Лекция Основы теории и конструкции ГПА
Для транспорта природного газа по магистральным газопровода применяются различные типы газоперекачивающих агрегатов. В зависимости от типа привода газоперекачивающие агрегаты подразделяются на три основных группы: газотурбинные ГПА, электроприводные ГПА и газомотокомпрессорные ГПА. В ООО «Газпром трансгаз Ухта» применятся газотурбинные ГПА и электроприводные ГПА.
Электроприводные ГПА эксплуатируются в Грязовецком ЛПУМГ (КЦ-1) и Мышкинском ЛПУМГ (КЦ-1).
На рисунке 1 показана принципиальная схема газоперекачивающих агрегатов.
Рисунок 1 – Принципиальная схема ГПА
Вид привода ГПА определяется пропускной способностью газопровода. Для станций подземного хранения газа, где требуются большие степени сжатия и малые расходы, используются ГМК, а также некоторые типы газотурбинных агрегатов, которые могут обеспечивать заданные степени сжатия. Для газопроводов с большой пропускной способностью наиболее эффективное применение находят центробежные нагнетатели с приводом от газотурбинных установок или электродвигателей.
К первой группе относятся ГПА с приводом центробежного нагнетателя от газовой турбины; ко второй агрегаты с приводом от электродвигателя и к третьей группе агрегаты с приводом от поршневых двигателей внутреннего сгорания, использующих в качестве топлива природный газ.
К агрегатам первой группы основного вида привода компрессорных станций относятся: стационарные, авиационные и судовые газотурбинные установки.
К стационарным газотурбинным установкам относятся ГПА специально сконструированные для использования на компрессорных станциях магистральных газопроводов.
К авиаприводным газотурбинным установкам относятся ГПА, приводом которых служит газовая турбина авиационного типа, специально реконструированная для использования на компрессорных станциях.
К судовым газотурбинным агрегатам относятся ГПА, где в качестве привода используется модернизированная газовая турбина судового типа.
КС с приводом от электродвигателей строились в основном на газопроводах, проходивших через развитые промышленные и центральные районы страны, имеющие резерв электроэнергии.
По сравнению с другими типами приводов основные преимущества электроприводных ГПА заключаются в следующем:
– высокая надежность, которая, правда, в значительной степени зависит от внешних источников питания (энергосистем);
– минимальные затраты на капитальный ремонт;
– большой моторесурс узлов и деталей ГПА;
– простота автоматизации и управления;
– экологическая чистота;
– пожаробезопасность.
К недостаткам данного привода следует отнести прежде всего слабую приспособленность ГПА к переменным режимам работы газопровода из-за постоянной частоты вращения ротора электродвигателя, а также рост стоимости электроэнергии, который резко повышает эксплуатационные затраты и делает их в настоящий момент несоизмеримыми с затратами газотурбинных агрегатов.
В состав электроприводных ГПА входит следующее основное оборудование: синхронный электродвигатель; редуктор (мультипликатор); нагнетатель.
Ротор нагнетателя приводится во вращение электродвигателем через повышающий редуктор (мультипликатор). Конструкция нагнетателя и редуктора позволяет производить пуск и остановку агрегата с заполненным контуром нагнетателя при начальном рабочем давлении газа.
На рисунке 2 электродвигатель СТД-12500.
Рисунок 2 – Электродвигатель СТД-12500
Важнейшим элементом электроприводных ГПА является редуктор. На всех типах электроприводных ГПА применяются повышающие редукторы-мультипликаторы. Установка повышающего редуктора связана с необходимостью получения максимального КПД нагнетателя в силу того, что в стране пока не производятся электродвигатели с частотой вращения, оптимальной для нагнетателя. Наличие повышающего редуктора ведет к определенному снижению КПД агрегата, но при этом резко увеличивается КПД самого нагнетателя.
Редуктор предназначен для передачи крутящего момента от приводного двигателя к нагнетателю. Зубчатая передача редуктора представляет собой одноступенчатый ускоритель горизонтального типа с передаточным числом
I = 4800:3000 = 1,6.
Внутреннее устройство редуктора показано на рисунке 3
Рисунок 3 – Редуктор-мультипликатор РЦОТ-480