка показателей надежности ГПА на газопроводах осуществляется системой показателей, основанных на определении времени нахождения агрегата в том или ином эксплуатационном состоянии: суммарном времени нахождения агрегата в работе за отчетный период ; времени нахождения агрегата в резерве ; времени нахождения агрегата в плановом ремонте ; времени вынужденного простоя агрегата за отчетный период . Обычно за отчетный период принимается календарный год

 

= 365 дней.

 

На основе сопоставления приведенных временных состояний агрегата и определяются показатели его надежности:

1. Коэффициент технического использования агрегата, определяемый как отношение времени пребывания ГПА в работе ко времени пребывания агрегата в работоспособном состоянии, времени его вынужденных простоев и ремонтов за рассматриваемый период эксплуатации

 

; (4.1)

 

2. Коэффициент готовности агрегата, определяемый как отношение времени нахождения ГПА в работоспособном состоянии к сумме времени нахождения его в рабочем состоянии и времени вынужденного простоя

 

; (4.2)

 

3. Коэффициент оперативной готовности, определяемый как отношение времени нахождения ГПА в работе или в резерве, к общему календарному отрезку времени

 

; (4.3)

 

4. Коэффициент, характеризующий среднюю наработку агрегата на число отказов ( ) в отчетном отрезке времени:

 

; (4.4)

 

5. Коэффициент, характеризующий время восстановления работоспособности агрегата, определяемый как отношение общего времени вынужденного простоя ГПА к числу отказов за рассматриваемый отрезок времени:

 

. (4.5)

 

Опыт эксплуатации газотурбинных агрегатов на газопроводах показывает: численные значения коэффициентов технического использования для ГПА различных типов изменяются в диапазоне 0,75-0,95; коэффициент готовности в диапазоне 0,80-0,96; коэффициент оперативной готовности - в диапазоне 0,84-0,88.

Наработка газотурбинных ГПА на один отказ в целом по парку агрегатов находится в среднем за последние пять лет эксплуатации на уровне 2600-2900 ч. По типам агрегатов этот показатель, как один из основных показателей надежности ГПА в условиях эксплуатации, распределяется примерно следующим образом (табл. 4.1).

 

 

Таблица 4.1 Наработка на отказ у ряда ГПА с газотурбинным приводом

 

  Тип ГПА   Количество ГПА, шт.   Наработка на отказ, ч  
ГТ-750-6
ГТ-6-750
ГТН-6
ГТК-10
ГПУ-10

 

 

Опыт эксплуатации агрегатов на газопроводах показывает, что в настоящее время к агрегатам нового поколения, поступающим на газопроводы, могут быть предъявлены следующие требования (не менее): коэффициент технического использования на уровне 0,93-0,95; коэффициент готовности на уровне 0,98-0,985; коэффициент наработки на отказ на уровне 3,5-4,5 тыс.ч; ресурс между средними ремонтами 10-13 тыс.ч; ресурс между капитальными ремонтами 20-25 тыс.ч; полный ресурс до списания ГПА 100 тыс.ч.

 

Контрольные вопросы:

1. Дайте определения следующим понятиям: надёжность, работоспособность, неисправность, наработка на отказ, ремонтопригодность, долговечность, сохраняемость.

2. Запишите формулы и сделайте расшифровку следующих определений: коэффициент технического использования, коэффициент готовности агрегата, коэффициент оперативной готовности, коэффициент средней наработки.

 

 

4.2. Техническая диагностика газоперекачивающих агрегатов

 

Диагностика происходит от греческого слова diagnostikos - способность распознавать. В соответствии с ГОСТ 20911-75 техническая диагностика призвана разрабатывать методы и приборы для определения технического состояния объектов диагностирования (агрегатов) по параметрам, характеризующим протекание процессов в этом агрегате.

В зависимости от постановки задачи можно различать следующие виды диагностики: функциональную, связанную с определением изменения основных энергетических показателей агрегата (например, его мощности и КПД); структурную, оценивающую характер и степень повреждений деталей механизма; визуальную, оценивающую причины разрушения деталей при их осмотре, и прогнозную, предсказывающую характер протекания износа деталей и время выхода их из строя.

В настоящее время в эксплуатационных условиях в той или иной мере применяют следующие виды диагностики: параметрическую, вибрационную, по анализу отработанного масла, оптические и акустические методы для обследования узлов и деталей ГТУ и др.

В условиях оценки состояния и работы ГТУ на газопроводах важное значение имеют практически все виды диагностики, прежде всего потому, что агрегаты на КС непрерывно работают в течение многих сотен и тысяч часов без остановки. Именно в этих условиях, не имея возможности в ряде случаев по технологическим причинам остановить агрегат, особенно важно оценить его текущее состояние и предсказать ход изменения его основных характеристик (мощность, КПД) на перспективу.

В условиях КС в настоящее время заложена постоянно действующая система замера параметров работающих агрегатов по ГТУ и нагнетателю. На станциях периодически измеряют параметры рабочего тела Р, Т по тракту ГТУ, параметры газа Р, Т по тракту нагнетателя, параметры окружающей среды. Однако на КС еще не организована до конца надежная система комплексной оценки состояния агрегатов, например, по мощности или по расходу топливного газа и т.п., прежде всего из-за сложности достоверного определения расхода рабочего тела по ГТУ или транспортируемого газа по нагнетателю.

Следует отметить, что состояние агрегатов можно и целесообразно оценивать не только значениями измеряемых параметров, такими как Р и Т, но и такими характеристиками, как шум, вибрация, утечки рабочего тела по тракту агрегата и т.д.

Шум работающего агрегата представляет собой хороший источник диагностической информации, характеризующий сложный спектр шумов аэродинамического и механического происхождения, изменяющийся в зависимости от изменения состояния двигателя. Как известно, основными источниками шума в работающем двигателе являются компрессор, процесс горения топлива в камере сгорания, газовая турбина, вращающиеся детали вспомогательных механизмов ГТУ, обслуживающих агрегат. Если в этих условиях определять составляющие спектра шума от агрегата и отслеживать его изменения во времени, то диагностирование ГПА по спектру шума может быть весьма эффективным в условиях эксплуатации для оценки состояния агрегата.

При работе газотурбинного агрегата все его узлы и детали совершают вынужденные и резонансные колебания механического и аэродинамического происхождения, что вызывает так называемую вибрацию двигателя. К источникам колебаний механического происхождения можно отнести разного рода соударения и взаимодействие различных деталей двигателя. К источникам колебаний аэродинамического происхождения можно отнести пульсацию потока газов по газовоздушному тракту ГТУ, турбулентность процесса горения топлива в камере сгорания и т.п.

В зависимости от конструктивного исполнения ГТУ, ее сборки и монтажа, условий эксплуатации, вибрация элементов установки может быть самой различной. В некоторых случаях вибрация может стать такой значительной, что заставит пойти на вынужденную остановку агрегата. В противном случае повышенная вибрация может привести к быстрому износу и разрушению узлов двигателя, прежде всего тех, которые в наибольшей степени подвержены вибрации (лопатки, подшипники, узлы крепления корпуса двигателя и т.п.)

Все это вместе взятое приводит к необходимости измерять на КС вибрацию каждой ГТУ, чтобы на базе большого числа замеров установить спектры характерных неисправностей двигателей и разработать критерии эффективной эксплуатации ГТУ на КС.

Кроме указанных методов, в условиях эксплуатации проводится диагностика температурного состояния деталей агрегата, прежде всего лопаток турбины, визуально-оптическая диагностика, позволяющая выявлять разрывы материала, трещины, неплотности, деформации, нарушение покрытий и изоляции камер сгорания, газовой турбины и т.п.

С помощью того или иного метода диагностики ГПА можно и весьма целесообразно прогнозировать изменение технического состояния агрегата с целью предупреждения вынужденных остановок ГПА, повышения эффективности их эксплуатации, определения видов и сроков проведения ремонтов.

Техническое состояние газоперекачивающего агрегата существенным образом сказывается на всей технологии транспорта газов по газопроводу. Можно всегда утверждать, что, если при данном расходе топливного газа по агрегату снизилась производительность нагнетателя, то при прочих равных условиях это могло произойти из-за ухудшения состояния ГТУ, нагнетателя или того и другого вместе.

Одним из основных направлений технической диагностики ГПА является метод параметрической диагностики, как наиболее перспективный и имеющий значительный опыт использования в авиационной и других отраслях промышленности. Основой метода параметрической диагностики является определение изменения параметров технического состояния агрегата или его отдельных элементов по изменению его технологических и топливоэнергетических показателей - мощности, производительности, КПД привода и нагнетателя в процессе эксплуатации.

Об изменении технического состояния агрегата или его отдельных элементов судят по изменению характеристик их рабочих режимов. Само изменение обычно оценивается сравнением характеристик, построенных для данного момента, и времени, принятого за исходное. В качестве исходного может быть принято время проведения стендовых, сдаточных или других видов испытаний агрегата. Неизменность характеристик агрегата будет говорить о его нормальном состоянии; "расслоение" характеристик будет свидетельствовать об изменениях, происходящих в ГПА.

В качестве количественных оценок смещения характеристик ГПА, ГТУ или нагнетателя иногда принимаются коэффициенты технического состояния по КПД или по мощности :

 

; , (4.6)

 

где - соответственно, КПД и мощность агрегата (нагнетателя) в данный момент времени; и - соответственно, КПД и мощность в исходном состоянии агрегата (нагнетателя) в начале их эксплуатации на КС или после проведения очередного ремонта. В условиях эксплуатации могут использоваться и другие показатели, определяющие изменения состояния ГПА и его элементов, в основе которых лежит принцип определения "расслоения" характеристик.

Технические сложности в непосредственном измерении мощности и, следовательно, КПД энергопривода и нагнетателя приводят к необходимости их определения косвенным путем, используя доступные и измеряемые параметры, такие как: давление, температура, расход рабочего тела, связанные между собой известными соотношениями термодинамики. На рис. 4.1 показана примерная схема измерений при проведении теплотехнических испытаний ГПА с двухвальным газотурбинным приводом и регенератором.

 


 

Рисунок 4.1. Схема измерений при теплотехнических испытаниях ГПА

 

 

Опыт использования метода параметрической диагностики для оценки технического состояния эксплуатируемых ГПА показал, что для ее эффективного применения необходимо решить две принципиальные задачи:

- обеспечить необходимый объем и требуемую точность измерений параметров ГПА;

- разработать методическое и программное обеспечение для автоматизированных расчетов по определению технического состояния ГПА с использованием ПЭВМ.

Большинство эксплуатируемых ГПА имеют объем штатных измеряемых параметров, используемых для контроля и управления агрегата, достаточный для проведения его диагностических исследований. Однако общая точность применяемой штатной измерительной аппаратуры не удовлетворяет современным требованиям оценки технического состояния ГПА. На практике необходимо использовать лабораторные образцовые приборы. Характеристики некоторых из них представлены в табл. 4.2.

Следует заметить, что препарирование агрегата с использованием указанных измерительных приборов влечет за собой большой объем подготовительных работ, соизмеримый с объемом проведения непосредственно экспериментальных исследований.

Что касается методического и программного обеспечения, то в настоящее время эта задача практически решена для всех типов ГПА, находящихся в эксплуатации. Использование метода параметрической диагностики для оценки технического состояния ГПА позволяет решить следующие задачи:

- оценить качество ремонта ГПА путем определения показателей его технического состояния до и непосредственно после вывода агрегата из ремонта;

- обосновать сроки проведения очередного ремонта ГПА;

- оперативно определить узел ГПА (ГТУ или ЦБН), явившийся причиной ухудшения технологических и топливо-энергетических показателей агрегата;

- определить фактические теплотехнические и газодинамические характеристики модернизированных ГПА (замена СПЧ нагнетателя, элементов проточной части ГТУ, установка - замена регенератора, совершенствование камеры сгорания и т.д.).

 

Таблица 4.2Характеристики измерительных приборов для оценки состояния ГПА

 

  Измеряемый параметр   Прибор, предел измерения   Класс точности (погрешность измерения)  
Температура наружного воздуха, воздуха на выходе ОК, газа на входе и выходе нагнетателя, газа перед диафрагмой замерного узла технологического газа Термометр лабораторный типа ТЛ-4, ГОСТ 215-73 ± 0,1 + 0,2 С
Давление газа на входе нагнетателя, перед диафрагмой замерного узла Манометр, образцовый 0.....60 кгс/см кл. 0,4
Давление газа на выходе нагнетателя Манометр, образцовый 0.....100 кгс/см кл. 0,4
Давление воздуха за ОК Манометр, образцовый 0.....16 кгс/см кл. 0,4
Давление газа на выходе нагнетателя Манометр, образцовый 0+..16 кгс/см кл. 0,4
Частота вращения роторов ГТУ   Частотомер кл. 0,4 ± 10 с

Контрольные вопросы:

1. Перечислите основные виды диагностики и дайте их краткую характеристику.

2. Перечислите основные параметры диагностика газоперекачивающих агрегатов.

3. Расскажите об основных направлениях технической диагностики ГПА.

4.3. Определение технического состояния центробежных нагнетателей

 

Паспортные характеристики нагнетателей представляют собой, как отмечалось выше, зависимости приведенной внутренней мощности , политропического КПД и степени сжатия от приведенной объемной подачи газа .

Практика эксплуатации нагнетателей показывает, что в эксплуатационных условиях происходит сдвиг главным образом характеристик и . Особенно заметный сдвиг имеет характеристика , которую и следует выбирать за основную при оценке технического состояния нагнетателя. Практически отсутствует сдвиг характеристики .

В расчетной практике по определению показателей нагнетателя во многих случаях удобно использование и ряда других характеристик, получаемых на основе паспортных данных [5]. К таким характеристикам следует отнести:

1. Приведенную разность энтальпии газа

 

, кВт/(кг/мин); (4.7)

 

2. Приведенную удельную потенциальную работу сжатия газа

 

, кдж/кг; (4.8)

 

3. Разность температуры газа

 

,

 

где . (4.9)

 

Учитывая относительную стабильность характеристики , можно утверждать, что коэффициенты сдвига характеристик и практически одинаковы между собой и численно равны единице [12], т.е. характеризуют отсутствие сдвига. Коэффициенты сдвига характеристик и практически также равны между собой, но численно меньше единицы.

Основными причинами ухудшения технического состояния нагнетателя (уменьшение КПД и увеличение потребляемой мощности) являются следующие:

- эрозионный износ рабочих колес (70%);

- увеличение зазоров в уплотнениях покрывающего диска (20%);

- эрозионный износ лопаточных диффузоров и загрязнение проточной части (10%).

При уменьшении политропического КПД нагнетателя обеспечение постоянства выходных параметров (напора и расхода ) сопровождается пропорциональным увеличением потребляемой мощности. Как показывает практика, снижение в процессе эксплуатации может достигать 10% по абсолютной величине, что вызывает необходимость вести постоянный контроль за состоянием нагнетателя, особенно после проведения капитального ремонта. Для определения коэффициента технического состояния нагнетателя необходимо, как показано выше, фактический КПД соотнести с паспортным (или исходным) при одинаковом расходе газа ( = idem), хотя более правильно определять этот коэффициент, как отношение оптимумов КПД на фактической и паспортной (исходной) характеристике . Однако на практике это трудно выполнимо, поскольку для этого необходимо определить экспериментальные характеристики нагнетателя в условиях КС.

 

 

4.3.1. Определение фактического политропного КПД нагнетателя

Фактический КПД нагнетателя может быть определен, в частности, следующими методами:

- с использованием термодинамических свойств природного газа и параметров газа по нагнетателю ( );

- с использованием показателя изоэнтропы газа по методике ВНИИГАЗ.

Для расчета КПД по первому способу необходимо знать химический состав природного газа. На практике целесообразно использовать упрощенные эмпирические соотношения, предложенные для определения основных термодинамических величин природного газа по метану:

 

= ( 0,00012 - 0,0135 + 0,31) - 0,0463 +

+ 11,19, кД ж/кг · МПа; (4.10)

 

= (0,003 - 0,0009 ) + 0,11 + 2,08, кДж/кг·К; (4.11)

 

= (0,017 + 0,555) - 2,73 + 139,4, кДж/кг. (4.12)

 

Эти же параметры для полного состава газа (содержание метана 94-100 %) могут быть определены соотношениями:

 

· (1,37 - 0,37 ); (4.13)

 

· (0,37 + 0,63 ); (4.14)

 

· (1,49 - 0,49 ), (4.15)

 

где - мольное содержание метана в долях единицы.

Тогда

 

; (4.16)

 

, (4.17)

где - среднее значение потенциальной функции при условиях входа и выхода; - степень сжатия

 

; (4.18)

 

= (0,37+0,63 ) [(0,003-0,0009 ) +

+ 0,11 + 2,08], кДж/кг · К; (4.19)

 

= (1,37 - 0,37 ) [(0,00012 - 0,0135 +

+ 0,31) · - 0,463 + 11,19], кДж/кг · МПа; (4.20)

 

, °С;

 

, МПа;

, °С; (4.21)

, МПа.

 

Для определения фактического КПД по второму методу необходимо знать параметры газа на входе и выходе нагнетателя (Р, t), а также состав газа.

Задача определения сводится к использованию уравнения, широко применяемого при построении характеристик нагнетателя

 

; (4.22)

 

где - показатель политропического (внешнеадиабатного) процесса сжатия; - показатель адиабаты. При проведении ориентировочных инженерных расчетов его можно принимать = 1,30

 

, (4.23)

 

; (4.24)

 

где - коэффициент сжимаемости газа, определяемый по параметрам газа на входе либо по данным рис. 1.1, либо по соотношению

 

, (4.25)

 

- показатель адиабаты газа в его идеальном состоянии;

 

где - теплоемкость идеального газа; - универсальная газовая постоянная 8314 Дж/(моль·К) = 1,9858 ккал/моль·К; - мольная масса газа

 

, (4.26)

 

поправка на теплоемкость при постоянном давлении

 

; (4.27)

 

вспомогательная функция

 

; (4.28)

 

; ; = 162,8 · (0,613 + ),К; (4.29)

 

; = (47,9 - )0,0981, МПа; (4.30)

 

средняя температура газа в нагнетателе, °С

 

;

 

- относительная масса газа по воздуху; - соответственно, давление и температура газа на входе нагнетателя; - соответственно, давление и температура газа на выходе нагнетателя.

 

4.3.2. Определение паспортного (исходного) КПД нагнетателя

 

Паспортный политропный КПД нагнетателя, как показано выше, является функцией приведенного расхода газа . Сложность выявления паспортного значения КПД заключается в определении производительности нагнетателя, что связано:

- с отсутствием замерного узла расхода газа на нагнетателе;

- с отсутствием датчиков перепада давления газа на входном конфузоре нагнетателя и достоверного значения коэффициента расхода газа через него;

- с невозможностью точного измерения эффективной мощности газотурбинного привода.

Поэтому выбор метода определения паспортного значения КПД нагнетателя зависит от объема исходной информации, необходимой для расчета производительности нагнетателя.

При наличии замерного узла (погрешность определения производительности ±1-2%) задача сводится к определению приведенного расхода, используемого в качестве аргумента при аппроксимации функции полиномом вида

 

. (4.31)

 

Как показывает практика, зависимость необходимо аппроксимировать полиномом не менее 4-го порядка, а значения постоянных коэффициентов должны определятся с точностью до 3-го знака для обеспечения приемлемой точности расчета.

При наличии датчика перепада давления газа на входном конфузоре производительность нагнетателя определяется как

 

(4.32)

 

где - коэффициент расхода; - перепад давления газа на входном конфузоре, кгс/см ; - плотность газа на входе, кг/м . Погрешность этого метода 5%.

При отсутствии прямого или косвенного измерения производительности следует использовать паспортную характеристику нагнетателя, при этом рабочая точка определяется приведенной относительной частотой вращения и степенью сжатия , однако точность определения производительности при этом очень низка (до 20%) из-за "расслоения" характеристики в эксплуатации.

При использовании обоих методов расчета фактического КПД нагнетателя для получения достоверных результатов необходимо производить измерения давления газа на входе и выходе нагнетателя образцовыми манометрами класса точности не ниже 0,4 и температуры газа с точностью 0,1-0,2 °С.

Ввиду относительной стабильности характеристики в эксплуатации коэффициент технического состояния нагнетателя по мощности можно принимать равным единице.

Контрольные вопросы:

1. Перечислите основные характеристики по определению показателей нагнетателя.

2. Перечислите основные причины ухудшения качества нагнетателя.

 

4.4. Определение технического состояния ГПА с газотурбинным приводом

 

К основным характеристикам газотурбинного агрегата следует отнести прежде всего такие показатели, как относительный эффективный КПД ГТУ, ; относительное значение приведенной теплоты сгорания топлива

 

;

 

зависимость относительной приведенной температуры газов перед турбиной высокого давления от приведенной относительной эффективной мощности агрегата

 

;

 

где - расход топлива ГТУ; - низшая теплота сгорания топливного газа; - температура газов перед турбиной высокого давления; - температура воздуха на входе в осевой компрессор; - давление воздуха на входе в агрегат; индексом "о" отмечены параметры номинального режима работы.

Большинство ГТУ, эксплуатируемых на магистральных газопроводах, выполнены по двухвальной схеме с регенератором или без него и приводом нагнетателя от турбины низкого давления. Для такого типа ГТУ справедливы следующие обобщенные характеристики в зависимости от приведенной мощности, предложенные ВНИИГАЗ и представленные в относительной форме:

относительный эффективный КПД

 

; (4.33)

 

приведенный относительный массовый расход топливного газа

 

; (4.34)

 

приведенная относительная мощность ГПА

 

; (4.35)

 

относительная приведенная частота вращения ротора ТВД

 

; (4.36)

 

приведенный относительный расход воздуха через ОК

(4.37)

Следует отметить, что представленные зависимости справедливы для зоны оптимальных частот вращения силовой турбины, что, как правило, выполняется при согласовании параметров ГТУ и нагнетателя. При значительном отклонении частот вращения силовой турбины от оптимальных следует использовать скоростную характеристику ГТУ, т.е. зависимость

 

при = const. (4.38)

 

Представленные выше характеристики можно использовать как для определения паспортного значения эффективной мощности, так и эффективного КПД агрегата.

Действительная эффективная мощность ГТУ часто определяется по мощности, потребляемой нагнетателем. Индикаторная мощность нагнетателя

 

, (4.39)

 

где - массовый расход газа через нагнетатель, кг/с; - теплоперепад на нагнетателе, кДж /кг.

Эффективная мощность ГТУ

 

, кВт, (4.40)

 

где - механические потери в подшипниках нагнетателя.






Дата добавления: 2017-03-12; просмотров: 5342; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2021 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.235 сек.