Разработка, апробация и реализация методов совершенствования газоперекачивающих агрегатов, эксплуатируемых в условиях многониточной газотранспортной системы

Васин, Олег Евгеньевич

Турбомашины и комбинированные турбоустановки

автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.12, диссертация на тему:Разработка, апробация и реализация методов совершенствования газоперекачивающих агрегатов, эксплуатируемых в условиях многониточной газотранспортной системы

кандидата технических наук: Васин, Олег Евгеньевич
город: Екатеринбург
год: 2003
специальность ВАК РФ: 05.04.12

Диссертация по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению на тему «Разработка, апробация и реализация методов совершенствования газоперекачивающих агрегатов, эксплуатируемых в условиях многониточной газотранспортной системы»

Автореферат диссертации по теме "Разработка, апробация и реализация методов совершенствования газоперекачивающих агрегатов, эксплуатируемых в условиях многониточной газотранспортной системы"

На правах рукописи

ВАСИН Олег Евгеньевич

РАЗРАБОТКА, АПРОБАЦИЯ И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ, ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ В УСЛОВИЯХ МНОГОНИТОЧНОЙ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ

Специальность 05.04.12 - Турбомашины и комбинированные турбоустановки

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2003

Работа выполнена на кафедре "Турбины и двигатели" ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ" и в ООО "Тюментрансгаз", ОАО "Газпром"

Научный руководитель - канд. техн. наук, доцент Ревзин Борис Соломонович

Научный консультант - канд. техн. наук Завальный Павел Николаевич

Официальные оппоненты:

д-р. техн. наук, проф. Огнев Владимир Васильевич канд. техн. наук Яхнис Валентин Александрович

Ведущая организация - ООО "Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий" (ООО ВНИИГАЗ), ОАО "Газпром"

Защита состоится 27 июня 2003 г. в 13-00 в ауд. Т-703 на заседании специализированного совета Д.212.285.07 при ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ" по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ".

Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, К-2, УГТУ, Ученому секретарю университета.

Автореферат разослан 26 мая 2003 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д.212.285.07 к.т.н., доцент

Плотников П.Н.

2оо з-Д

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В сложившихся российских газотранспортных системах (ГТС) более половины парка газоперекачивающих агрегатов (ГПА) оснащено газотурбинным приводом стационарного типа. Например, в наиболее крупной и сложной ГТС "Тюментрансгаз" к началу 2003 года установлено 1137 ГПА двадцати одного типа суммарной мощностью 14800 МВт. Из них в 626 агрегатах привод центробежных нагнетателей (ЦН) осуществляется стационарными ГТУ, в 410 - конвертированными авиационными двигателями, в 101 - судовыми двигателями.

Если обновление парка приводов транспортного типа традиционно осуществляется путем их замены более совершенными двигателями, что требует больших капитальных затрат, то основным путем совершенствования стационарных приводных ГТУ является модернизация, позволяющая повысить их технико-экономические показатели, отсрочить крупные затраты на их замену и рационально распорядиться выделяемым финансированием. При этом необходимо получить существенную экономию топливно-энергетических ресурсов при транспортировке газа по магистральным газопроводам, повысить надежность работы ГПА, улучшить экологическую обстановку в зоне функционирования ГТС. Одновременно необходима модернизация и центробежных нагнетателей с целью формирования оптимальных режимов транспорта газа.

Для проведения работ по модернизации большого парка ГПА в условиях ограниченного финансирования недостаточно выполнения обычных технико-экономических расчетов. Нужно было тщательно проанализировать имеющиеся предложения, опытным путем проверить их эффективность с тем, чтобы реализовать наиболее перспективные на возможно большем числе ГПА с максимальным эффектом.

Выявить наиболее важные направления совершенствования стационарных ГТУ ООО "Тюментрансгаз", на которых мероприятия по модернизации дадут максимальный экономический эффект, апробировать их и обеспечить реализацию на возможно большем числе ГПА с учетом возможностей финансирования.

Работа выполнена применительно к сложной газотранспортной системе с разнообразными условиями эксплуатации газоперекачивающего оборудования. 1. Экспериментальным путем установлено, что детализированные натурные испытания стационарных ГТУ типа ГТК-10, прошедших модернизацию,

Цель работы

Научная новизна

.НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

дают более достоверные данные об эффективности проведенных усовершенствований, чем различные диагностические методы.

2. Проанализированы и проверены наиболее эффективные технические решения по повышению надежности и экономичности турбоагрегатов ГТН-16 производства ТМЗ.

3. Изучены возможные пути повышения экономических показателей ГТУ типа ГТН-25 НЗЛ и обоснована целесообразность замены этих ГТУ на более современный газотурбинный привод.

4. Усовершенствована методика и проведены натурные испытания трех разных конструктивных типов воздухоподогревателей (рекуператоров) в составе газоперекачивающих агрегатов ГТК-10-4, а также выявлена целесообразность применения их в зависимости от условий установки и эксплуатации.

5. Исследован ряд методов повышения эксплуатационной экономичности регенеративных ГТУ с регулируемой силовой турбиной. Показана возможность дополнительной экономии топливного газа.

6. Проанализированы пути повышения эффективности свободных силовых турбин конвертированных авиационных двигателей и выработаны научно обоснованные рекомендации по их совершенствованию.

7. Усовершенствована методика испытаний нагнетателей природного газа в условиях эксплуатации и разработан метод определения оптимальных параметров сменных проточных частей при изменяющихся параметрах на входе и на выходе компрессорных станций (КС).

Практическая значимость работы

1. Определены и проведены эффективные мероприятия по модернизации турбоблока ГТК-10-4, которые могут быть реализованы без его отправки на завод, что позволило при ограниченном финансировании провести их на большем числе агрегатов.

2. Проведены в составе ГПА ГТК-10-4 испытания рекуператоров различных типов (РВП-3600, РГУ-1800, ВПТ-1400), которые дали возможность обоснованно принять решения о целесообразности использования на каждой компрессорной станции вместо пластинчатых того или иного типа трубчатых рекуператоров.

3. Усовершенствована методика определения развиваемой газотурбинным приводом мощности, что позволило определить эффективность различных работ по модернизации ГТУ и реализовать наиболее перспективные из них.

4. Уточнен эффект от оптимизации программы регулирования в импортных регенеративных ГТУ применительно к условиям КС Тюментрансгаза и намечены мероприятия для ее достижения.

5. Разработан метод определения параметров сменных проточных частей нагнетателей повышенной напорности для головных участков газопрово-

дов, что позволило при минимальном числе работающих ГПА повысить пропускную способность газотранспортной системы на этих участках.

Автор защищает следующие положения

1. Методика обоснования и выбора оптимальных для условий газотранспортной системы ООО "Тюментрансгаз" решений по модернизации проточной части турбомашин и камеры сгорания стационарных ГТУ, имеющих большую наработку с начала эксплуатации (ЛПК-10-4, ГШ-16).

2. Методология и результаты выбора типа конструкции, степени регенерации и компоновки рекуператоров для ГТК-10-4, замещающих существующие, с обеспечением максимального экономического эффекта.

3. Разработка, обоснование и выбор методов контроля эффективности и фактического технического состояния ГПА до и после модернизации (целевые детализированные испытания).

4. Обоснование выбора рациональных параметров для модернизации проточных частей нагнетателей повышенной напорности для головных КС газотранспортной системы, обеспечивающих повышение пропускной способности участков газопровода при минимальном числе работающих агрегатов.

Апробация работы

Основные положения и материалы диссертационной работы докладывались на следующих симпозиумах, конференциях и научно-технических сессиях:

• Шестой международный симпозиум "Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования". Санкт-Петербург. 31 мая-2 июня 2000 г.;

• XLVII научно-техническая сессия по проблемам газовых турбин. РАН. Пермь. 25-28 сентября 2000 г.;

• XI Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция "Газотурбинные и комбинированные установки и двигатели". Москва. 15-17 ноября 2000 г.;

• Седьмой международный симпозиум "Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования". Санкт-Петербург. 30 мая-1 июня 2001 г.;

• XLVIII научно-техническая сессия по проблемам газовых турбин. РАН. Рыбинск. 25-26 сентября 2001 г.;

• Восьмой международный симпозиум "Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования". Санкт-Петербург. 29-31 мая 2002 г.;

• XLIX научно-техническая сессия по проблемам газовых турбин. РАН. Москва. 11-12 сентября 2002 г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 19 работ, получено два патента на изобретения, одно свидетельство на полезную модель.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложений и библиографического списка. Общий объем диссертации 167 страниц, в том числе 42 рисунка, 14 таблиц. Библиографический список включает 42 наименования.

Краткое содержание работы

В первой главе дан аналитический обзор публикаций научно-технических и инженерных разработок, посвященных вопросам повышения эффективности эксплуатации в газотранспортной системе ГПА, имеющих большую наработку с начала эксплуатации. Основное внимание уделено ГПА с газотурбинным приводом стационарного типа, так как именно для таких агрегатов характерна большая выработка ресурса.

Общий показатель эффективности работ ГПА в сложной газотранспортной системе определяется: минимизацией годовых эксплуатационных затрат на транспорт заданного количества газа, включающих суммарный расход топливного газа и смазочных масел, затраты на ремонт и поддержание ГПА в рабочем состоянии; сроком окупаемости затрат на модернизацию, а также соблюдением экологических показателей.

Поскольку в ITC "Тюментрансгаз" большинство стационарных ГТУ составляют агрегаты ГТК-10-4, оснащенные компактными, но малоэффективными пластинчатыми регенераторами теплоты, первостепенное внимание было уделено предложениям по их замене на более совершенные. Установленные в ГТС теплообменники, как известно, в короткий срок теряют свою плотность и не обладают необходимой ремонтопригодностью. Нужно было выбрать тип те-плообменной поверхности, конструкцию рекуператора и определить оптимальную степень регенерации, влияющую на экономичность и на затраты по замене теплообменника.

В соответствии с технико-экономическими исследованиями институтов ВНИИГАЗ и НИИГАЗЭКОНОМИКИ наиболее эффективными считались осе-симметричные трубчатые рекуператоры с промежуточными перегородками диск-кольцо (типа конструкции фирмы GEA) со степенью регенерации 0,820,83. В связи с большим числом регенераторов в ГТС при ограниченном финансировании на первый план вышел тот недостаток конструкции, при котором установка секций такого воздухоподогревателя вызывает демонтаж и перенос

дымовых труб и замену существующего фундамента на новый с большей несущей способностью.

Рассматривались также предложения по установке секций регенератора аналогичной конструкции, расположенных горизонтально, но с меньшей теп-лообменной поверхностью. В конце 90-х годов была отработана конструкция теплообменника ЗАО "ОРМА", состоящего из отдельных модулей массой до шести тонн. Необходимо было проанализировать и другие предложения по замене воздухоподогревателя.

Не менее важным вопросом было рассмотрение, анализ и отбор наиболее эффективных из многочисленных конструктивных разработок по совершенствованию турбогрупп и камер сгорания имеющихся в объединении стационарных ГТУ, характеризуемых различными дефектами и большой наработкой с начала эксплуатации.

Поскольку по силовой турбине был опубликован ряд исследований по улучшению ее использования и усовершенствованию, следовало проработать наиболее важные из них.

По нагнетателям природного газа одним из наименее проработанных вопросов были необходимые характеристики сменных проточных частей ЦН для оснащения цехов головных КС. Сложность заключалась в неопределенности значений давлений газа на входе и выходе КС.

В результате углубленного изучения и анализа вышеупомянутых вопросов, а также с учетом фактического положения дел с газотурбинным приводом стационарного типа в ООО "Тюментрансгаз" и были сформулированы задачи исследования.

Вторая глава посвящена оптимизации решений по повышению эффективности и надежности проточной части турбомашин и камеры сгорания стационарных ГТУ, имеющих большую наработку с начала эксплуатации, а конкретно: ГШ-16 Турбомоторного завода, ГТН-25 и ГТК-10-4 Невского завода.

С начала эксплуатации агрегатов ГТН-16 в ООО "Тюментрансгаз" персонал КС и, в частности, автор, были вынуждены совместно с заводом проводить различные мероприятия по "малой модернизации" ГТУ и ЦН. Затем в отдел КС объединения были переданы технические предложения по модернизации ГТУ, составленные заводом, и практически одновременно аналогичные, выработанные специалистами из ОАО "Уралтурбо". Основная часть этих предложений содержится в табл. 1.

Следовало тщательно проанализировать и отобрать из них наиболее эффективные-с тем, чтобы дополнительные затраты окупились в разумный срок. Для этого были проведены детализированные испытания одного из агрегатов ГТН-16 (рис.1), после чего начаты работы по модернизации, продолжающиеся и по сей день (парк ГТН-16 - 60 ед.).

Кроме того, были организованы специальные исследования по повышению виброустойчивости ротора турбокомпрессора, вызывающего неспокойную работу ГТУ. Некоторые результаты их представлены на рис.2.

Таблица 1

Предложения завода (Г.В.Проскуряков) по модернизации проточной части турбины ГТН-16

№ п/п Мероприятия по модернизации Ожидаемый эффект

1 Спроектировать и изготовить более аэродинамически совершенные рабочие лопатки первой и второй ступени и сопловые лопатки второй ступени Рост КПД ТВД на 3-3,5%

2 За счет мероприятия по п.1 снизить гидравлическое сопротивление промпатрубка между ТВД и ТНД, повысить его надежность и ресурс Повышение вибронадежности промпатрубка и рабочих лопаток ТНД

3 Заменить материал и технологию изготовления рабочей лопатки первой ступени ТВД на сплав ЦНК-8М с выполнением РЛ в виде монокристалла Рост ресурса РЛ с 18-20 до 40-50 тыс. часов

4 Заменить конструкцию промежуточного сегмента над РЛ1 с целью снижения протечек и повышения надежности Рост надежности, сохранение проектного КПД

5 Нанести специальное покрытие на рабочие лопатки с целью уменьшения износа Сохранение малых зазоров в турбине

6 Заменить конструкцию лабиринтового уплотнения на роторе турбокомпрессора на более совершенную Повышение долговечности уплотнения, снижение протечек

/ /

* /*

♦ /

/ /

'1 : 1

Рис.1. Зависимость относительной приведенной мощности от расчетной приведенной температуры газа перед турбиной для ГТУ ГТН-16, подготовленной для испытаний по модернизации

800 0

850 0

900 0

1000 0

Ч пр>°С

Формы колебания ротора ТК при расчетных жесткостях соединений (жесткость опор 350 Н/мкм)

Первая собственная форма

Вторая форма колебаний ротора турбокомпрессора ГТН-16 при 50 %-ном снижении жесткости соединений

НЕЙ-

а) при снижении жесткости вертикального фланца

Ив

Вторая собственная форма

1111 01 :

ДРДта

б) при 30 %-ном снижении жесткости центральной шпильки ОК

^ — 1

Г "71

-^-

в) при одновременном снижении жесткости вертикального фланца и центральной шпильки

Третья собственная форма Рис.2. Формы колебаний гибкого составного ротора ГТН-16 с переменной жесткостью по длине

С учетом упругости масляного слоя и жесткости опор ротор работал между второй и третьей критическими частотами вращения. Проведенные исследования позволили усовершенствовать методику уравновешивания роторов ГТН-16 при балансировке их на низкооборотных станках. Повышение вибростабильности ротора должно способствовать значительному снижению затрат на ремонт. Кроме изменения технологии балансировки, диссертантом была обоснована необходимость снижения шероховатости торцевых поверхностей составных частей ротора.

Совместно с заводом была проведена модернизация кольцевой камеры сгорания ГТН-16, что позволило понизить токсичность выбросов, доведя их до требований нового ГОСТа.

Не было принято диссертантом предложение по переводу ГТН-16 на регенеративный цикл, так как из выполненных проработок следовало, что для реализации этого необходимы большие капитальные затраты с весьма отдаленным и неясным экономическим эффектом.

Турбоагрегат H3JI типа ГТН-25 с нагнетателем 650-21-1 предоставлял широкие возможности для проведения различных работ по модернизации, так как по сложившимся условиям в 80-е годы поставка этих машин производилась одновременно с завершающей стадией их доводки на заводе. После подробного обследования положения дел на компрессорных станциях "НовоКомсомольская" и "Таежная", где установлены эти агрегаты четырех различных модификаций, было принято решение о нецелесообразности индивидуального усовершенствования каждой модификации. С учетом выработки этими агрегатами первоначально назначенного ресурса было решено заменить их более современными ГПА.

Более сложную задачу представлял выбор оптимального по соотношению затрат и экономического эффекта вариант модернизации турбомашин и камеры сгорания агрегатов ГТК-10-4, которых насчитывалось в ГТС более 340.

Значительное число эксплуатируемых в Тюментрансгазе ГТУ типа ГТК-10-4 с большой наработкой и характерными недостатками, присущими этой ГТУ, породило много предложений по модернизации, особенно турбог-рупп, многие из которых объединены названиями "мини-Рекон" и "Рекон". Их осуществление за короткое время на большом числе агрегатов было бы трудно реализуемым и не обеспеченным финансированием. Для выявления наиболее эффективных из них диссертантом (после выполнения различных работ по модернизации и установке трубчатых плотных рекуператоров) были проведены натурные испытания первых модернизированных агрегатов с целью накопления статистических данных и определения фактической эффективности и затрат.

Следовательно, главным методом получения достоверной информации были выбраны неоднократные натурные испытания ГПА, а не использование неполной диагностической информации. В целях снижения затрат на модернизацию и привлечения дополнительных предложений ряд конкурирующих конструктивных мероприятий по модернизации были выполнены по инициативе автора в ОАО "Уралтурбо".

Совместно с кафедрой "Турбины и двигатели" УГТУ-УПИ была тщательно отработана методика тарировки входного конфузора нагнетателя на воздухе через люки-лазы, позволяющая определить расход и в конечном счете мощность, развиваемую ГТУ с повышенной точностью (рис.3). Только в 2002 году было испытано по усовершенствованной методике шесть агрегатов на различных КС в разное время года, причем некоторые ГТУ - двукратно. Отдельные результаты испытаний представлены на рис.4.

Это позволило в рамках отпускаемого финансирования максимально реализовать эффективные мероприятия на возможно большем числе ГПА.

В третьей главе содержатся результаты испытаний установленных на шести ГПА трех образцов рекуператоров, а также приведен анализ типов конструкции, рассмотрен выбор степени регенерации и компоновки рекуператоров ГТК-10-4 для замены существующих.

Из поступающих на замену, пластинчатым трубчатых рекуператоров первым был испытан кожухотрубный воздухоподогреватель Подольского завода РВП-3600-02. Расход воздуха через секции был измерен с помощью интегрирующих трубок и перепадомера промышленного типа. В связи с различием расходов по секциям, вызванным, очевидно, закруткой потока на выходе из осевого компрессора, степень регенерации определялась по секциям. Эффективный КПД ГТУ был подсчитан как по расходу топливного газа, так и по расходу теплоты. Последний был определен по формуле

^вйсс ■ Сркс (Т1ТВД - ТР ' где (?в - расход воздуха в камеру сгорания, кг/с;

(2КС- удельное количество теплоты, полученное в камере сгорания, кДж/кг; сРкс " сРеДняя удельная теплоемкость продуктов сгорания

углеводородного топлива, сркс =1,10 кДж/(кг-К); Г1ХВд - температура продуктов сгорания перед ТВД, К; Гр - температура воздуха за регенератором, К; т}кс - КПД камеры сгорания.

На режиме номинальной приведенной мощности КПД составил 29,9% по расходу топлива и 31,5% по расходу теплоты.

Измеренная средняя степень регенерации составляла от 0,75 на режиме 6 МВт до 0,80 на режиме 9,8 МВт. Сопротивление теплообменника по воздушной и газовой сторонам было близко к расчетному.

Главные трудности для ГТС состояли в том, что в связи с большим объемом строительно-монтажных работ при установке секций массой 53 т, как указывалось выше, при располагаемом объеме финансирования не было возможности оснастить теплообменниками такой массы и поверхности большое число ГПА.

Рис.3. Схема измерений при испытаниях на воздухе: 1,2- температура и давление наружного воздуха; 3 - перепад давления на торцевой диафрагме; 4, 5 - температура и давление воздуха на входе в нагнетатель; 6 - частота вращения ротора нагнетателя; 7, 8 - температура и давление воздуха на выходе из нагнетателя; 9 - перепад давления на входном участке

1,5

Тк 1,4 1,3 1,2 1,1 1

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

•

/ А

А к к.

А к / /

■ X * / ■

п я < / • / / я

■ /

/ / / ♦

/ /*

V /

0,4 0,36 0,32 0,28 0,24 0,2 0,16 0,12 0,08

0,04 0

700 720 740 760 780 800 820 840 860 880 Т°

2 тнд

т"" ,к

2 тнд

♦ Относительная мощность

X Относительная приведенная частота вращения ТВД

■ Относительная степень повышения давления 4 эффективный КПД по расходу топлива

Рис.4. Результаты испытаний агрегата ГТК-10-4 (с РГУ-1800-2), прошедшего модернизацию

"Большой Рекон"

В связи с этим, с целью избежать работ по замене фундамента, автором еще в 1998 г. была сформулирована задача по доработке конструкции рекуператора с трубчатой теплообменной поверхностью при массе секции не более 24 т и с высокими теплотехническими характеристиками. В рамках этой задачи с участием автора была осуществлена многовариантная проработка, в результате которой наиболее эффективным представлялся вариант вертикального теплообменника со степенью регенерации 0,70 из труб 025x1, выполненных из окалиностойкой низколегированной стали. Основой оставалась осесимметрич-ная конструкция рекуператора, используемая фирмой GEA. Расчетные суммарные потери давления по тракту составляли 5%.

Требование при разработке обеспечения определенной степени регенерации влечет за собой многовариантность компоновок теплообменника с различными габаритными параметрами и разным гидравлическим сопротивлением с перераспределением его между трактами высокого и низкого давлений. Это затрудняет выбор. Необходим также учет особенностей изготовления. В более широком плане необходимо и знание перспективных цен на детали из металла и на топливный газ.

При заданной степени регенерации 0,71...0,72 из взаимного влияния различных факторов отметим, что рост длины труб вызывает:

• уменьшение числа труб и их массы;

• снижение диаметральных размеров рекуператора;

• возрастание гидравлического сопротивления газового тракта и некоторое снижение сопротивления воздушного тракта. При этом суммарное гидравлическое сопротивление растет.

Поскольку в предложениях Невского завода и связанных с ним организаций прорабатывались и рекомендовались мероприятия по модернизации, охватывающие повышение степени регенерации и начальной температуры газа, с участием автора были выполнены расчеты по влиянию этих факторов на экономичность регенеративных ГТУ с различными параметрами. Как следует из результатов этих расчетов, в интервале оптимальных степеней сжатия при степени регенерации 0,70, принятой ранее для ГТК-10-4, повышение температуры

газа с 1050 до 1150 К (на -9%) дает повышение т]*6с с 30 до 31,7%, или снижение расхода топлива на 5,5%. Повышение же степени регенерации с 0,70 до 0,75 при неизменной температуре газа 1053 К (780 °С) дает рост т/е с 29,5 до 30,7%, или снижение расхода топлива на 3,8%. Итого для ГТУ с параметрами ГТК-10-4:

8Пе = К1053 KSrjT + K^Sr; 1^1^053 + KrSr,

где Кт - коэффициент влияния температуры газа для ГТК-10-4;

Кг - коэффициент влияния степени регенерации для ГТК-10-4.

В численном выражении для ГТУ с параметрами ГТК-10-4 коэффициен-

3 8-100

ты влияния составляют: =5,5:9,0=0,6, а -;-—— = 0,54 или

г (0,75-0,7)/0,7

Это можно истолковать следующим образом: повышение температуры газа на 10 °С (~1%) дает снижение расхода топлива на 0,6%, а повышение степени регенерации на 1% (с г =0,7 на г =0,71) дает снижение расхода топлива на 0,54%, т.е. приблизительно одинаково. Эти цифры могут служить ориентиром при проведении мероприятий по модернизации ГГК-10-4.

Значительное число агрегатов ГТК-10-4 было оснащено рекуператорами РГУ-1800 Подольского завода, но с горизонтальной компоновкой, характеризуемыми степенью регенерации г =0,68-0,70 и массой секции 24 т.

Основные результаты испытаний этих воздухоподогревателей приведены в табл.2.

Таблица 2

Основные результаты испытаний рекуператоров РГУ-1800 в составе ГГК-10-4

№ п/п Обозначения Название КС и станции. Номер агрегата

"Пангоды" №34 "Пангоды" №32 "Надым" №43 "Надым" №45

1 Дата испытаний 2.2.2 7.2.2 12.2.2 9.2.2

2 Характерный режим МВт 10,9 9,5 12,5 11,3

3 Относительные потери давления по воздуху в первой секции Фа!. % 3,5 3,8 2,9 2,7

4 То же по второй секции Фв2> % 4,0 4,3 3,3 3,0

5 Относительные потери давления продуктов сгорания в первой секции Фпс1. % 2,3 2,6 2,5

6 То же по второй секции Фпс2> % 2,2 2,5 2,6

7 Нагрев воздуха в первой секции °С 264 264 300 247

8 Нагрев воздуха во второй секции Д'в2> °С 202 200 200 212

9 Степень регенерации в первой секции п 0,80 0,71 0,78 0,76

10 Степень регенерации во второй секции г2 0,65 0,67 0,68 0,66

11 Средняя степень регенерации гср 0,724 0,687 0,693 0,706

В соответствии с неравномерным распределением воздуха по секциям степень регенерации, определенную по соотношению (¿р - ¿к)/(/т — tк)> следует считать условной: по первой секции она завышена, по второй - занижена.

Итак, в результате этих испытаний было установлено, что в холодное время года средняя степень регенерации при испытаниях РГУ-1800 в составе ГТК-10-4 составляет от 0,69 до 0,72, суммарное относительное гидравлическое сопротивление по тракту от 5,4 до 6,8%.

Из поступивших позднее двух комплектов модульных трубчатых воздухоподогревателей ЗАО "ОРМА" типа ВПТ-1400 оба были испытаны в 2000 г. Особенностью конструкции этого рекуператора является движение воздуха внутри труб, а обтекание их продуктами сгорания - снаружи. Осевая симметрия, характерная для рекуператоров типа вЕА, здесь отсутствовала. К моменту принятия решения об их установке длительный опыт групповой эксплуатации рекуператоров такой конструкции отсутствовал.

На первом испытанном с таким рекуператором ГПА ГТК-10-4 по условиям нагружения КС было достигнуто только Мпр -0,7. При этом степень регенерации на одной секции достигла 0,68, а на другой - 0,74 (из-за разницы в расходах воздуха). Суммарное относительное сопротивление по секциям составляло 4,0% и около 4,5% на другой.

Второй агрегат ГТК-10-4 с модульным трубчатым рекуператором ВПТ-1400 был испытан в диапазоне Л^епр =0,83...1,0, но при относительной приведенной температуре за турбиной до Г1^ц=1,08. Обработанные результаты испытаний показаны на рис.5. На режиме номинальной приведенной температуры эффективный КПД ГТУ, оснащенной рекуператорами ВПТ-1400, был близок к 28,5%.

Степень регенерации на режимах, близких к номинальным, составила для одной секции 0,71, для другой 0,73. Суммарные относительные сопротивления секций рекуператора были в пределах 4,5-5,0, т.е. соответствовали паспортной характеристике.

Поскольку регенерация теплоты является наиболее эффективным методом повышения экономичности стационарных приводных ГТУ, а парк регенеративных ГТУ различной мощности на компрессорных станциях ОАО "Газпром" превышает тысячу единиц, работы по созданию новых эффективных рекуператоров должны быть продолжены. В частности, по инициативе автора ведется разработка применительно к агрегату ГТК-10:4 рекуператора трубчатой конструкции, который должен иметь более высокие технико-экономические показатели, чем существующие.

Четвертая глава посвящена исследованию возможностей повышения эффективности газотурбинного привода за счет изменения конструкции силовой турбины. В первую очередь было рассмотрено повышение эксплуатационной экономичности газотурбинного привода за счет преимуществ регулируемой силовой турбины.

В составе газотранспортной системы "Тюментрансгаз" имеется 60 импортных ГТУ типа ГТН-25И и пять типа ГТК-10И разработки фирмы "Дженерал Электрик" и поставки фирм "АЕГ", "Джон Браун" и "Нуово Пиньоне", оснащенных регулируемым сопловым аппаратом (РСА) одноступенчатой силовой турбины. Кроме того, РСА первой ступени двухступенчатой СТ имеют 12 ГТУ типа ПЖТ-10, разработанные фирмой "Нуово Пиньоне" в середине 90-х годов. Преимуществом РСА СТ у приводных ГТУ компрессорных станций, как известно, является возможность дополнительного регулирования кроме заданной нагрузки еще одного параметра, например частоты вращения компрессорного вала, или поддержания расчетной температуры газа на входе в турбину или на выходе из нее и т.п. Кроме того, преимуществом РСА СТ является возможность подстройки ГТУ к конкретным условиям эксплуатации, возможность сохранять более высокую мощность при ухудшении технического состояния ГТУ и в жаркое время года.

А X А

и о я

0,255

0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 ^о

ж е„р

Относительная приведенная температура за ТНД х Относительная частота вращения ротора ТНД

■ Относительная степень повышения давления в компрессоре « Эффективный КПД ГТУ А Относительная частота вращения ротора ТВД

Рис.5. Экспериментальные характеристики ГТУ ГТК-10-4 с рекуператором ВПТ-1400 ЗАО "ОРМА" (ст. №37 КС "Приполярная")

Поддержание постоянных оборотов компрессорного вала повышает надежность работы лопаточного аппарата осевого компрессора, что особенно важно при конструкции ротора компрессора конструкции "Дженерал Электрик" со сложно заменяемыми рабочими лопатками. Кроме того, для ГТУ без регенерации тепла постоянные обороты ОК - это повышенные расход воздуха и степени сжатия при неполных нагрузках и в зимнее время, что для ГТУ простого цикла означает повышение эксплуатационного КПД. С другой стороны, при оснащении ГТУ регенерацией теплоты для повышения эксплуатационной экономичности важно поддерживать более высокую температуру газа перед или за турбиной.

В связи с модернизацией импортных ГТН-25И, с применением регенеративного цикла было важно определить, какой экономический эффект можно получить (кроме номинального режима) за счет поддержания постоянной температуры газа за турбиной Гт = const. По заданию автора были проведены расчетные исследования экономичности модернизируемых ГТН-25ИР в режимах неполной мощности и в режимах пониженной температуры наружного воздуха. Программа регулирования Тт = const может быть реализована или за счет регулирования силовой турбины при переменных оборотах компрессора, или путем прикрытия лопаток входного направляющего аппарата компрессора, если РСА поддерживает постоянными его обороты.

Поскольку в газотранспортной системе "Тюментрансгаз" имеются как ГТУ M5322R(B) на Тг = 1200 К, так и M5352R(C) на Гг «1250 К, для расчетного исследования была принята ГТУ с параметрами Тг = 1223 К, Я"К=8Д степень регенерации г= 0,82 при температуре воздуха Гв =278 К. Была получена зависимость снижения КПД при уменьшении мощности , которую в малых отклонениях можно выразить как 8т]е — К1^ • 5Nе, где К7^ - 0,2 - коэффициент влияния мощности на КПД. Фирма-разработчик допускает снижение расхода воздуха за счет РВНА при номинальных оборотах до ~76%. В малых

отклонениях зависимость Т]е от Nе можно выразить как 8т]е — К^ • 5Nе, где АГ^ =0,08 - коэффициент влияния мощности на КПД. Он в 0,2:0,08=2,5 раза

меньше, чем при программе G = 1, что является достоинством такой программы регулирования.

Наиболее важным и характерным для КС Тюментрансгаза является режим работы ГПА с мощностью, близкой к номинальной, при средней температуре атмосферного воздуха ниже +15°С. Результаты расчетного исследования ГТУ, в которой программа регулирования = const при Ne — 1 может быть использована в широких пределах, представлены на рис.6. При снижении температуры воздуха tB на 40°С (например, с +15 до -25°С или с +5 до -35°С) и постоянной мощности при Гт = 1 КПД ГТУ растет на ~15% относительных за счет уменьшения расхода воздуха через компрессор на 10%. Поскольку при

снижении tB на 40°С и яок = const расход воздуха растет относительно номинала на 40/288=14%, а требуется снижение его на (10+14)=24%, необходимо глубокое регулирование направляющими лопатками ВНА, что не при каждой конструкции компрессора может быть реализовано. В малых отклонениях

здесь 8т]е = Kj- -5ГЪ, где Kj- = -1,1 - коэффициент влияния температуры воздуха на КПД.

В ГТУ M5352R(C) фирмой предусмотрено максимальное снижение расхода при -18°С до 88,4%, а при -34°С до 93,3%. В этой ГТУ экономия топливного газа может составить не менее 5% при -18°С и не менее 6% при -34°С.

Если бы программу регулирования Тт = 1 при Ne — 1 можно было реализовать без ограничений по снижению расхода воздуха, то эффект от нее по сравнению с программой GB = при средней температуре воздуха -15°С составил бы 13-14% по топливу. С учетом ограничений фирмы выигрыш составит порядка 6%. .

Рис.6. Влияние дополнительного регулирования расходом воздуха на относительный эффективный КПД при Ие = Ыео Гт = Гто, Гв < Г«, Ше =\,Тт=1)

Однако для реализации и этой программы необходима усовершенствованная система автоматического управления.

Итак, в результате сравнения различных программ регулирования для ГТН-25ИР, оснащенных регенераторами, следует:

• при работе с неполной мощностью при расчетной температуре воздуха регулирование направляющими лопатками ВНА с поддержанием Тг = 1 дает экономию топлива до 3,5% при Nе = 0,7, что совпадает с данными фирмы-разработчика;

• при работе с номинальной мощностью и пониженной температурой воздуха при использовании оптимальной программы регулирования можно получить экономию топлива до 6%;

• в малых отклонениях 5т]е = — (1,1...0,б)<5Тв + Q,25Ne, или в относительных величинах снижение температуры воздуха дает экономический эффект, в несколько раз больший, чем изменение мощности.

Перенастройка угла установки лопаток ВНА осевого компрессора и сопловых лопаток РСА СТ, производимая по рекомендациям фирмы "Нуово-Пиньоне" при оснащении ГТУ трубчатыми регенераторами, может несколько изменить величину эффекта (с учетом также фактической степени регенерации). Цифры должны быть уточнены после проведения специальных испытаний модернизированного агрегата ГТН-25И, например, на НовоКомсомольской или другой КС.

Реализация программы регулирования Гт = const на агрегатах ГТН-25ИР, оснащенных рекуператорами, столкнулась со следующими трудностями:

• установленная на модернизируемых агрегатах ГТН-25И система управления "Марк-3" не приспособлена к поддержанию постоянной температуры газа за турбиной путем прикрытия входных направляющих лопаток осевого компрессора;

• сервомотор, осуществляющий поворот лопаток ОК, не имеет обратной связи с температурой за турбиной;

• при осмотре входных направляющих лопаток ОК выяснилось, что они имеют малые радиусы скругления входных кромок, что нехарактерно для направляющих лопаток в регулируемом ВНА. Обтекание лопаток с недостаточно скругленной входной кромкой в промежуточных положениях с большими углами атаки может происходить со срывом, вследствие чего, возможно, фирмой и введены ограничения (вместо замены лопаток);

• предусмотренный фирмой кожух (контейнер) горячих воздухопроводов недостаточно вентилируется, что приводит к выходу из строя датчиков КИП, размещенных внутри контейнера. Работа с более высокой температурой в части ТНД, чем это имело место ранее, могла бы только ухудшить ситуацию.

Выявленные трудности не могут быть преодолены в рамках одной газотранспортной системы, а решение их Газпромом должно быть централизованным для вЬех газотранспортных объединений, на которых установлены подобные агрегаты. Поэтому на данном этапе диссертант посчитал нужным ограничиться изучением вопроса и привлечением к нему внимания.

В связи с возможностью выполнения свободной силовой турбины стационарного типа был проведен анализ эффективности ее конструкции в заменяемых конвертированных двигателях.

При модернизации газоперекачивающих агрегатов с конвертированными ГТД экономичность привода обеспечивается в первую очередь термодинамическими параметрами газогенератора, т.е. выбором тгк и ТГ и возможностью их

реализации при высоких КПД турбомашин и эффективной системе охлаждения турбины. Однако для эксплуатации важно также создание условий для обеспечения высоких КПД модернизированной силовой турбины и эффективной сменной проточной части приводимого нагнетателя.

В газотранспортной системе "Тюментрансгаз" большинство СТ в агрегатах поставки 80-х годов выполнены одноступенчатыми (НК-16СТ, ГТН-25И, ГТН-16) и сильно нагруженными. При этом по коэффициенту удельной быст-фО,5

роходности К„ = их ступени близки к К„ = 0,3, что сужает диапазон их А '

эффективного применения.

В модернизируемых нагнетателях, в связи с необходимостью применения более напорных ступеней ЦН для ДКС и менее напорных для ЖС, возможно как увеличение, так и снижение оптимальных значений коэффициента удельной быстроходности. Переход на двухступенчатую СТ позволяет уменьшить коэффициент нагрузки ц (знаменатель в выражении для К„) и расширить область оптимальных соотношений Кп для ступеней СТ. Для модернизированных СТ повышение коэффициента удельной быстроходности за счет снижения коэффициента нагрузки позволит расширить диапазон эффективного сочетания по частоте вращения СТ и ЦН и создать условия для повышения КПД как ступеней ЦН, так и СТ в целом. По этим причинам диссертант отдает предпочтение силовым турбинам конвертированных двигателей с числом ступеней две и более. При этом общее число лопаток в СТ может быть сохранено благодаря рациональным удлинениям, а КПД СТ и двигателя в целом повышен.

В связи с большой выходной скоростью за рабочими лопатками последней ступени необходим тщательно отработанный затурбинный диффузор, переходящий в развитый выходной патрубок. Известно также, что если во входной части диффузора расположены стойки, то на переменном режиме они могут работать со срывом и вызывать увеличенные потери. Наилучшим решением является диффузор без стоек, а примеры таких конструкций имеются.

Наиболее прогрессивны, по мнению диссертанта, такие типы конструкции статора силовой турбины, когда имеется простой доступ к лопаткам СТ. Тогда все лопатки могут быть всесторонне обследованы, отдельные рабочие лопатки при необходимости заменены с соблюдением требований, обеспечивающих уравновешенность ротора. Сопловые лопатки или сопловые сегменты также могут быть заменены.

Желательно иметь общую маслосистему для СТ и приводимого ЦН. При этом сокращается число насосов и снижаются затраты на обслуживание и ремонт.

Одновременно должны быть проведены мероприятия по увеличению межремонтного ресурса свободной турбины при модернизации ГПА. В целом в конструкции свободной силовой турбины конвертированного авиационного двигателя при модернизации должны быть максимально использованы преимущества СТ стационарного типа с тем, чтобы ее ремонт мог быть произведен в условиях эксплуатации.

В пятой главе изложены выработанный автором подход и полученные результаты по оптимизации проточных частей ЦН при их модернизации для головных и линейных КС.

Для эффективной эксплуатации ГПА согласованность газодинамических характеристик ЦН с участками газопровода имеет первостепенное значение. Вопросы несоответствия газодинамических характеристик нагнетателей и участков газопровода, как указывалось, по-разному стояли для головных и линейных КС газопровода.

Для каждой из головных станций (Уренгойская, Ямбургская, Ныдинская и др.) требовались индивидуальные решения по СПЧ ЦН при одном и том же типе привода. В некоторых случаях необходимые для эффективной модернизации решения зависели от режима работы ДКС промыслов, что вносило неопределенность. В других случаях влияло возможное изменение режима работы самой ГТС.

Для значительного числа КС было целесообразно регулирование с выключением цехов через один вдоль трассы с соответствующим повышением ранее сложившихся пределов степеней сжатия.

Автором были изучены также требования к модернизации проточных частей ЦН на трех-, двух- и многоцеховых КС, где неполнонапорные нагнетатели в одном цехе сочетались с полнонапорными в другом. Результаты одной из таких проработок представлены на рис.7. Из этого рисунка видно следующее: существует область производительности, где такое сочетание ведет к перерасходу топливного газа, и в таких случаях нужна выработка специальных требований к СПЧ ЦН. Это было проделано при составлении заданий на их разработку.

Другим вопросом было согласование коэффициентов удельных быстро-ходностей силовой турбины и модернизируемой СПЧ ЦН. Технические требования к новым СПЧ, вырабатываемые под руководством автора, должны были обеспечить максимум произведения J• Tjm с учетом типа диффузоров в ЦН и

характеристик силовой турбины.

Сложные вопросы были решены при разработке задания на проектирование высоконапорных СПЧ для КС "Ныдинская", так как давление на входе в эту КС непостоянно и зависит от режима работы ДКС. Для этого с участием автора были построены так называемые нагрузочные характеристики ГПА, позволившие определить минимальное число рабочих агрегатов (рис.8). СПЧ на различные.давления выхода при £0=1,70 заказаны объединениям "Компрессорный комплекс", "Искра" и "Казанькомпрессормаш". В зависимости от давления на выходе предыдущей Ямбургской ДКС в работе находятся различные ГПА с тем, чтобы обеспечить подачу необходимого расхода газа минимальным числом работающих агрегатов.

Газодинамические характеристики СПЧ ЦН, представленные разработчиками, были проверены в условиях КС при испытаниях на воздухе через люки-лазы (см. рис.3).

Оком, МЛН.НМ3/суг

-------- последовательно соединенные ЦН (370-18-1)

-параллельно соединенные ЦН (235-21-1)

Рис.7. Зависимость потребления топливного газа от коммерческого расхода для двухцеховой компрессорной станции при р2=7,46 МПа, 01400 мм (условия: цеха оснащены агрегатами ГТК-10-4; N„=10 МВт; Г]е= 0,28; Гг=288 К, 2Я =456 Дж/(кг-К), £=0,98 при работе цехов через один)

Р1. МПа С

Рис.8. Зависимость мощности ГПА от давления на входе (а) и степени сжатия (б) при р2=6,0 МПа, гК =469 Дж/(кг-К), 7] =269 К, 7ЦН=0,80

Из полученных результатов следует, что для оперативного исследования и оценки вида и формы газодинамической характеристики ЦН и определения ее соответствия данным завода-изготовителя, а также получения экспериментальным путем газодинамической характеристики новой проточной части можно использовать этот достаточно простой для реализации в условиях компрессорной станции метод.

При использовании в условиях КС методики снятия характеристики нагнетателя на воздухе атмосферного давления возникает ряд известных дополнительных методических вопросов, которые должны быть учтены. К таким вопросам относятся:

• учет разницы между полной и статической температурой потока;

• снижение числа Рейнольдса Лепри испытаниях на воздухе (с учетом больших размеров испытуемых нагнетателей и незначительности поправки при высоких значениях Ке поправка на число Яе не вводилась);

• влияние на результаты теплообмена входной и выходной частей статора ЦН с окружающей средой. В связи с невысоким уровнем температур оно не учитывалось, но вводились поправки на выступающий столбик ртутного термометра в соответствии с принятой практикой;

• для достижения целей, вытекающих из испытаний такого рода, время выдержки на каждом режиме определялось в соответствии с программой испытаний с учетом температуры окружающего воздуха.

Определение постоянных величин для штатного расходомерного устройства позволяло использовать их значения для контроля рабочих режимов других нагнетателей такой же модификации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам выполненной работы можно сделать следующие основные выводы.

1. Выявлены и проверены наиболее эффективные технические решения по повышению надежности и экономичности турбоагрегатов ГТН-16 Тур-бомоторного завода и начата их реализация.

2. Изучены возможные пути повышения экономических показателей ГТУ типа ГТН-25 Невского завода и обоснована целесообразность замены этих ГТУ на более современный газотурбинный привод.

3. Опытным путем установлено, что значительную часть мероприятий по модернизации ГТУ типа ГТК-10-4 можно провести с меньшими затратами, чем это предложено разработчиками (не отправляя турбоблок на завод), что позволило при ограниченном финансировании выполнить их на большем числе агрегатов.

4. Усовершенствована методика определения развиваемой газотурбинным приводом мощности, что позволило более точно оценить эффективность различных работ по модернизации и реализовать наиболее перспективные из них.

5. В составе ГПА ГТК-10-4 проведены испытания рекуператоров различных типов (РВП-3600, РГУ-1800, ВПТ-1400), которые дали возможность обоснованно принять решения о целесообразности использования на каждой компрессорной станции вместо пластинчатых того или иного типа трубчатых рекуператоров.

6. Исследованы возможности повышения эксплуатационной экономичности регенеративных ГТУ с регулируемой силовой турбиной. Уточнен эффект от оптимизации программы регулирования в импортных регенеративных ГТУ применительно у условиям КС ООО "Тюментрансгаз" и намечены мероприятия для ее достижения.

7. Проанализированы пути повышения эффективности свободных силовых турбин конвертированных авиационных двигателей и выработаны научно обоснованные рекомендации.

8. Разработан метод определения параметров сменных проточных частей нагнетателей повышенной напорности для головных компрессорных станций при изменяющихся параметрах на входе и выходе КС, что позволило при минимальном числе работающих ГПА повысить пропускную способность газотранспортной системы на этих участках. Усовершенствована методика испытаний нагнетателей природного газа в условиях эксплуатации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Зависимость эффективности работы газокомпрессорной станции от вида характеристики центробежного нагнетателя / Б.С.Ревзин, А.В.Тарасов, О.Е.Васин и др. // Труды шестого международного симпозиума по компрессорным машинам, 31 мая-1 июня 2000 г. СПб., 2000. С.200-203.

2. Совершенствование характеристик газотранспортного оборудования / П.Н.Завальный, О.Е.Васин, Б.С.Ревзин и др. //Совершенствование турбин и турбинного оборудования: Региональный сборник науч.-техн. статей. Екатеринбург, 2000. С.344-352.

3. Границы рациональной работы магистрального газопровода с центробежными нагнетателями /Б.С.Ревзин, A.B.Скороходов, О.Е.Васин, O.A.Степаненко. Там же. С.326-333.

4. Ревзин Б.С., Степаненко O.A., Васин O.E. Об оптимальном режиме нагрузки газотурбинных газоперекачивающих агрегатов. Там же. С.334-337.

5. Ревзин Б.С. Тарасов A.B., Васин О.Е К выбору параметров свободной турбины для модернизируемых газоперекачивающих агрегатов. Там же. С.353-356.

6. Васин O.E., Ревзин Б.С., Тарасов A.B. Сопоставление структуры затрат и экономического эффекта при модернизации ГТУ простого и регенеративного циклов // Тез. докл. XI Всерос. межвузовской конференции по газовым турбинам, г.Москва, 2000. С.21-22.

7. Реализация эффекта от оптимальной программы регулирования в ГТУ модернизируемых газоперекачивающих агрегатов // Б.С.Ревзин, О.Е.Васин, О.А.Степаненко и др. Там же. С.38-39.

8. Выбор числа ступеней центробежного нагнетателя и свободной силовой турбины газотурбинного ГПА с учетом удельных быстроходностей тур-бомашин / А.В.Тарасов, Б.С.Ревзин, О.Е.Васин, О.А.Степаненко. Там же. С.44-45.

9. Модернизация газотурбинных ГПА стационарного типа / О.Е.Васин, П.Н.Завальный, А.Н.Михайлов, Ю.А.Русецкий // Газовая промышленность. 2000. №8. С.55-57.

10. Васин O.E., Ревзин Б.С., Тарасов A.B. Оптимизация параметров центробежного нагнетателя и согласование его с силовой турбиной приводной ГТУ в условиях снижения давления на входе // Труды седьмого международ. симпозиума по компрессорным машинам, 30 мая-1 июня 2001 г. СПб., 2001 С.168-171.

11. Васин О.Е, Комаров О.В, Ревзин Б.С. К оптимизации двухступенчатых силовых турбин газоперекачивающих агрегатов // Тез. докл. XLVIII науч.-техн. сессии по газовым турбинам, Москва-Рыбинск, сентябрь 2001 г. М., 2001. С.43.

12. Ревзин Б.С., Васин O.E., Варивода О. Экономический эффект от оптимизации программы регулирования в приводных ГТУ // Газотурбинные технологии. 2001. №1. С. 22-25.

13. Васин О., Комаров О. Ревзин Б. Варианты конструкции свободной силовой турбины ГТУ // Газотурбинные технологии. 2002. №1. С.20-24.

14. Определение характеристик сменной проточной части центробежного нагнетателя в условиях компрессорной станции / П.Н.Завальный, О.Е.Васин, А.В.Тарасов, Б.С.Ревзин // Труды восьмого международного симпозиума по компрессорным машинам, 29-31 мая 2002 г. СПб., 2002. С. 142-145.

15.0 выборе конструкции свободной силовой турбины для газотурбинных газоперекачивающих агрегатов //Васин O.E., Ревзин Б.С., Тарасов A.B., Комаров О.В. "Тяжелое машиностроение", 2002. №2. С.49-50.

16. К вопросу оптимального согласования центробежного нагнетателя природного газа с приводящей его силовой турбиной / Тарасов A.B., Васин O.E., Ревзин Б.С. Там же. С.51-52.

17. Трубчатый рекуператор для ГТУ ГТК-10-4 / О.Е.Васин, Ю.М.Бродов, И.Д.Ларионов, А.Ю.Рябчиков, В.П.ПодберезнЫй. Там же. С.53-54.

18. Разработка гибкой технологии производства турбинных лопаток ГТУ / О.Васин, П.3авальный, В.Кузюшин и др. // Газотурбинные технологии. 2001. №5. С.40-41.

19. Пат. №2150638 РФ. Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания / С.В.Алимов, О.Е.Васин, И.Ю.Водбольский и др. 2000 г.

20.Пат. №2151962 РФ. Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания / С.В.Алимов, О.Е.Васин, И.Ю.Водбольский и др.

21. Модернизация газотурбинных ГПА стационарного типа в условиях КС / О.Васин, П.3авальный, А.Михайлов, Ю.Русецкий // Газотурбинные технологии. 2001. №1. С.22-25.

22.Свидетельство на полезную модель №24856. Регенератор газотурбинной установки / О.Е.Васин, Ю.М.Бродов, И.Д.Ларионов и др. 2002.

2000 г.

Подписано в печать 9.04.2003 Бумага писчая

Плоская печать Тираж 100 Заказ 58

Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 0,93 Бесплатно

Уч.-изд. л. 1,57

Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГГУ-УПИ 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19

Ризография НИЧ УГТУ-УПИ 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19

l¿ool -ft

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Васин, Олег Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ. щ 1.1. О поддержании повышенной экономичности ГТУ за счет рационального использования регенерации теплоты.

1.2. Влияние технического состояния турбогруппы и камеры сгорания на экономичность привода (обзор).

1.3. Эффективность конструкции и рациональное использование центробежных нагнетателей природного газа.

1.4. Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕШЕНИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ

ЭФФЕКТИВНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ ПРОТОЧНОЙ

ЧАСТИ ТУРБОМАШИН И КАМЕРЫ СГОРАНИЯ

СТАЦИОНАРНЫХ ГТУ, ИМЕЮЩИХ БОЛЬШУЮ

НАРАБОТКУ С НАЧАЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ.

2.1. Анализ возможных вариантов модернизации агрегатов типа ГТН-16 ТМЗ.

2.2. Возможность и целесообразность модернизации ГТУ Невского завода типа ГТН-25/76.

2.3. Выбор оптимального по соотношению затрат и экономического эффекта варианта модернизации турбогруппы и камеры сгорания ГТК-10-4.

2.4. Выводы.

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ТИПОВ КОНСТРУКЦИИ, ВЫБОР СТЕПЕНИ РЕГЕНЕРАЦИИ И КОМПОНОВКИ РЕКУПЕРАТОРОВ ГТК-10-4, ЗАМЕЩАЮЩИХ СУЩЕСТВУЮЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ РЕКУПЕРАТОРОВ.

3.1. Оптимизация конструкции кожухотрубного рекуператора для ГТК-10-4.

3.2. Результаты испытаний рекуператоров Подольского завода типа РВП-3600 и РГУ-1800 в составе агрегатов ГТК-10-4 на КС Тюментрансгаза.

3.3. Результаты испытаний в составе агрегата ГТК-10-4 модульных трубчатых рекуператоров ЗАО "ОРМА"

3.4. Разработка и характеристики вновь создаваемых трубчатых рекуператоров.

3.5.Вывод ы.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ГАЗОТУРБИННОГО ПРИВОДА ЗА СЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ СИЛОВОЙ ТУРБИНЫ.

4.1. Повышение эксплуатационной экономичности газотурбинного привода за счет использования преимуществ регулируемой силовой турбины.

4.2. Анализ эффективности конструкции силовой турбины в заменяемых конвертированных двигателях.

4.3. Выводы.

ГЛАВА 5. ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОТОЧНЫХ ЧАСТЕЙ

НАГНЕТАТЕЛЕЙ ПРИ ИХ МОДЕРНИЗАЦИИ НА ГОЛОВНЫХ И ЛИНЕЙНЫХ КС.

5.1. Эффективность эксплуатации ГПА с имеющимися характеристиками ЦН в газотранспортной системе "Тюментрансгаз".

5.2. О согласовании коэффициентов удельной быстроходности существующего привода и необходимой СПЧ ЦН для линейных и дожимных КС.

5.3. Анализ предложений по сменной проточной части для нагнетателей НЦ-16-76 КС "Ныдинская" при pr=var и p2=var.

5.4. Совершенствование методики испытаний натурных ЦН со сменными проточными частями.

5.5. Выводы.

Введение 2003 год, диссертация по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, Васин, Олег Евгеньевич

Значение ООО "Тюментрансгаз", как крупнейшей составляющей газотранспортной системы ОАО "Газпром", трудно переоценить. На сегодня 29% всех установленных в стране ГПА - это агрегаты ООО "Тюментрансгаз", что составляет 37% суммарной мощности парка ГПА России.

Получая природный газ от четырех крупных и нескольких мелких газоконденсатных месторождений, предприятие транспортирует и передает его по 12 газопроводам большого диаметра в ООО "Пермтрансгаз", по четырем - в ООО "Севергазпром" и по трем - в ООО "Уралтрансгаз". Работа системы обеспечивается 35 компрессорными станциями, на которых, к началу 2003 года, установлено 1137 ГПА 21 типа, суммарной мощностью 14800 МВт. Из них в 626 агрегатах привод центробежных нагнетателей осуществляется стационарными ГТУ, в 410 - конвертированными авиационными двигателями и в 101 - судовыми. За исключением шести агрегатов типа ГТН-25ИР и двенадцати типа ПЖТ-10, все стационарные ГТУ имеют большую наработку с начала эксплуатации, вследствие чего их технико-экономические показатели не отвечают современным требованиям и не способствуют повышению надежности и эффективности работы газотранспортной системы. В частности 337 ГПА Невского завода с ГТУ типа ГТК-10-4 имеют наработки порядка 100 тысяч часов и, следовательно, нуждаются в модернизации, либо в замене, так как, несмотря на то, что достижение назначенного ресурса не является основанием для немедленного прекращения эксплуатации агрегата, существуют формальные препятствия, связанные с проблемами безопасности применения оборудования, решение которых требует определенных затрат.

Особенно значим для этого типа агрегатов вопрос замены низконадежных и неремонтнопригодных пластинчатых регенераторов на теплообменники, обеспечивающие не меньшую степень регенерации, чем штатные и позволяющие, по своим массо-габаритным показателям, установить их на существующие фундаменты без демонтажа и переноса дымовых труб.

Кроме того, для определения показателей работы стационарных ГТУ решающим фактором является техническое состояние турбогруппы и камеры сгорания, например - увеличение радиальных зазоров, искажение профилей лопаток и неравномерность температурного поля перед турбиной.

В дополнение к вышеизложенному, необходимо отметить, что существуют реальные резервы значительного повышения КПД, как составных элементов, так и ГПА в целом, за счет изменения конструкции силовой турбины ГТУ и путем оптимизации проточных частей центробежных нагнетателей.

В условиях, когда газотранспортная система ООО "Тюментрансгаз" практически сформирована (из 214 предусмотренных проектом компрессорных цехов введены в эксплуатацию 209) и наработка с начала эксплуатации более чем 25% установленных ГПА превышает назначенный ресурс 100 тысяч часов, вопросы реконструкции оборудования путем замены либо реновации приобрели особую актуальность. Тем более важно в создавшейся ситуации не только определить возможные пути реконструкции и технического перевооружения КС, но и оценить их приоритетность и эффективность, особенно с учетом ограниченного финансирования.

Если обновление парка приводов транспортного типа традиционно осуществляется путем их замены более совершенными двигателями, что требует больших капитальных затрат, то главным путем совершенствования стационарных приводных ГТУ является модернизация, позволяющая повысить их технико-экономические показатели, отсрочить крупные затраты на их замену и рационально распорядиться выделяемым финансированием. При этом необходимо получить существенную экономию топливно-энергетических ресурсов при транспортировке газа по магистральным газопроводам, повысить надежность работы ГПА, улучшить экологическую обстановку в зоне функционирования ГТС. Одновременно необходима модернизация и центробежных нагнетателей с целью формирования оптимальных режимов транспорта газа.

Цель работы

Научная новизна

Работа выполнена применительно к сложной газотранспортной системе с разнообразными условиями эксплуатации газоперекачивающего оборудования.

1. Экспериментальным путем установлено, что детализированные натурные испытания стационарных ГТУ, типа ГТК-10, прошедших модернизацию, дают более достоверные данные об эффективности проведенных усовершенствований, чем различные диагностические методы.

3. Изучены возможные пути повышения экономических показателей ГТУ типа ГТН-25 H3JI и обоснована целесообразность замены этих ГТУ на более современный газотурбинный привод.

6. Проанализированы пути повышения эффективности свободных силовых турбин конвертированных авиационных двигателей и выработаны научно-обоснованные рекомендации по их совершенствованию.

Практическая значимость работы

Определены и проведены эффективные мероприятия по модернизации турбоблока ГТК-10-4, которые могут быть реализованы без его отправки на завод, что позволило при ограниченном финансировании провести их на большем числе агрегатов.

Проведены в составе ГПА ГТК-10-4 испытания рекуператоров различных типов (РВП-3600, РГУ-1800, ВПТ-1400), которые дали возможность обоснованно принять решения о целесообразности использования на каждой компрессорной станции вместо пластинчатых того или иного типа трубчатых рекуператоров.

4. Уточнен эффект от оптимизации программы регулирования в импортных регенеративных ГТУ применительно к условиям КС "Тюментрансгаза" и намечены мероприятия для ее достижения.

5. Разработан метод определения параметров сменных проточных частей нагнетателей повышенной напорности для головных участков газопроводов, что позволило при минимальном числе работающих ГПА повысить пропускную способность газотранспортной системы на этих участках.

Автор защищает следующие положения

- 2. Методология и результаты выбора типа конструкции, степени регенерации и компоновки рекуператоров для ГТК-10-4, замещающих существующие, с обеспечением максимального экономического эффекта.

Апробация работы

• Шестой международный симпозиум "Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования", Санкт-Петербург. 31 мая-2 июня 2000 г.;

• XLVII научно-техническая сессия по проблемам газовых турбин. РАН. Пермь. 25-28 сентября 2000 г.;

• Седьмой международный симпозиум "Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования", Санкт-Петербург. 30 мая-1 июня 2001 г.;

• XLVIII научно-техническая сессия по проблемам газовых турбин. . РАН. Рыбинск. 25-26 сентября 2001 г.;

• Восьмой международный симпозиум "Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования", Санкт-Петербург. 29-31 мая 2002 г.;

• XLIX научно-техническая сессия по проблемам газовых турбин. РАН. Москва. 11-12 сентября 2002 г.

Публикации

Структура и объем работы

Заключение диссертация на тему "Разработка, апробация и реализация методов совершенствования газоперекачивающих агрегатов, эксплуатируемых в условиях многониточной газотранспортной системы"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ

В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

3. Границы рациональной работы магистрального газопровода с центробежными нагнетателями /Б.С.Ревзин, А.В.Скороходов, О.Е.Васин, О.А.Степаненко. Там же. С.326-333.

4. Ревзин Б.С., Степаненко О.А., Васин О.Е. Об оптимальном режиме нагрузки газотурбинных газоперекачивающих агрегатов. Там же. С.334-337.

5. Ревзин Б.С. Тарасов А.В., Васин О.Е К выбору параметров свободной турбины для модернизируемых газоперекачивающих агрегатов. Там же. С.353-356.

6. Васин О.Е., Ревзин Б.С., Тарасов А.В. Сопоставление структуры затрат и экономического эффекта при модернизации ГТУ простого и регенеративного циклов // Тез. докл. XI Всерос. межвузовской конференции по газовым турбинам, г.Москва, 2000. С.21-22.

8. Выбор числа ступеней центробежного нагнетателя и свободной силовой турбины газотурбинного ГПА с учетом удельных быстроходностей турбомашин / А.В.Тарасов, Б.С.Ревзин, О.Е.Васин, О.А.Степаненко. Там же. С.44-45.

Ю.Васин О.Е., Ревзин Б.С., Тарасов А.В. Оптимизация параметров центробежного нагнетателя и согласование его с силовой турбиной приводной ГТУ в условиях снижения давления на входе // Труды седьмого международ, симпозиума по компрессорным машинам, 30 мая-1 июня 2001 г. СПб., 2001 С.168-171.

12. Ревзин Б.С., Васин О.Е., Варивода О. Экономический эффект от оптимизации программы регулирования в приводных ГТУ // Газотурбинные технологии. 2001. №1. С. 22-25.

15.0 выборе конструкции свободной силовой турбины для газотурбинных газоперекачивающих агрегатов //Васин О.Е., Ревзин Б.С., Тарасов А.В., Комаров О.В. "Тяжелое машиностроение", 2002. №2. С.49-50.

16. К вопросу оптимального согласования центробежного нагнетателя природного газа с приводящей его силовой турбиной / Тарасов А.В., Васин О.Е., Ревзин Б.С. Там же. С.51-52. •

17. Трубчатый рекуператор для ГТУ ГТК-10-4 / О.Е.Васин, Ю.М.Бродов, И.ДЛарионов, А.Ю.Рябчиков, В.П.Подберезный. Там же. С.53-54.

18. Разработка гибкой технологии производства турбинных лопаток ГТУ / О.Васин, П.Завальный, В.Кузюшин и др. // Газотурбинные технологии. 2001. №5. С.40-41.

20.Пат. №2151962 РФ. Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания / С.В.Алимов, О.Е.Васин, И.Ю.Водбольский и др. 2000 г.

21. Модернизация газотурбинных ГПА стационарного типа в условиях КС / О.Васин, П.Завальный, А.Михайлов, Ю.Русецкий // Газотурбинные технологии. 2001. №1. С.22-25.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам настоящей работы можно сделать следующие основные выводы

1. В газотранспортной системе ООО "Тюментрансгаз" состояние вопроса с повышением экономичности регенеративных ГТУ обусловило выбор наиболее подходящего типа конструкции воздухоподогревателя для замены пластинчатых регенераторов агрегатов ГТК-10-4. При этом было необходимо уточнить оптимальную степень регенерации, которая дает достаточно высокий эффект при умеренных затратах на изготовление и установку теплообменника [40].

2. Техническое состояние турбомашин и камеры сгорания газотурбинного привода стационарного типа, имеющего большую наработку с начала эксплуатации, также требовало принятия компромиссных решений по модернизации ГТУ, которые привели бы к наилучшему соотношению затрат и получаемого экономического, а также экологического эффекта [39].

3. В связи с выдвинутыми на основе опыта эксплуатации и ремонта агрегата ГТН-16 предложениями по его модернизации после проведения подробных натурных испытаний ГПА все они были детально проанализированы и наиболее обоснованные приняты, прорабатываются и реализуются.

Проведенные по инициативе автора совместно с кафедрой "Турбины и двигатели" УГТУ исследования недостаточной виброустойчивости ротора турбокомпрессора ГТН-16 выявили причины этого и позволили выдать рекомендации заводу по повышению его вибростабильности. В частности, диссертант считает необходимым снизить шероховатость сопрягаемых торцевых поверхностей составных частей ротора для ослабления влияния затяжки болтовых соединений на работу ротора и усовершенствовать технологию балансировки ротора на низкочастотном станке. Диссертантом были тщательно изучены все возможные аспекты модернизации ГПА ГТН-25 Невского завода, в результате чего он пришел в заключению:

Снижение удельного расхода топливного газа агрегата ГТН-25/76 с ЦН 650-21-2 при проведении модернизации в условиях эксплуатации возможно за счет корректировки углов установки сопловых аппаратов ТНД и СТ после проведения испытаний каждой модификации этих ГТУ и определения оптимальных величин корректировки [1].

Дополнительный эффект от совершенствования проточной части ГТУ может быть достигнут при максимальной загрузке ГТУ и установке в приводимом нагнетателе сменной проточной части [9].

С учетом различных фактических показателей четырех имеющихся в Тюментрансгазе разных модификаций ГТН-25/76, выработки этими агрегатами назначенного ресурса, более целесообразна не модернизация отдельных ГТУ, а замена их новыми агрегатами повышенной экономичности.

Значительное число эксплуатируемых в Тюментрансгазе ГТУ типа ГТК-10-4 с большой наработкой с начала эксплуатации и характерными недостатками, присущими этой ГТУ, привело к возникновению большого количества предложений по модернизации особенно турбогруппы, многие из которых включены в программы "Мини-Рекон" и "Рекой", осуществление которых за короткое время на большом числе агрегатов было трудно осуществимым и, кроме того, необеспеченным финансированием. Для выявления наиболее эффективных из них диссертантом было решено и реализовано после проведения различных работ по модернизации и установке трубчатых ремонтопригодных рекуператоров провести натурные испытания модернизированных агрегатов с целью накопления статистических данных и определения фактической экономической эффективности данной модернизации.

Таким образом, основным методом получения достоверной информации были выбраны многократные натурные испытания ГПА, а не использование неполной и недостоверной диагностической информации. В целях снижения затрат и для привлечения дополнительных предложений ряд альтернативных конструктивных мероприятий по модернизации был выполнен по инициативе автора в ОАО "Уралтурбо".

Совместно с кафедрой "Турбины и двигатели" была тщательно отработана методика тарировки входного конфузора нагнетателя на воздухе через люк-лазы, позволяющая с повышенной точностью определить расход и в конечном счете мощность, развиваемую ГТУ. Только в 2002 году было испытано по усовершенствованной методике шесть агрегатов на различных КС в разное время года, некоторые ГТУ двукратно. Это позволило в рамках доведенного объема финансирования реализовать максимально эффективные мероприятия на возможно большем числе ГПА в кратчайшие сроки. Установка на двух агрегатах ГТК-10-4 трубчатых рекуператоров ВГТТ-3600 с массой секции 53 т вызвала большой объем строительных работ и трудности в транспортировке и монтаже секций, но без модернизации турбогруппы не дала ожидаемого эффекта по повышению экономичности ГТУ.

Проведенные по инициативе и с участием автора расчетные исследования и проектные проработки на основе типа конструкции GEA показали, что при сохранении фундамента демонтируемых секций пластинчатых рекуператоров затруднительно получить трубчатый теплообменник со степенью регенерации более 0,69.0,70.

Из проведенных расчетных исследований для ГТУ с параметрами ГТК-10-4 следовало: повышение температуры газа на 1% (~10 °С) дает такое же снижение расхода топливного газа, как и повышение степени регенерации с 0,70 до 0,71. Было также подтверждено, что при модернизации ГТУ не следует снижать степень сжатия в цикле [33].

Результаты обработки данных проведенных испытаний на четырех агрегатах ГТК-10-4 с горизонтальными трубчатыми рекуператорами РГУ-1800 показали, что эти теплообменники в составе ГТК-10-4 могут обеспечить степень регенерации порядка 0,70.

Модульные трубчатые воздухоподогреватели ВПТ-1400 ЗАО "ОРМА" в составе ГТК-10-4 показали степень регенерации 0,71 .0,72.

Диссертант считает необходимым проведение дальнейших исследований, проектных работ, изготовления и испытаний опытного образца трубчатого рекуператора с более высокими технико-экономическими показателями.

Благодаря наличию в импортных агрегатах ГТН-25И регулируемой силовой турбины после оснащения их регенераторами в условиях КС "Тюментрансгаза" использование программы регулирования с постоянной температурой за турбиной (Гт = const) [26] позволило бы экономить дополнительно порядка 6% топлива, а в среднегодовом цикле - около 4% топлива. В теплое время года при работе с мощностью, близкой к номинальной, дополнительный экономический эффект может составить 0,5.1,5%, но возрастет до 6-7%, если агрегаты загружены на 65.55%.

Для использования преимуществ по дополнительной экономии топливного газа в импортных регенеративных ГТН-25ИР, предоставляемых наличием регулируемой СТ, необходимо выполнение и реализация ряда конструктивных разработок, которые не могут быть проведены в рамках одного газотранспортного объединения, однако могут быть решены централизованно на уровне ОАО "Газпром".

8. Коэффициент удельной быстроходности модернизируемых СТ должен быть увязан с таковым для ступеней СПЧ нагнетателей, с целью создания условия для достижения максимальных КПД ступеней СТ и ЦН [34].

Должно быть уделено больше внимания совершенству затурбинных диффузоров и выхлопных патрубков модернизируемых СТ, чтобы приблизиться к лучшим мировым показателям.

Для снижения затрат на обслуживание и ремонт в модернизируемой СТ конвертированного авиадвигателя следует провести усовершенствования по упрощению доступа к лопаткам СТ с тем, чтобы ее ремонт мог быть проведен в условиях эксплуатации (без отправки в ремонтный центр).

9. В головной части газопроводов системы "Тюментрансгаз" для каждой компрессорной станции требовались индивидуальные решения по модернизации проточной части центробежных нагнетателей, зависящие от выходного давления ДКС.

Для компрессорных цехов с существующими проточными частями ЦН свойственно снижение КПД ГПА при работе с пониженной степенью сжатия КС, как при максимальной, так и при неполной загрузке привода [9].

При замене проточных частей ЦН в процессе их модернизации необходимо согласование коэффициентов удельной быстроходности сменной проточной части ЦН и силовой турбины привода, что создает условия для повышения эффективности блока СТ-ЦН.

При неопределенности давлений на входе и выходе КС в многониточной системе для обоснованного заказа СПЧ ЦН повышенной напорности типа требуемых, например, для КС

Ныдинская, следует пользоваться нагрузочными характеристиками ГПА, что позволит определить минимальное потребное число рабочих агрегатов при меняющихся условиях на входе и выходе КС.

Отработанный метод испытаний натурных ЦН на воздухе через люк-лазы позволяет повысить уровень достоверности получаемых результатов при испытаниях и снимать характеристики модернизируемых ЦН в широком диапазоне режимов.

Библиография Васин, Олег Евгеньевич, диссертация по теме Турбомашины и комбинированные турбоустановки

1. Богорадовский Г.И., Голод Л.А., Кореневский Л.Г. К вопросу определения мощности ГТН-25 по результатам стендовых испытаний. Труды ЦКТИ. Л.: 1990. Вып.261. С. 157-162.

2. Волков М.М., Михеев А.Л., Конев К.А. Справочник работника газовой промышленности. М.: Недра, 1989. 286 с.

3. Газотурбинные технологии. Специализированный журнал. 2000. №1 .6.

4. Галеркин Ю.Б., Данилов А.К., Попова Е.Ю. Численное моделирование центробежных компрессорных ступеней // Компр. техн. и пневм. 1993. Вып.2. С. 1-9.

5. Галиуллин З.Т., Леонтьев Е.В. Интенсификация магистрального транспорта газа. М.: Недра, 1991. 272 с.

6. Галиуллин З.Т. Перспективы развития магистрального транспорта газа. Газовая промышленность. 1998. №8. С.56-58.

7. Евдокимов В.Е. О выборе типа диффузора при проектировании ЦКМ, Турбины и компрессоры. 2001. №14. С. 34.39.

8. Журавлев Ю.И. Характеристики нагнетателей природного газа при номинальной потребляемой мощности //Тяжелое машиностроение. 1996. №6. С. 18.19.

9. Завальный П.Н., Ревзин Б.С. Повышение эффективности использования центробежных нагнетателей ГПА в газотранспортных системах. Екатеринбург: УГТУ, 1999. 105 с.

10. Ю.Загоринский Э.Е., Мельситдинова Н. Управление издержками бизнеса в создании современного газотурбинного оборудования. Газотурбинные технологии. 2002. №1. С.38-40.

11. П.Зарицкий С.П. Диагностика газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. М.: Недра, 1987. 198 с.

12. Иванов В.А., Крылов Г.В., Рафиков JI.IYЭксплуатация энергетического оборудования газопроводов Западной Сибири. М.: Недра, 1987. 143 с.

13. Козаченко А.Н. Эксплуатация компрессорных станций магистральных газопроводов. М.: Нефть и газ, 1999. 463 с.

14. Козаченко А.Н., Никишин В.И., Поршаков Б.П. Энергетика трубопроводного транспорта газа. М.: Нефть и газ, 2001. 400 с.

15. Костюк А.Г., Шерстюк А.Н. Газотурбинные установки. М.: Высшая школа, 1979. 254 с.

16. Поляков Г.Н., Яковлев Е.И., Пиотровский А.С. Эксплуатация и реконструкция трубопроводных магистралей. М.: Машиностроение. 1992. 256 с.

17. Поршаков Б.П. Газотурбинные установки. М.: Недра, 1992. 238 с.

18. Проскуряков Г.В. Приводные ГТУ и конвертированные ГТД для транспорта газа. Екатеринбург: УГТУ, 1999. 168 с.

19. Пиотровский А.С., Поляков Г.Н. Расчет норм и нормативной потребности в топливе для транспорта газа газотурбинными КС. Екатеринбург: Изд. УГТУ-УПИ. 1994. 36 с.

20. Повышение эффективности использования газа на компрессорных станциях /Динков В.А., Гриценко А.И, Васильев Ю.Н. и др. М.: Недра, 1981.296 с.

21. Рафиков Л.Г., Иванов В. А. Эксплуатация газокомпрессорного оборудования компрессорных станций. М.: Недра, 1992. 237 с.

22. Рациональное использование газа в энергетических установках / Ахмедов Р.Б., Брюханов О.Н, Иссерлин А.С. и др. Л.: Недра, 1990. 423 с.

23. Ревзин Б.С., Ларионов И.Д. Газотурбинные установки с нагнетателями для транспорта газа. М.: Недра, 1991. 303 с.

24. Ревзин Б.С. Газоперекачивающие агрегаты с газотурбинным приводом. Екатеринбург. УГТУ-УПИ. 2002. 269 с.

25. Седых З.С. Эксплуатация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. М.: Недра, 203 с.

26. Седых А.Д. Развитие и опыт эксплуатации компрессорной техники в газовой промышленности. Компрессорная техника. 2001. №1. С.5-7.

27. Седых А.Д, Лезнов А.С., Барцев И.В. Тенденции развития центробежных компрессоров, применяемых в газовой промышленности. Труды шестого международного симпозиума по компрессорным машинам. С.-Пб.: 31 мая-2 июня. 2000. С. 14-17.

28. Синицын Ю.Н. Методы и средства повышения эффективности топливно-энергетических характеристик газотурбинных ГПА при проектировании и эксплуатации компрессорных станций: Автореф. дисс. уч. ст. к.т.н. М.: 1983.

29. Слободянюк Л.И., Поляков В.И. Судовые паровые и газовые турбины и их эксплуатация. Л.: Судостроение, 1983. 360 с.

30. Сооружение и ремонт газонефтепроводов, газохранилищ и нефтебаз /Р.А.Алиев, И.В.Березина, Л.Г.Телегин и др.

31. Стационарные газотурбинные установки / Л.В.Арсеньев, В.Г.Тырышкин, И.А.Богов и др. Л.: Машиностроение, 1989. 543 с.

32. Тарасов А.В. Разработка и исследование системы выбора расчетных параметров блока "силовая турбина центробежный нагнетатель" турбоустановки для транспорта газа: АвТореф. дис. . канд. техн. наук. Екатеринбург, 1999. 26 с.

33. Теория и расчет турбокомпрессоров / К.П.Селезнев, Ю.Б.Галеркин, С.А.Анисимов и др. JL: Машиностроение, 1986. 392 с.

34. Терентьев А.Н., Седых З.С. Ремонт газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. М.: Недра, 1985. 232 с.

35. Трубопроводный транспорт нефти и газа / Р.А.Алиев, В.Д.Белоусов, А.Г.Немудров и др. М.: Недра, 1988. 368 с.

36. Фадеев В.Т. Эффективность газотранспортной системы: современная тактика технического обновления // Газовая промышленность. 1987. №11. С. 26-29.39.1Цуровский В.А., Зайцев Ю.В. Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты. М.: Недра, 1994. 192 с.

37. Щуровский В.А., Синицын Ю.Н., Клубничкин А.К. Анализ состояния и перспектив сокращения затрат природного газа при эксплуатации газотурбинных газокомпрессорных цехов. Обз. инф. серии "Транспорт и хранение газа". М.: Недра, 1982. 60 с.

38. Щуровский В.А. Оценка затрат на ремонтно-техническое обслуживание газотурбинных агрегатов. Электрические станции. 2000. №10. С.21-23.

39. Эксплуатация газопроводов Западной Сибири // Г.В.Крылов, А.В.Матвеев, Е.ИЛковлев, О.А.Степанов. М.: Недра, 1985. 288 с.

Похожие работы

Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение
05.04.00