Газоперекачивающие агрегаты ГПА-Ц-16 представляют собой унифицированный ряд машин с приводом от газотурбинного двигателя авиационного типа мощностью 16 МВт НК-16СТ и центробежным нагнетателем НЦ-16-76 с вертикальным разъёмом на различные конечные давления.

Агрегаты предназначены для транспортирования природного газа по магистральным газопроводам и установки их на линейных компрессорных станциях.

Конструкция агрегатов и уровень их автоматизации обеспечивают работоспособность ГПА без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Агрегаты могут работать в климатических зонах с температурой окружающего воздуха от -55 до +45°С.

Агрегат ГПА-Ц-16 состоит из следующих, стыкуемых на месте эксплуатации, транспортабельных основных блоков полной заводской готовности:

· турбоблока, в котором установлен центробежный полнонапорный нагнетатель НЦ-16-76 с вертикальным разъёмом и двигатель НК-16СТ, работающий на перекачиваемом газе. В корпусе нагнетателя, в зависимости от конечного давления, могут устанавливаться различные проточные части;

· воздухоочистительного устройства и камеры всасывания для подачи очищенного воздуха в двигатель;

· блока маслоохладителей, в которых установлены теплообменники системы воздушного охлаждения масла;

· блока маслоагрегатов, в которых размещены агрегаты системы маслоснабжения;

· блока автоматики с отсеком пожаротушения.

Все узлы и системы агрегатов, за исключением проточной части нагнетателя, полностью унифицированы.

Нагнетатель НЦ-16/76

1). Общие сведения

Тип - двухступенчатый, центробежный с вертикальным разъёмом.

Направление вращения вала СТ против часовой стрелки.

Тип привода - газотурбинный, авиационный со свободной турбиной;

Система смазки - циркуляционная под давлением с воздушным охлаждением;

Система уплотнения - гидравлическая, масляная, щелевая с плавающими кольцами.

2). Общее устройство.

Нагнетатель состоит из следующих основных частей: наружного корпуса, который конструктивно представляет собой стальной кованый

цилиндр. К цилиндру приварены всасывающий и нагнетательный патрубки. К нижней части корпуса приварены опорные лапы, а к верхней части - опорные лапы под два гидроаккумулятора. С обеих торцов корпус закрыт стальными коваными крышками, которые фиксируются в корпусе разрезными стопорными кольцами и кронштейнами. Внутри наружного корпуса расположен внутренний корпус. Внутренний корпус состоит из камеры всасывания, диафрагмы, диффузоров, входного направляющего аппарата и обратного направляющего аппарата. Ротор нагнетателя представляет собой ступенчатый вал с напрессованными на него двумя рабочими колесами, думмисом и диском упорного подшипника. Рабочие колеса паяной конструкции изготовлены из нержавеющей стали и состоят из основного и покрывного дисков. Ротор установлен на двух подшипниках скольжения - опорном и опорно-упорном. Думмис предназначен для уменьшения осевого усилия на упорный подшипник. Уплотнение ротора состоит из концевого уплотнения, представляющего собой щелевые масляные уплотнения с плавающими кольцами, и лабиринтного уплотнения. К кожуху подшипника крепится блок маслонасосов, который состоит из шестеренчатого главного насоса системы смазки и трехвинтового главного насоса системы уплотнения. Для замера вибрации ротора на торцах подшипников установлены датчики вибрации и датчик осевого сдвига ротора.

Ещё в 1970-х годах на базе авиационного двигателя НК-12МА была создана установка для газоперекачивающих агрегата ГПА-Ц-6,3 мощностью 6300 кВт. Создание этого агрегата явилось первым в нашей стране опытом применения модернизированного авиационного двигателя для привода газового нагнетателя. Кроме того, впервые практически было доказано, что газоперекачивающие агрегаты такого типа могут успешно эксплуатироваться в блок-контейнерах без здания турбокомпрессорного цеха, что резко сокращает сроки сооружения компрессорных станций.

Газоперекачивающие агрегаты ГПА-Ц-6,3 были внедрены в эксплуатацию на компрессорных станциях газопроводов «Оренбург-Куйбышев» и «Нижняя Тура-Пермь-Казань-Горький» в 1974-1975г.г. Для газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-6,3 была создана специальная газотурбинная установка НК-12СТ со свободной турбиной на базе этого двигателя с максимальной унификацией узлов и деталей серийного двигателя. При создании было обеспечено запас устойчивости работы при минимальной мощности, достаточно высокая экономичность, умеренная температура газа перед турбиной для гарантирования надёжности двигателя. На рис.3.10. газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-6,3.

Рис. 3.10. Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-6,3

ГПА-Ц-6,3 представляет собой блочную установку, состоящую из авиационного двигателя, центробежного нагнетателя природного газа и вспомогательных систем и оборудования. Все основные элементы ГПА представляют собой блочные модули, стыкуемые между собой на месте монтажа. Опыт эксплуатации агрегата подтвердил целесообразность использования авиационных двигателей в качестве привода центробежных нагнетателей газа и необходимость совершенствования конструкции агрегата, его основных и вспомогательных систем, компоновочных решений КС, а также комплектно-блочного метода строительства компрессорных станций с подобными агрегатами.

Выпуск блочно-комплектного агрегата ГПА-Ц-6,3 явился толчком для принятия новых технических решений при проектировании КС, привёл к унификации генерального плана для всех проектируемых КС с этими агрегатами. Пылеуловители, АВО газа, установки по подготовке топливного и пускового газа и технологические узлы станций разработаны в блочном исполнении. Из сборных конструкций выполняется блок вспомогательных служб в составе: узла связи, мастерской, котельной, бытовых помещений.

Рис. 3.11. Газотурбинная установка ГПА-Ц-6,3 НК-12СТ

На рис. 3.11. представлена газотурбинная установка.

Капитальные затраты на строительство КС, оборудованной ГПА-Ц-6,3 на 35% ниже, а срок строительства почти в 2 раза меньше по сравнению с КС, оборудованной стационарными газотурбинами такой же мощности.

Применение авиационных двигателе в качестве привода ГПА в блочном исполнении получило распространение благодаря ряду преимуществ перед стационарными:

Большой мощностью при малой массе;

Быстрому монтажу и демонтажу;

Быстрому запуску и выходу на режим;

Дистанционной системе управления и регулирования режима двигателя;

Возможностью создания передвижных газоперекачивающих агрегатов;

Высоким техническим показателям и т.д.

Имеется опыт использования авиационных двигателей и в нефтяной промышленности, например, по эксплуатации турбонасосной установки ПГБУ-2ЖР с авиационным двигателем с системе магистрального нефтепровода Омск-Туймазы 2.

Газоперекачивающие агрегаты (ГПА) предназначены для использования на линейных компрессорных станциях магистральных газопроводов, дожимных компрессорных станциях и станциях подземных хранилищ газа, а также для обратной закачки газа в пласт при разработке газоконденсатных месторождений. Cистема автоматического управления некоторыми газоперекачивающими агрегатами (САУ-А), выполненная с использованием достижений микропроцессорной техники, обеспечивает работу агрегатов в автоматическом режиме, что позволяет отказаться от постоянного присутствия обслуживающего персонала около агрегата. Работа обслуживающего персонала в процессе эксплуатации агрегатов заключается в проведении регламентных работ по его обслуживанию, периодическому контролю параметров и состояния. Конструкция агрегатов позволяет осуществлять осмотр, а также замену некоторых элементов без его остановки. При разработке агрегатов используются современные системы обработки данных и автоматизированного проектирования. Высокое качество изготовления газоперекачивающих агрегатов обеспечивается применением прогрессивных технологических процессов. В процессе производства агрегаты подвергаются комплексным испытаниям, что позволяет обеспечить эксплуатационные характеристики агрегатов, а также надежность и безопасность их работы.

Газотурбинный газоперекачивающий агрегат включает в себя газотурбинную установку, центробежный нагнетатель природного газа, выхлопное устройство, системы топливную и пусковые, масляную, автоматического управления, регулирования и защиты, охлаждения масла, гидравлического уплотнения нагнетателя.

Из большого числа возможных схем газотурбинных установок на газопроводах наибольшее распространение получили установки простого цикла, выполненные без регенерации или с регенерацией тепла выхлопных газов, с независимой силовой турбиной низкого давления ("с разрезным валом") для привода нагнетателя газа.

Большая часть типоразмеров ГТУ для привода нагнетателей выполнены по одинаковой конструктивной схеме -- с "разрезным валом" и силовой турбиной низкого давления, поэтому их характеристики могут быть с достаточной точностью обобщены в приведенной относительной форме, т е. в виде зависимостей приведенных параметров, отнесенных к номинальным значениям.

Оборудование ГПА выполняется в виде блочных конструкций, обеспечивающих транспортировку железнодорожным, водным или специальным автомобильным транспортом (масса блоков обычно не превышает 60--70 т). Блоки должны изготавливаться готовыми к монтажу и проведению пусконаладочных работ без их разборки и ревизии. Наружные трубопроводы и электрические коммуникации, соединяющие блоки, должны быть сведены к минимуму и иметь простые соединения.

Система автоматического управления ГПА должна обеспечивать:

Автоматический пуск, нормальную и аварийную остановку агрегата, регулирование и контроль технологических параметров ГТУ и нагнетателя-

Предупредительную и аварийную сигнализацию,

Защиту ГПА на всех режимах работы,

Связь агрегата с цеховой системой автоматического регулирования и управления,

Возможность дистанционного изменения режима ГПА от цеховой и станционной систем управления.

ГПА должен обеспечить работу при давлении газа на выходе из нагнетателя равном 115% от номинального (для проведения испытания газопровода), при суммарной продолжительности этого режима не более 200 ч/год. Пуск ГПА осуществляется, как правило, с предварительным заполнением контура нагнетателя технологическим газом рабочего давления.

Комплексное воздухоочистительное устройство входного тракта ГТУ должно обеспечить кондиционность циклового воздуха на входе компрессора и шумовую защиту в различных условиях эксплуатации.

Противообледенительные устройства могут включать в себя сигнализацию обледенения, системы подогрева горячим воздухом элементов входного тракта и компрессора, всей массы циклового воздуха подмешиванием продуктов сгорания, отбираемых после турбины, подмешиванием воздуха из компрессора (регенератора) или подмешиванием горячей смеси воздуха и продуктов сгорания.

Конструкция ГПА должна обеспечить целый ряд требований, соответствующих действующим стандартам и нормам взрывобезопасности, взрывопреду- преждения и взрывозащиты, пожарной безопасности, к вибрации, шумовым показателям и тепловыделениям на рабочих местах и в окружающей среде, к температуре, влажности и подвижности воздуха рабочей зоны в зданиях для ГПА

Высота дымовой трубы ГТУ выбирается из расчета рассеивания токсичных веществ, содержащихся в отработавших газах, до предельно допускаемых концентраций в приземном слое в соответствии с санитарными нормами.

Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-16 на базе авиационного привода НК-16СТ в блочно-контейнерном исполнении предназначен для перекачки природного газа по магистральным газопроводам и спроектирован на рабочее давление нагнетателя 7,5 и 9.9 МПа (соответственно модификации ГПА-Ц-16/76 и ГПА-Ц-16/100). Рабочее давление на выходе из нагнетателя определяется лишь конструкцией закладных элементов проточной части нагнетателя (рабочие колеса, диффузоры, кольца), для которых предусмотрена замена в конструкции агрегата: таким образом, агрегат ГПА-Ц-16 полностью унифицирован и представляет собой конструкцию, состоящую из окончательно собранных функциональных блоков и систем, поставляемых на компрессорные станции в полной заводской готовности.

Конструкция блочного комплектного автоматизированного агрегата ГПА-Ц-16 предусматривает осуществление стабильной работы агрегата на компрессорной станции при перепадах температуры окружающей среды от 218К (-55°С) до 318К (+45°С) (климатическое исполнение "XЛ" категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69).

Конструктивно агрегат представляет собой установку, все оборудование которой размешено в отдельных транспортабельных блоках, представлен на рисунке 2. На месте эксплуатации осуществляется монтаж агрегата на монолитном железобетонном фундаменте.

Рисунок 2 - Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-16

а - вид сбоку; б - вид сверху; 1 - камера всасывания; 2 - шумоглушитель на входе; 3 - устройство воздухоочистительное; 4 - блок масло агрегатов; 5 - блок маслоохладителей; 6 - трубопровод системы подогрева циклового воздуха; 7 - шумоглушитель на выходе; 8 - проставка; 9 - опора выхлопной шахты; 10 - диффузор; 11 - турбоблок; 12 - блок автоматики: 13 - блок вентиляции 14 - блок промежуточный; 15 - коллектор дренажа; 16 - коллектор системы обогрева; 17 - блок фильтров топливного газа.

Рисунок 3- Схема ГПА-Ц-16

Агрегат включает в себя блоки турбоагрегата, маслоагрегатов, автоматики, контрольно-измерительных приборов (КИП) и вентиляционных устройств, а также устройства подвода циклового воздуха с воздухоочистительным устройством (ВОУ), системами шумоглушения и антиобледенения и выхлопное устройство с шумоглушением.

Турбоблок 11 является базовой сборочной единицей агрегата, в его контейнере на металлической раме размещены нагнетатель, приводной двигатель, маслобак агрегата с трубопроводной системой, гидроаккумулятор, выхлопная улитка, различные системы обеспечения нормальной работы агрегата.

Перекачиваемый газ по газопроводу через входной патрубок "А" поступает в центробежный нагнетатель, где происходит дожатие и подача его через выходной патрубок "Б" в магистральный газопровод.

В качестве привода нагнетателя используется газотурбинный двигатель НК-16СТ авиационного типа, для запуска и питания которого используется очищенный и отредуцированный газ (ГОСТ 21199-75). Для очистки топливного газа от механических примесей на агрегате имеется блок фильтров топливного газа 17.

Механическая связь между свободной турбиной двигателя и ротором нагнетателя осуществляется через промежуточный вал (муфту). Двигательный отсек и отсек нагнетателя турбоблока разделены герметичной перегородкой.

Подвод циклового воздуха для приводного двигателя осуществляется через входные устройства, включающие в себя воздухоочистительное устройство 3, шумоглушители 2, камеру всасывания 1, блок промежуточный с конфузорным воздухозаборником 14. Воздухозаборник обеспечивает равномерность поступающего в двигатель потока воздуха.

Для отвода выхлопных газов, выходящих из свободной турбины двигателя. и снижения их шума служит выхлопное устройство, состоящее из выхлопной улитки, диффузора 10, проставки 8 и шумоглушителей 7. Диффузор и шумоглушители установлены над турбоблоком на отдельной опоре 9.

С целью обеспечения удобства обслуживания агрегата основные узлы маслосистемы размещены в отдельном блоке маслоагрегатов 4, а приборы и шиты системы автоматического управления агрегатом в блоке автоматики 12.

Отсек двигателя вентилируется за счет отбора воздуха из всасывающего тракта центробежным вентилятором, установленным в блоке вентиляции 13. Система вентиляции исключает попадание пыли в отсек двигателя. Блок вентиляции обеспечивает также охлаждение масла в случае аварийного отключения внешнего электропитания вентиляторов за счет отбора части воздуха от компрессора двигателя и пропускания его через маслоохладители

Охлаждение масла в маслосистемах двигателя и нагнетателя осуществляется аппаратами воздушного охлаждения, установленными в двух блоках маслоохладителей 5.

Блок вентиляции и блоки маслоохладителей размещаются соответственно на блоках промежуточном, маслоагрегатов и автоматики. Такая компоновка блоков позволила максимально сократить площадь, занимаемую агрегатом на газоперекачивающей станции.

Стыковка всех блоков осуществляется через гибкие переходники, позволяющие компенсировать неточности установки при монтаже агрегата.

Для обеспечения защиты воздухозаборного устройства двигателя от обледенения на агрегате предусмотрена система подогрева циклового воздуха 6. Система включается в работу автоматически посредством датчиков температуры окружающей среды и работает на принципе отбора с помощью эжекторов части горячих выхлопных газов и подачи их на вход в двигатель. Эжектирующий воздух подводится от компрессора низкого давления. Система обогрева блоков и отсеков агрегата позволяет проводить пусконаладочные и ремонтные работы в холодное время года, она также обеспечивает отбор горячего воздуха от работающего агрегата для нужд станции. Воздух на систему обогрева отбирается от компрессора высокого давления двигателя в количестве; подключение системы обогрева к станционной системе производится через общий для всего агрегата коллектор 16.

Система автоматизированного пожаротушения и автоматизированная система управления агрегата обеспечивают его работу на всех режимах без постоянного присутствия обслуживающего персонала возле агрегата, а так-же функционирование в составе комплексной системы.

ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЩИЙ АГРЕГАТ ГПА-Ц-16

ГПА-Ц-16

Общая компоновка агрегата

Агрегат состоит из отдельных функционально завершенных бло­ков и сборочных единиц полной заводской готовности, стыкуемых меж­ду собой на месте эксплуатации.

Общий вид газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-16 показан на рис. 2.

В состав ГПА входят: турбоблок, воздухоочистительное уст­ройство (ВОУ), шумоглушители всасывающего тракта, всасывающая ка­мера, промежуточный блок, блок вентиляции, два блока маслоохлади­телей, выхлопной диффузор, выхлопная шахта, шумоглушители выхлоп­ного тракта, опора выхлопной шахты, блок автоматики, блок маслоагрегатов, блок фильтров топливного газа, система подогрева цикло­вого воздуха, система пожаротушения, система обогрева.

Базовой сборочной единицей агрегата является турбоблок, уста­навливаемый на монолитном железобетонном фундаменте. Над турбоблоком на отдельной опоре установлены сборочные единицы выхлопного устройства двигателя и системы подогрева циклового воздуха. Забор воздуха для двигателя НК-16СТ осуществляется через воздухоочистительное устройство, шумоглушители, всасывающую камеру и патрубок промежуточного блока.

С целью обеспечения удобства обслуживания агрегата основные узлы маслосистемы размещены в отдельном блоке маслоагрегатов, а приборы и щиты системы автоматического управления агрегатом - в блоке автоматики.

Для повышения компактности ГПА блоки вентиляции и маслоохладителей размещены соответственно на промежуточном блоке и блоке маслоагрегатов. Для повышения надежности двигателя НК-16СТ в сос­тав агрегата введен блох фильтров топливного газа. Обогрев блоков ГПА осуществляется горячим воздухом из общестанционного коллекто­ра.

Стыковка всех блоков производится через гибкие переходники, позволяющие компенсировать неточности установки при монтаже агре­гата.

Общий вид агрегата ГПА - Ц - 16:

1. Камера всасывания; 2. Шумоглушители; 3. Устройство воздухоочистительное; 4. Система подогрева циклового воздуха; 5. Утилизатор; 6. Шумоглушители выхлопа; 7. Диффузор;

8. Опора выхлопной шахты; 9. Турбоблок; 10. Блок АСП; 11. Блок маслоагрегатов.

Основные технические данные агрегата ГПА-Ц-16

Производительность, приведенная к температуре газа

293 К (20 0 С) и давлению 0,101 МПа,

м 3 /с.......................................................................... 384,82

млн.м 3 /сут............................................................... 33,25

Давление, МПа

начальное...................................................... 5,17

конечное......................................................... 7,45

Степень повышения давления.................................1,37 ¸ 1,44

Политропный КПД нагнетателя,%............................ 83

Температура газа на всасывании, К (0 С),

(расчетная) ................................................................... 288(15)

Расчетное повышение температуры газа в нагнетателе

на номинальном режиме, О С...........................................31

Частота вращения ротора нагнетателя С -1 , об/мин

номинальная.........................................................................88,3(5300) минимальная.........................................................................62,5(3750) максимальная....................................................................... 92,75(5565)

Номинальная мощность на муфте нагнетателя, кВт.....16000

Давление газа, МПа

топливного...............................................................2,5 ± 0,2

пускового............................................................... 0,3 ± 0,45

Время запуска ГПА без учета предпусковой

подготовки, с (мин) не более..............................................900(15)

Безвозвратные потери масла, не более, кг/ч

по двигателя.............................................................. 1,0

по нагнетателю......................................................... 0,5

Масса, не более, кг

агрегата.................................................................... 170000

наиболее тяжелой транспортной единицы............ 60000

Продольный разрез агрегата ГПА - Ц - 16:

1. Камера всасывания; 2. Шумоглушители; 3. Воздухоочистительное устройство; 4. Блок вентиляции; 5. Промежуточный блок; 6. Патрубок; 7. Воздушный охладитель масла; 8. Отсек двигателя; 9. Двигатель НК-16СТ; 10. Выхлопная улитка; 11. Шумоглушитель выхлопа; 12. Диффузор; 13. Герметичная перегородка; 14. Промежуточный вал; 15. Гидроаккумулятор; 16. Нагнетатель НЦ - 16; 17. Отсек нагнетателя; 18. Маслобак нагнетателя.

Блоки агрегата

Турбоблок включает в себя следующие основные сборочные единицы: раму, контейнер, приводной двигатель НК-16СТ, установленный на подмоторной раме, выхлопную улитку, переходник, нагнетатель и муфту, передающую вращение от свободной турбины двигателя к наг­нетателю. Кроме того, в турбоблоке размещены отдельные сборочные единицы масляной системы, систем обогрева, автоматического пожаро­тушения, обогрева циклового воздуха и автоматического управления агрегата.

Рама предназначена для закрепления на ней основных сборочных единиц турбоблока. Она представляет собой сварную металлоконструк­цию прямоугольной формы, коробчатого сечения.

Контейнер турбоблока является помещением для размещения основ­ных сборочных единиц и систем агрегата, обеспечивает определенный микроклимат для их эксплуатации и необходимые условия труда для обслуживающего персонала в период проведения ремонтных и регла­ментных работ. Контейнер при помощи герметичной перегородки раз делен на два изолированных одно от другого помещения: отсек дви­гателя и отсек нагнетателя. Отсеки представляют собой сварные кар­касы из профильного проката с закрепленными на них щитами (панеля­ми). В отсеках расположены двери и кронштейны для закрепления на­весного оборудования.

Для проведения ремонтных и регламентных работ в отсеке нагнетателя установлен ручной передвижной кран грузоподъемностью 5т и ручная таль грузоподъемностью 1 т.

Вентиляция отсека двигателя осуществляется вентилятором, ус­тановленным в блоке вентиляции. Вентиляция отсека нагнетателя осуществляется вентилятором, установленным в верхней части этого отсека.

Улитка (рис. 3) предназначена для плавного торможения и поворота на 90 0 п отока выхлопных г азов прив одного д вигателя с после­ду ющим вы бросо м их через выхлопное у стройст во в ат мосферу . Ул ит ка состоит из диффузора, корпуса и фланц а, изготовленных из пожаросто йкой стал и и соедине нных между с обой при по мощи сварного соедине ния. Осерадиальный диффузор со с тор оны вала свободной турбины двигателя и корпус с наружных сто ро н покрыт слоем теплоизоляции из каолиновых волоко н. Пер еход ни к является сост авной часть ю выхлопного устройства агрегата. Он состоит из каркаса, обшитого стальными листами.

Муфта предназначена для передачи крутящего момента от сво­бодной турбины двигателя ротору нагнетателя и состоит из четырех основных частей: упругой муфты со стороны ротора свободной турби­ны, промежуточного вала, зубчатой муфты со стороны ротора нагне­тателя и кожуха муфты. Конструкция муфты позволяет компенсировать радиальные и осевые смещения, возникающие от тепловых расширений роторов и от неточности центровки при монтаже, а также гасить возможные резонансные колебания, возникающие в процессе работы агрегата.

Воздухоочистительное устройство (ВОУ)

предназначено для очистки от пыли и других механических включений циклового воздуха, поступающего из атмосферы в компрессор двигателя, уменьшения эро­зионного износа его лопаточного аппарата, а также уменьшения отло­жений пыли в проточной части компрессора, снижающих экономические показатели двигателя. воу рассчитано на совместную работу с сис­темой подогрева циклового воздуха, работающей по принципу подме­шивания горячих выхлопных газов к всасываемому атмосферному воз­духу на входе ВОУ. ВОУ состоит из камеры, фильтрующих элементов, короба отсоса пыли, вентиля­торов отсоса пыли, патрубков, настила, байпасного клапана и решеток для по­догрева циклового воздуха.

Камера ВОУ представляет собой жесткую сварную конструкцию, каркас которой выполнен из профильного проката, а стенки - из листовой стали. На раме камеры установлены вентиляторы и коробы отсоса пыли. Пол камеры выполнено в виде настила из круглых прутков, что обеспечивает минимальное сопро­тивление цикловому воздуху и дос­туп для обслуживания установленного оборудования.

На коробах установлены фильт­рующие элементы. Фильтрующие элемен­ты представляют собой сужающие камеры с прямоугольным входным окном. Сходящиеся вертикальные листы камеры имеют специальные прорези, через которые атмосферный воздух поступает во входное устройство двига­теля.

ВОУ работает по принципу инерционно-жалюзийных сепараторов (рис. 4). Запыленный атмосферный воздух засасывается в фильтрую­щие элементы через прямоугольные окна в стенках камеры ВОУ. За счет резкого поворота в фильтрующих элементах происходит сепарационное разделение воздушного потока. Запыленный воздух, обладающий большей инертностью, чем чистый, через систему коробов отса­сывается двумя вентиляторами и через патрубки выбрасывается в ат­мосферу. Поток очищенного воздуха, изменив направление в верти­кальных листах фильтрующих элементов, поступает через шумоглушители, предназначенные для снижения уровня шума, в осевой компрессор двигателя.

На задней стенке камеры ВОУ размещены два байпасных клапана и дверь, герметично закрывающаяся с помощью маховиков. Байпасный клапан представляет собой два сварных металлических щита прямоугольной формы, установленных на осях и соединенных между собой системой рычагов.

Открываются клапаны автоматически при достижении разрежения в камере ВОУ 80 мм вод.ст. При снижении разрежения до 50 мм вод.ст. клапана закрываются. С наружной стороны на окнах байпасных клапа­нов установлены металлические сетки.

Решетки для подвода горячих выхлопных газов к фильтрующим элементам ВОУ представляют собой прямоугольные коробы переменного сечения, выполненные из листовой стали, на которых установлены трубы с отверстиями для выхода горячих газов.

Камера засасывания служит для направления очищенного в ВОУ ат­мосферного воздуха к осевому компрессору двигателя. Всасывающая камера состоит из двух составных частей: камеры и рамы, собираемых при монтаже.

Камера представляет собой цельносварной каркас, выполненный из профильного проката. В проемы каркаса вставлены специальные щи­ты, заполненные теплоизоляционными звукопоглощающими матами из супертонкого базальтового волокна. Внутренняя сторона щитов обшита перфорированным стальным листом.

В центральном проеме передней стенки камеры установлены двустворчатые ворота, а на противоположной (задней) стенке - одностворчатые ворота внутренние. Ворота служат для закатки и выкатки двигателя при его замене.

На внутренних воротах камеры закреплена лемниската, обеспечи­вающая направленный поток воздуха к двигателю. Вверху по наружно­му контуру камеры приварены кронштейны для крепления шумоглушите­лей всасывающего тракта.

Рама представляет собой цельносварную конструкцию прямоуголь­ной формы, на которую при монтаже устанавливается камера. С наруж­ной стороны к раме приварены цапфы и кронштейны, при помощи кото­рых она крепится к фундаменту. На раме установлены рельсы, пред­назначенные для выкатки двигателя НК-16СТ.

Блок промежуточный предназначен для формирования равномерно­го потока воздуха непосредственно перед входным направляющим аппа­ратом осевого компрессора двигателя. Блок состоит из каркаса, пат­рубка и проставки, установленных на подвижной раме на стойках.

Каркас блока представляет собой жесткую сварную металлоконст­рукцию из профильного проката. К полу каркаса закреплены две бал­ки, по которым осуществляется перемещение двигателя и рамы с пат­рубком и проставкой. Патрубок круглого сечения выполнен из листо­вой нержавеющей стали. По патрубку атмосферный воздух подводится к осевому компрессору двигателя. По Функциональному назначению проставка является продолжением патрубка и введена с целью облег­чить стыковку патрубка с лемнискатой и диффузором двигателя. Те­лескопическое соединение проставки с патрубком обеспечивает сво­бодное перемещение проставки вдоль оси.

Рама представляет собой сварную конструкцию, выполненную из горячекатаного швеллера. На раме закреплены стойки, на которых ус­танавливается патрубок, и опоры для установят проставки. Перемеще­ние рамы по направляющим балкам осуществляется с помощью четырех колес, установленных на специальных кронштейнах, позволяющих под­нимать или опускать раму на колесах.

Выхлопное устройство с шумоглушением служит для выброса вых­лопных газов и снижения шума выхлопа двигателя НК-16СТ.

Устройство состоит из диффузора, проставки и шумоглушителя. Выхлопное устройство поддерживается опорой.

Диффузор предназначен для плавного уменьшения скорости вы­хлопных газов и представляет собой цельносварную конструкцию, сос­тоящую из каркаса, внутренние проемы которого заполняются звукопоглощающим материалом. Проставка представляет собой сварную конструкцию и служит для забора выхлопных газов, идущих на обогрев всасывающего трак­та.

Шумоглушитель пластинчато-щелевого типа предназначен для снижения уровня шума от выхлопных газов двигателя.

Сварная конструкция шумоглушителя состоит из каркаса, щитов (панелей) и пластин. К внутренним сторонам каркаса крепятся плас­тины, образующие щели, через которые проходят выхлопные газы,

Пластина имеет обтекаемую форму. Сварной каркас пластины вы­полнен из гнутых профилей и обшит с двух сторон перфорированным стальным листом. Пространство между листами обшивки заполнено звукопоглощающим материалом.

В проемы каркаса шумоглушителя вставлены и приварены щиты. Каждый щит с наружной стороны обшит стальным листом, а с внутрен­ней - стальным перфорированным листом. Между листами обшивки рас­полагаются звукоизоляционные маты. В выхлопной шахте устанавли­ваются два шумоглушителя.

Блок маслоохладителей предназначен для охлаждения масла, цир­кулирующего в системах смазки и уплотнения агрегата.

Компоновка ГПА-Ц-16 предусматривает установку двух блоков маслоохладителей: одного - для охлаждения масла, циркулирующего в системе смазки двигателя НК-16СТ, другого - в системе смазки и уп­лотнения нагнетателя.

Блок маслоохладителей состоит из поддона с четырьмя опорами, на которых устанавливаются маслоохладители (по два в каждом блоке), По периметру поддона привариваются контейнер блока маслоохладите­лей, состоящий из каркаса со щитами и жалюзи, а также крыши. В каждом блоке имеется по четыре осевых вентилятора типа 06-300.

В качестве маслоохладителей применены аппараты типа:

АВМ-Г-9-6-БЗ-В ОСТ 26-02-2018-77.

8-8-3

Блок маслоохладителей работает следующим образом: атмосферный воздух вентиляторами блока засасывается и продувается через аппа­раты АВМ, отбирая тепло с поверхности оребрения труб, а затем по­дается во внутрь контейнера и через жалюзи выбрасывается в атмосферу. Открытие жалюзи происходит за счет наличия избыточного давления (поддува) в объеме контейнера блока маслоохладителей, создаваемого вентиляторами. Поддержание требуемой температуры масла происходит автоматически при помощи регуляторов температуры и за счет включе­ния или выключения соответствующего вентилятора.

Блок вентиляции предназначен для размещения оборудования, обеспечивающего вентиляцию отсека двигателя турбоблока и просос атмосферного воздуха через маслоохладители при отсутствии элект­роэнергии.

Блок вентиляции включает каркас, вентиляторы, патрубок и заслонки с гидроприводом, состоящим из гидроцилиндра, гидрорас­пределителя, соединительных шлангов, системы тяг, компенсатора и переходников.

Каркас блока - это сварная конструкция из профильного прока­та. В стенке со стороны ВОУ имеется проем для соединения внутрен­него пространства блока вентиляции со всасывающим трактом двига­теля через гибкий переходник, устанавливаемый при монтаже агрега­та. С этим проемом соединен всасывающий патрубок вентилятора, а в свободной части проема установлены специальные заслонки. В прое­мах противоположной стенки установлены шесть щитов с жалюзи. Прое­мы каркаса со стороны маслоохладителей свободны.

Вентиляторы служат для подачи очищенного воздуха, отбираемо­го из шумоглушителя ВОУ, в отсек двигателя. Поворотные заслонки предназначены для открытия или закрытия люка, соединяющего блок вентиляции с всасывающим трактом двигателя. Управление заслонками производится при помощи гидропривода и системы тяг и рычагов.

Схема работы блока вентиляции в нормальном и аварийном (при отсутствии электроэнергии) режимах представлена на рис. 5.

В нормальном режиме работы блока вентиляции 3 воздух из ат­мосферы засасывается осевыми вентиляторами, проходит через мас­лоохладители 5 и через жалюзи в блоках вентиляции и маслоохладите­лей выбрасывается наружу. Жалюзи открыты под воздействием избыточ­ного давления внутри блоков. Заслонки 6 в этом случае закрыты и отсекают блок вентиляции от всасывающего тракта двигателя. Центро­бежный вентилятор 4 забирает очищенный после ВОУ воздух из шумо­глушителя 7 и подает его в отсек двигателя 8. В аварийном режиме работы заслонки поворачиваются на 90 0 и блок вентиляции соединяет­ся со всасывающим трактом двигателя. Воздух из атмосферы за счет разрежения, создаваемого двигателем в блоках вентиляции и маслоох­ладителей, просасывается через вентиляторные отверстия, через ап­параты воздушного охлаждения масла и затем через открытые заслон­ки в блоке вентиляции поступает на вход в двигатель. Жалюзи 1 в блоках маслоохладителей и вентиляции при этом закрыты. Вентиляция отсека двигателя в турбоблоке в этом случае осуществляется за счет прососа воздуха из турбоблока через центро­бежный вентилятор и далее на вход в двигатель. В турбоблоке соз­дается разрежение и атмосферный воздух засасывается в те вентиля­ционные окна, через которые в нормальном режиме работы агрегата происходит выброс воздуха. В аварийном режиме работы агрегата вен­тиляция отсека двигателя осуществляется неочищенным воздухом.

Блок маслоагрегатов предназначен для размещения маслоагрегатов и арматуры масляной системы, что позволяет производить их безопасное обслуживание при работе газоперекачивающего агрегата. Блок маслоагрегатов состоит из каркаса сварной конструкции, к которому при помощи специальных прижимов прикреплены щиты (панели). Для вентиляции блока в нем предусмотрен вентилятор.

Блок автоматики служит для размещения приборных щитов и дру­гого оборудования системы автоматики. Блок автоматики состоит из каркаса и крыши. К каркасу при помощи специальных прижимов при­креплены щиты (панели). Крыша служит опорной поверхностью блока маслоохладителей.

Блок фильтров топливного газа предназначен для очистки при­родного газа от возможных загрязнений в трубопроводах между стан­ционным блоком подготовки топливного газа и входом в двигатель, а также при нарушении работы системы подготовки топливного газа.

Блок состоит из двух фильтров, установленных на раме. Конст­рукция блока фильтров позволяет включать в работу фильтры как поочередно, так и одновременно оба.

Фильтр топливного газа состоит из корпуса, фильтрующего эле­мента, каркаса и крышки. Степень фильтрации топливного газа10 мкм.

Блок пожаротушения служит для размещения установки автомати­ческого газового пожаротушения УАГЭ-8, вытяжного вентилятора, ар­матуры и других устройств. Выход огнегасящего вещества производит­ся через штуцера в боковых стенках отсека.

Автоматическая система пожаротушения обеспечивает пожарную защиту отсеков двигателя и нагнетателя за счет своевременного об­наружения очага загорания и последующего подавления его путем ав­томатической подачи огнегасящего вещества. В качестве огнегасящего вещества применен хладон 114В2. Полный заряд хладона составляет 480 кг, при этом рабочий и резервный заряды - по 240 кг. Давление хладона в баллонах при тем­пературе 25 0 С составляет 12,5 МПа.

Для обнаружения пожара и выдачи команды в систему управления в отсеках двигателя и нагнетателя установлены соответствующие дат­чики.

При возникновении пожара в отсеке двигателя автоматика систе­мы пожаротушения выдает команду на выпуск хладона через 5-10с пос­ле прохождения сигнала. Эта задержка устанавливается для исключе­ния влияния вентиляции отсека двигателя и выброса воздуха из кла­панов перепуска воздуха на процесс тушения пожара.

При возникновении пожара в отсеке нагнетателя команда на выб­рос хладона происходит немедленно.

Нагнетатель НЦ-16-76

Нагнетатель состоит из следующих основных частей (рис. 6): наружного корпуса 1, который конструктивно представляет собой стальной кованый цилиндр. К цилиндру с внешней стороны приварены стальные кованые патрубки (всасывающий и нагнетательный). К ниж­ней части цилиндра приварены опорные лапы, а в верхней части - опорные лапы под два гидроаккумулятора. В нижней части корпуса па­раллельно оси нагнетателя выполнены шпоночные пазы для фиксации нагнетателя от поперечных смещений после центровки с ротором свободной турбины двигателя НК-16СТ. С обоих торцов корпус закрыт стальными коваными крышками 11, 18, которые фиксируются в корпусе разрезными стопорными кольцами 14, 10 и кронштейнами 17. Внутри наружного корпуса расположен внутренний корпус 32. К внутреннему корпусу крепится единственная в проточной части горизонтально-разъемная деталь, нижняя часть обратного направляющего аппарата 30. Внутренний корпус состоит из камеру всасывания Б, диафрагмы 31, диффузоров 29, входного направляющего аппарата (НА) 33 и обратного НА 30. В нижней части внутреннего корпуса закреплены ро­лики, на которых внутренний корпус вкатывается в наружный.

В нагнетателе предусмотрены герметизация и уплотнение внут­ренних полостей проточной части и торцовых крышек 11, 18, что осу­ществляется при помощи резиновых уплотнительных колец 2 и 3, а также узла лабиринтного уплотнения.

Конструктивно узел выполнен следующим образом: к торцевой крышке со стороны нагнетателя крепится улитка 28, которая совместно с внутренней частью торцевой крышки образует сборную камеру А с радиальным выходом. К улитке 28 крепится втулка 15, образующая с думмисом 16 лабиринтное уплотнение. Переднее уплотнение рабочих колес и межступенчатое уплотнение также лабиринтного типа. Ротор 5 представляет собой ступенчатый вал с напрессованными на него двумя рабочими колесами 13, 14, думмисом 16 и диском упорного под­шипника 28, который крепится на валу ротора при помощи гайки 24. На приводном конце вала расположены детали зубчатой муфты 6. Рабо­чие колеса паяной конструкции изготовлены из нержавеющей стали и состоят из основного и покрывного дисков. Ротор установлен на двух подшипниках скольжения -опорном 4 и опорно-упорном 27.

Думмис 16 предназначен для уменьшения осевого усилия на опорно-упорный подшипник нагнетателя. Для уменьшения осевых нагрузок на опорно-упорный подшипник полость всасывания Б соединена с задуммисной камерой В внешним трубопроводом. Для выравнивания давления газа в концевых уплотнениях они соединены между собой внешней тру­бой. После сборки ротор подвергается динамической балансировке. Уплотнение ротора нагнетателя состоит из концевого уплотнения 19, представляющего собой щелевые масляные уплотнения с плавающими кольцами, и лабиринтного уплотнения.

Подшипники крепятся к торцевым крышкам 11, 16 через обоймы уплотнений 19 и закрыты кожухами 8, 26. К кожуху 26 подшипника 27 со стороны нагнетателя крепится блок маслонасосов, который состоит из шестеренчатого насоса 23 системы смазки и трехвинтового насоса 22 системы уплотнения.

Для замера вибрации ротора на торцах подшипников установлены датчик вибрации 7 и датчик осевого сдвига ротора 20.

Система смазки и уплотнения агрегата

Система смазки и уплотнения агрегата включает в себя две автономные системы: смазки и уплотнения нагнетателя; смазки двига­теля НК-16СТ.

В каждой системе имеются свои бак, насосы, охладители, фильт­ры и приборы автоматики.

Система смазки нагнетателя обеспечивает подачу масла для смазки и охлаждения двух опорных и одного упорного подшипников нагне­тателя, а также торсионного (промежуточного) вала, передающего вращение от двигателя к нагнетателю.

Система уплотнения предназначена для предотвращения прорыва сжимаемого газа из нагнетателя в контейнер турбоагрегата,

В системе смазки нагнетателя масло забирается из бака (рабо­чая емкость 3,5 м 3)через заборный фильтр основным (шестеренчатым) насосом с приводом от нагнетателя или пусковым насосом (винтовым) с электроприводом и по напорным линиям подается в аппараты воз­душного охлаждения. Пройдя через аппараты воздушного охлаждения, масло направляется в регулятор температуры, который поддерживает заданную температуру после себя путем частичного перепуска масла по байпасной линии. Температура настройки 45 0 С. При достижении этой температуры перепуск масла уменьшается и увеличивается пода­ча через аппараты. После регулятора масло подается в фильтры. Ох­лажденное и очищенное масло поступает в коллектор смазки нагнета­теля. Из коллектора часть масла направляется в систему уплотне­ния, а остальная часть на смазку подшипников нагнетателя и торсионного вала. Регулирование давления в коллекторе производится ре­дукционным клапаном за счет частичного сброса масла в бак. С то­чек смазки нагнетателя масло сливается в бак. В баке установлены сигнализаторы уровня, предназначенные для контроля и выдачи команды на пополнение бака маслом. Предпусковой разогрев масла в баке производится электронагревателями при включенном пусковом насосе.

Система уплотнения нагнетателя

Масло в систему уплотнения нагнетателя подается основным (винтовым) насосом из системы смазки нагнетателя или пусковым (винтовым) насосом с электроприводом из бака и по напорным линиям направляется в фильтры высокого давления. Из фильтров масло нап­равляется в два проточных гидроаккумулятора, предназначенных для подачи масла в уплотнения при аварийных остановках агрегата. Из гидроаккумуляторов масло направляется в уплотнения нагнетателя и на регуляторы перепада давления РПД 1 и РПД 2. Регуляторы перепада давления поддерживают постоянное превышение давления масла над га­зом на всех режимах работы агрегата (0,15 ¸ 0,2 МПа) за счет изменения сброса (слива) части масла, подаваемого в систему уплотне­ния. В уплотнениях нагнетателя масло разделяется на два потока:

* большая часть масла под действием перепада давления между маслом и атмосферой проходит по зазору между уплотнительными кольцами и ротором в сторону свободного слива, где смешивается с мас­лом, отводимым от подшипников и сливается в бак;

* меньшая часть масла под действием перепада давления между маслом и газом проходит по зазору между уплотнительными кольцами и ротором в сторону газовой полости нагнетателя, смешиваются в ка­мере "масло-газ" с газом и под давлением направляется в маслоотводчики. В маслоотводчике масло частично освобождается от газа, а затем направляется в дегазатор, где окончательно освобождается от газа, и без давления сливается в бак. Газ из дегазатора выбрасы­вается в атмосферу по трубке суфлирования.

Пусковые насосы предназначены для создания давления в систе­ме смазки и уплотнения нагнетателя во время пуска и остановки аг­регата, а также при подготовке системы к запуску. Отключение пус­ковых насосов производится при достижении рабочих параметров ос­новными насосами по оборотам двигателя НК-16СТ.

Система обогрева ГПА

Система обогрева предназначена для разогрева агрегата в хо­лодное время года перед пуском и для обеспечения нормальных тем­пературных условий для работы приборов и оборудования, установленных в отсеках агрегата. Обогрев агрегата осуществляется горячим воздухом, отбираемым от работающего двигателя НК-16СТ за компрес­сором высокого, давления (T = 280 0 С, Р = 1,0 МПа). Отбираемый от двигатели горячий воздух поступает в станционную систему обогрева, которая объединяет в единую сеть системы обогрева всех агрегатов, установленных на КС. Из станционной системы горячий воздух подводится к каждому ГПА для обогрева блока маслоагрегатов, отсека двигателя и нагнетателя, передней опоры двигателя и дозатора газа ДГ-16. На трубопроводе отбора воздуха от двигателя установлены обратный клапан и вентиль для предотвращения обратного течения воздуха из станционной сети в неработающий двигатель.

В блоке автоматики и блоке пожаротушения для обеспечения необходимых температурных условий работы приборов (не ниже 18 0 С) на трубопроводах обогрева установлены регуляторы температуры РТ-П25-1.

Обогрев ГПА при отсутствии в станционной сети горячего воздуха производится от моторных подогревателей типа УМП-350.

Система подогрева циклового воздуха

Система подогрева циклового воздуха предназначена для предотвращения обледенения всасывающего тракта двигателя НК-16СТ в диапазоне температур атмосферного воздуха от +4 0 С до -10 0 С. Подогрев циклового воздуха осуществляется за счет подачи на вход воздухоочистительного устройства горячих газов из выхлопной шахты агрегата.

Горячие газы эжектируются сжатым воздухом компрессора низкого давления двигателя. После выравнивания потока в камере смешения эжектора смесь подается в общий коллектор. Затем горячая газовоздушная смесь направляется на распределительную решетку, установленную на входе в воздухоочистительное устройство.

Важная информация

Агрегат ГПА-Ц-16

Агрегат ГПА-Ц-16 предназначен для транспортирования природного газа по магистральным газопроводам при рабочем давлении 56-76 кг/кв. см.

На дожимных компрессорных станциях ГПА работает с давлением на выходе до 41 кг/кв. см со сменной проточной частью нагнетателя.

ГПА полностью автоматизирован, устанавливается в индивидуальном контейнере и может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -55 до +45 град. С.

Газотурбинный двигатель НК-16СТ

воздухоочистительный газотурбинный двигатель агрегат

Стационарный газотурбинный двигатель НК16-СТ создан на базе авиационного турбовентиляторного двигателя НК-8-2У. Представляет из себя двухкаскадную трехвальную ГТУ. Состоит из двух модулей - газогенератора и свободной турбины, имеющих собственные рамы. Модули при эксплуатации могут заменяться.

Нагнетатель НЦ-16

Нагнетатель представляет из себя двухступенчатую центробежную машину, предназначенную для сжатия природного газа. Состоит из следующих составных частей. Наружного корпуса, который представляет собой стальной кованый цилиндр. К цилиндру с внешней стороны приварены стальные кованые патрубки - всасывающий и нагнетательный. К нижней части приварены опорные лапы нагнетателя, а в верхней части - опорные лапы под два гидроаккумулятора. С обоих торцов корпус закрыт стальными коваными крышками, которые фиксируются разрезными стопорныим кольцами и кронштейнами. Внутри наружного корпуса расположен внутренний корпус. Внутренний корпус состоит из камеры всасывания, диафрагмы, диффузоров, входного и обратного направляющих аппаратов. В нижней части внутреннего корпуса закреплены ролики, из которых внутренний корпус вкатывается в наружный.

Воздухоочистительные устройства / ВОУ-110-4Ц для агрегата ГПА-Ц-16

Преимущества и особенности

Использование комбинированной системы фильтрации (КСФ) на базе фильтров EMW filtertechnik VKKW RU-400-4-MG-1-PF-MPK-48/22 (производства фирмы EMW, Германия) обеспечивает очистку воздуха до степени F9 (максимальный размер частиц пыли после фильтров - не более 5 мкм);

конструкция самого фильтра позволяет легко производить его замену в случае засорения;

благодаря использованию фильтров EMW ВОУ обладает значительно меньшим сопротивлением по сравнению с аналогами;

в качестве обшивки козырька используется поликарбонат, крепящийся к каркасу при помощи алюминиевых профилей и саморезов, и обладающий рядом преимуществ по сравнению с другими материалами: невысокой стоимостью, меньшей массой, отсутствием коррозии, возможностью монтажа без использования сварки;

байпасный клапан, установленный сверху блока фильтров, автоматически срабатывает при перепаде давления 70 мм. вод. ст на всасе и возвращается в исходное положение при перепаде давления 52 мм. вод. ст. Обогрев клапана позволяет срабатывать ему при любом диапазоне температур;

конструкция блоков фильтров в виде призм позволяет уменьшить площадь и массу ВОУ;

конструкция козырька ВОУ обеспечивает скорость воздуха на всасе до 0,8 м/с, что исключает попадание атмосферных осадков под козырек.

Технические характеристики

Газотурбинный двигатель НК-16СТ

Газотурбинный двигатель НК-16СТ для газодобывающей отрасли создан на базе авиационного двигателя НК-8-2У, что обеспечивает его высокую надежность и эффективность. Применяется в газоперекачивающих агрегатах ГПА-Ц-16.

Серийное изготовление и поставка двигателя НК-16СТ на магистральные газопроводы производятся с 1982 года. Выпущен 1141 двигатель. Суммарная наработка парка двигателей составляет больше 40 миллионов часов. В связи с высокой надежностью данный привод нашел применение вэнергетике. В настоящее время на более чем 30 электростанциях двигатели НК-16СТ используют в качестве приводов энергоустановок, работающих на попутном нефтяном газе.

Технические характеристики

Система электрического запуска газотурбинного двигателя

Электростартер СТЭ-18СТ

Одна из последних разработок ЗАО «Эверест-турбосервис» и ОАО «Электропривод» (г. Киров) - создание электростартера СТЭ-18СТ для запуска газотурбинного двигателя НК-16СТ и его модификаций мощностью 16-20 МВт, используемого ОАО «Газпром» более чем в 600 газоперекачивающих агрегатах.

Преимущество новой разработки заключается в замене турбодетандерного запуска двигателя с помощью сжатого природного газа (в этом случае в атмосферу суммарно выбрасывается до 3 млн. м3 природного газа в год) на экологически чистый электрозапуск. Это позволит упростить систему запуска, снизить расход природного газа, повысить экологическую и технологическую безопасность. Данная разработка отвечает всем требованиям по экологичности эксплуатируемого оборудования.

Электростартер устанавливается на место пневмостартера и не требует доработки места стыковки с коробкой привода агрегатов двигателя, что позволяет производить монтаж системы электрозапуска с электростартером СТЭ-18СТ в условиях эксплуатации.

Номинальная мощность электростартера СТЭ-18СТ - 65 кВт, номинальный крутящий момент, развиваемый электростартером, составляет 245 Н/м (25 кгс/м), режим его работы повторно-кратковременный. Управление электростартером осуществляется блоком управления БУС-18СТ, который преобразует напряжение переменного трехфазного тока 380В, 50Гц в напряжение переменного трехфазного тока от 0 до 380В и частотой от 0 до 400Гц. Блок управления определяет готовность электростартера к работе, задает режимы его работы, момент вращения электростартера, выдает сигнал на отключение, а так же позволяет провести диагностику и настройку параметров электростартера.

Электростартер СТЭ-18СТ сертифицирован и имеет маркировку взрывозащиты 1ExdIIВТ3. Его применение разрешено во взрывоопасных зонах.

В ноябре 2006 года электростартер СТЭ-18СТ в составе системы электрозапуска двигателя НК-16СТ прошел успешные стендовые испытания на стенде Зеленодольского машиностроительного завода. Испытания электростартера проводились в соответствии с действующим на компрессорных станциях ОАО «Газпром» алгоритмом запуска двигателей НК-16СТ, то есть неоднократно повторялась серия из трех холодных прокруток и запуска двигателя. Максимальное значение температуры обмоток статора электростартера при этом составило 76°С.

В соответствии с «Программой приемочных испытаний системы электрического запуска двигателя НК-16СТ в газоперекачивающем агрегате ГПА-Ц-16 на КС «Вязниковская» ООО «Волготрансгаз» в апреле-мае 2007 года на двигателе НК-16СТ выполнена замена воздушного стартера на электростартер СТЭ-18СТ с блоком управления БУС-18СТ. После отладки установленного оборудования агрегат ГПА-Ц-16 был выведен на режим «Магистраль».

В июне 2007 года система электрического запуска двигателя НК-16СТ без замечаний прошла предварительные испытания в объеме «Программы приемочных испытаний системы электрического запуска двигателя НК-16СТ в газоперекачивающем агрегате ГПА-Ц-16 на КС «Вязниковская» ООО «Волготрансгаз». Электростартер СТЭ-18СТ полностью обеспечил выполнение циклограммы холодной прокрутки, горячего запуска и промывки газовоздушного тракта двигателя НК-16СТ.

В августе 2007 года с целью оценки эффективности и работоспособности системы электрического запуска двигателей НК-16СТ (НК-16-18СТ) с электростартером СТЭ-18СТ и принятия решения по дальнейшему внедрению данной системы специальной комиссией проведены приемочные испытания на объекте ОАО «Газпром» - КС «Вязниковская» ООО «Волготрансгаз». На основании положительного результата приемочных испытаний Приемочной комиссией ОАО «Газпром» принято решение о доработке остальных двигателей НК-16СТ на КС «Вязниковская» системами электрического запуска и рекомендовано применение данной системы электрозапуска на других объектах ОАО «Газпром».

На двигателях НК-16СТ (НК16-18СТ) в июне 2009 года на КС «Вязниковская» специалистами ЗАО «Эверест-Турбосервис» и ОАО «Электропривод» была выполнена доработка системы запуска путем замены пневмостаретера на электростартер СТЭ-18СТ. Решение о переводе всех двигателей КС «Вязниковская» на систему электрического запуска было принято после 2,5 лет лидерной эксплуатации системы с электростартером СТЭ-18СТ на одном из двигателей этой станции. За это время электростартер выполнил около 500 запусков и не имел дефектов.

В процессе оборудования двигателей системой электрозапуска проводилась доработка электротехнической части газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-16 для подключения электростартера к основному вводу существующего вводно-распределительного устройства, расположенного в отсеке автоматики ГПА. На каждом двигателе после монтажа системы электрического запуска и доработки электрики ГПА выполнялись холодные прокрутки, горячие запуски и промывка газовоздушного тракта, после чего агрегат по акту передавался эксплуатационниками.

Кроме того, продолжаются испытания оснащенного электростартером СТЭ-18СТ двигателя НК-361 мощностью 25 МВт, установленного на магистральном газотурбовозе ГТ-1.

Технический потенциал электростартера СТЭ-18СТ, проявленный при испытаниях, позволяет использовать его в системах электрозапуска газотурбинных двигателей других типоразмеров и мощности.

Блок управления стартером БУС-18СТ

Технические характеристики:

· Электропитание и управление электростартером осуществляется от блока управления стартером БУС-18СТ.

· Электропитание БУС осуществляется от сети переменного трехфазного тока:

· Напряжение питание 380В

· Частота напряжения 50Гц

· Номинальная мощность электростартёра 60…65кВт

· Номинальный момент, развиваемый электростартёром 245Н м (25 кгс м)

· Максимальный момент, развиваемый электростартёром, не менее 539Н м (55 кгс м)

· Ток, потребляемый электростартёром

· при номинальном моменте, не более 120А

· Частота выходного вала электростартёра:

o на режиме холодной прокрутки 1380 об/мин

o на режиме горячего запуска 2600 об/мин

· Напряжение управляющих сигналов 27В

· Режим работы повторно-кратковременный

· Масса электростартёра, не более 57 кг

· 230х440ÆГабариты электростартёра

· Габариты БУС 1500х1000х400 мм

· Масса БУС 250 кг

Нагнетатель НЦ-16

Корпус нагнетателя позволяет устанавливать проточную часть на весь ряд мощностей двигателей и получить высокий политропный КПД на конечное давление 56, 76 и 85 кгс/см2 и отношения давлений 1,36; 1,44 и 1,5.

Для газоперекачивающих агрегатов производятся современные нагнетатели с электромагнитным подвесом ротора и газодинамическими уплотнениями. Нагнетатели предназначены для перекачки природного газа по магистральным газопроводам. Базовые корпуса нагнетателей расcчитаны на установку сменных проточных частей, на конечное давление 56, 76 и 85 кгс/см2 и отношения давлений 1,36, 1,44 и 1,5.

Нагнетатели поставляются также и в составе нагнетательных установок, включающих блок нагнетателя с системами обеспечения.

Корпус нагнетателя на сборке

Установка нагнетательная центробежная УНЦ-16-76/1,44 применена в ГПА-16 «Волга», нагнетатель НЦ-12 56/1,44 применен в ГПА - 12 «Урал» и нагнетатель НЦ-8-56/1,44 применен в АГПУ - 8 «Волга». Нагнетатель НЦ-16-76/1,44 создан на высоком техническом уровне с использованием магнитного подвеса ротора и «сухих» газодинамических уплотнений. Применение пространственных лопаток рабочих колес и безлопаточного диффузора обеспечило получение политропного КПД в рабочей точке 85% и широкий диапазон эффективной работы нагнетателя. Конструктивно нагнетатели выполнены на базе лицензий фирмы «Дрессер» (США).

Твердосплавное кольцо со спиральными канавками «сухого» уплотнения

Предусмотрена возможность установки в нагнетатель любого из двух концевых уплотнений: торцовых масляных и «сухих» газодинамических. Подшипники применяются как гидродинамические масляные, так и «сухие» электромагнитные.

Техническая характеристика нагнетателей и нагнетательных установок с газотурбинным приводом

Литература

1. http://compressormash.ru

Http://www.new.turbinist.ru