ВВЕДЕНИЕ
В непростом для мировой экономики 2009 году «Газпром» уверенно продолжил развитие по всем направлениям деятельности - разведка, добыча, транспортировка нефти, диверсификация видов продукции, маршрутов, регионов поставки. Стратегические проекты продвигаются на Север, Юг, Запад и Восток, преодолевая границы и континенты, укрепляя позиции «Газпрома» как глобальной энергетической компании.
На севере идет активная реализация мегапроекта «Ямал». В 2009 году «Газпром» ввел в эксплуатацию уникальный мостовой переход железной дороги «Обская - Бованенково» через реку Юрибей. Это самый длинный в мире мост за Полярным кругом. Продолжена первая нитка подводного перехода через Байдарацкую губу - наиболее сложного участка системы магистральных газопроводов «Бованенково - Ухта». Ведется обустройство Бованенковского месторождения.
На Юге «Газпром» построил подводный газопровод «Джубга - Лазаревское - Сочи». Этот объект - весомый вклад компании в обеспечение энергией XXII зимних Олимпийских игр 2014 года. Не менее значимым событием стал ввод в эксплуатацию самого высокогорного в мире газопровода «Дзуарикау - Цхинвал», жизненно необходимой энергетической артерии, которая соединила Южную Осетию и Россию. На Востоке в 2009 году был сварен первый стык магистрали «Сахалин - Хабаровск - Владивосток», положивший начало созданию газотранспортной системы в этом регионе. А в рамках проекта «Сахалин-2» впервые в истории России начат экспорт отечественного сжиженного природного газа на новые для компании рынки сбыта - в страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Полным ходом идет выполнение масштабной Восточной газовой программы, координатором которой правительство Российской Федерации назначило «Газпром».
На Западе «Газпром» уверенно продвигается к намеченной цели - обеспечению сверхнадежных и бесперебойных поставок газа на европейский рынок. В 2009 году были получены все разрешения, необходимые для начала строительства газопровода «Северный поток». Сейчас идет прокладка газопровода по дну Балтийского моря. Значительно продвинулись и работы по проекту «Южный поток». Уже заключены все необходимые межправительственные соглашения по этому проекту с зарубежными партнерами. Кроме того, были достигнуты договоренности об увеличении вдвое производительности морского участка «Южного потока» - с 31 до 63 млрд куб. м.
Укрепляя свои позиции на глобальном энергетическом рынке, «Газпром» не менее активно реализует и социально значимые проекты, прежде всего выполняя Программу газификации регионов России. Уровень газификации нашей страны к концу 2009 года достиг 63,2 %. Эта работа компанией будет продолжена.
Разработка газовых и газоконденсатных месторождений в системе ОАО «Газпром» должна обеспечить добычу газа к 2015 году около 820 миллиардов метров кубических, а конденсата в 2015 и 2030 годах приблизительно 19,4 миллионов тонн.
Учитывая моральное и физическое старение парка газотурбинных установок, их реконструкция и обновление являются приоритетными проблемами транспорта газа. Всего имеется более 20 типов газотурбинных установок мощностью от 2,5 до 25 мегаватт с коэффициентом полезного действия от 23 до 34 % (среднее значение 27,6 %). Прогнозируется совершенствование газовых турбин газоперекачивающих агрегатов, как правило, силами конверсионных мероприятий обеспечивающих повышение коэффициента полезного действия каждого из существующих типов газотурбинных установок максимально до 46%.
К работам по созданию некоторых видов новой газоперекачивающей техники привлечены ведущие зарубежные компании. Так АО «Люлька-Сатурн» в кооперации с фирмой «Нуово-Пиньюони» создает новые агрегаты мощностью 16 мегаватт с использованием Российского газогенератора. Совместно с фирмой «Купер-Роллс» ведутся работы по модернизации камеры сгорания двигателя АЛ-31СТ с целью снижения выбросов окислов азота. Пермские предприятия «Авиадвигатель» и «Пермские моторы» планируют проведение работ совместно с фирмой «Пратт энд Уитни» по увеличению ресурса надежности и экологической безопасности двигателей мощностью 12416 МВт.
Применение газоперекачивающих агрегатов нового поколения позволит на 25-30 % сократить потребление газа на технологические нужды, снизить выброс окислов азота, повысить надежность транспортировки газа.
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
Характеристика компрессорного цеха
В курсовом проекте рассматривается эксплуатация компрессорного цеха №4 Антиповского ЛПУМГ, оборудованного ГПА ГТК-10И.
Антиповское линейное производственное управление магистральных газопроводов - один из 14 газотранспортных филиалов «Волгоградтрансгаз».
В Антиповское ЛПУМГ входит - Антиповская КС с сетью магистральных газопроводов и ГРС на с. Антиповка, автомобильная газонаполнительная компрессорная странция г. Камышина, Коробковская и Жирновская промплощадки с сетью магистральных газопроводов и ГРС.
Основная задача Антиповского ЛПУМГ - транспортирование газа с заданными параметрами по магистральным газопроводам «Средняя Азия - Центр III» (САЦ - III), «Средняя Азия - Центр IV-I» (САЦ - IV-I), «Средняя Азия - Центр IV-II» (САЦ - IV-I), «Оренбург - Новопсков», «Союз» с целью бесперебойной поставки газа потребителям в соответствии с утвержденным планом.
Общая протяженность газопроводов в однониточном исчислении в зоне ответственности КС Антиповка - 429,7 км. Прокладка газопроводов - подземная, глубина заложения газопроводов с условным диаметром до 800 мм включительно - 0,8 м, с условным диаметром 1400 мм - 1,0 м до верха трубы. Количество компрессорных станций - 1. Количество газораспределительных станций - 1. Автомобильных газонаполнительных компрессорных станций - 1.
Антиповская КС расположена на 251-м км по трассе газопровода САЦ-III, в 3,6 км к югу от села Антиповка, в 500 м от уреза воды на правом берегу реки Волга. Основная территория КС (т.е. месторасположение 4-х компрессорных цехов) имеет форму правильного прямоугольника, вытянутого в направлении с востока на запад. К северу от основной территории КС расположены 4 узла подключения станции к магистральным газопроводам, причем на различных расстояниях о границы станции. На минимальном (250 м) находится узел подключения к САЦ-III, на максимальном (500 м) - узел подключения газопровода «Союз». Территории узлов подключения, огорожены заборами из металлической сетки на бетонных столбах, являющимися границами узлов.
Коридор магистральных газопроводов, находящихся в ведении Антиповского ЛПУМГ, проходит в направлении с востока на запад от левого берега реки Волга до правого берега реки Иловля. Протяженность коридора магистральных газопроводов составляет 76 км (от 245-го до 321-го км по трассе магистрального газопровода САЦ-III). Из них 69 км относится к сухопутным участкам и 7 км - к крупным подводным переходам через реки Волга и Иловля. Ширина коридора из пяти ниток магистральных газопроводов с учетом расстояний между ними (между нитками САЦ - по 13 м, между САЦ-IV-II и «Оренбург - Новопсков» - 13 м, между газопроводами «Оренбург - Новопсков» и «Союз» - 15 м) и охранной зоны на землях сельскохозяйственного назначения (100 м) составляет на сухопутных участках 154 м. С учетом этого площадь занимаемых земель под главный коридор на суше - 10,63 км2.
Общая протяженность газопроводов-отводов - 30,8 км при ширине охранной зоны 100 м. Площадь занимаемых земель - 3,1 км2.
Ширина створа подводного 9-ниточного перехода через р. Волга составляет 700 м при протяженности 5,2 км. Ширина створа подводного 6-ниточного перехода через р. Иловля - 350 м при протяженности 2 км. Занимаемая площадь - 4,4 км2.
Объекты обслуживания Антиповского ЛПУМГ располагаются на Приволжской возвышенности (высота промплощадки Антиповской КС над уровнем моря 162 м), к западу от правого берега р. Волга. В районе расположения КС и коридора магистральных газопроводов преобладает степной микрорельеф - покрытая травой равнина, пересекаемая отдельными балками и реками. Территория КС - незатопляемая.
Коридор газопроводов пересекает 4 основных водных преграды:
р. Волга: ширина зеркала воды - 4 км, глубина до 29 м, скорость течения до 0,5 м/с;
р. Балыклейка: ширина зеркала воды - 200 м;
р. Зензеватка: ширина зеркала воды - 70 м;
р. Иловля: ширина зеркала воды - 130 м, глубина до 3 м, скорость течения до 0,5 м/с.
Основные типы грунтов на трассе газопроводов - суглинок (252-364, 267-303 км трассы газопровода САЦ), известняк (264-267 км), пески (303-317 км). Заболоченные участки, карсты, подземные выработки отсутствуют. На обоих берегах р. Волга имеется вероятность размыва грунта и оголения трубопроводов. Аналогичные проблемы характерны для переходов газопроводов через р. Иловля, балку Венцы, Пеньковскую балку.
Характер застройки площадки КС «Антиповская» - промышленные, малоэтажные здания и сооружения. В северной части территории КС на открытых площадках расположено оборудование (пылеуловители, аппараты воздушного охлаждения газа, краны пускового контура, блок-контейнеры ГПА, компрессорные цеха № 1 и № 2). В южной части территории КС расположены служебно-эксплуатационного и ремонтного блоков, производственно-энергетического блока, прочие строения.
Территория зоны ответственности Антиповского ЛПУМГ включает площадь земель Волгоградской области, отведенных под трассы магистральных газопроводов КС «Антиповская» с узлами подключения КС к магистральным трубопроводам и промплощадки Антиповского ЛПУМГ.
Общая протяженность линейной части газопроводов Антиповского ЛПУМГ: 429,7 м.
В зоне ответственности Антиповского ЛПУМГ расположено 25 подземных переходов через автомобильные дороги, 5 подземных переходов через железные дороги, 5 воздушных переходов, 23 пересечения с инженерными коммуникациями. Переходы являются участками с повышенной вероятностью возникновения ущерба от возможных аварий на газопроводах.
КС «Антиповская» состоит из 4 цехов.
Цех № 1 подключен к магистральному газопроводу САЦ-IV-I, САЦ-IV-II Ду=1200 мм, Рраб=55 кгс/см2. Цех № 2 подключен к магистральному газопроводу САЦ-III Ду=1200 мм, Рраб=55 кгс/см2. Цех № 3 подключен к магистральному газопроводу «Оренбург - Новопсков» Ду=1200 мм, Рраб=75 кгс/см2.
Цех № 4 подключен к магистральному газопроводу «Союз» Ду=1400 мм, Рраб=75 кгс/см2. Газ высокого давления из магистрали через входной шаровой кран № 7 узла подключения по всасывающему газопроводу-шлейфу (Ду=1400 мм) поступает через входной коллектор (Ду=1400 мм) системы очистки газа на батарею из 6-ти масляных пылеуловителей. После очистки газ попадает во всасывающий коллектор (Ду=1000 мм) и далее - во всасывающие газопроводы (Ду=600 мм) семи полнонапорных ГПА, работающих параллельно, в которых сжимается до проектного давления (75 кгс/см2).
Сжатый газ через нагнетательные газопроводы (Ду=600 мм) ГПА поступает в нагнетательных коллектор (Ду=1000 мм) и далее - в коллектора двух групп аппаратов воздушного охлаждения газа (АВО). После охлаждения в АВО до плюс 39-43 оС газ через выходные коллектора (Ду=1000 мм) АВО попадает в нагнетательный шлейф (Ду=1400 мм), по которому направляется к узлу подключения КС, попадая через кран № 8 в магистраль. Перемычки между нагнетательными газопроводами ГПА и всасывающими кранами №№ 6-6а образуют пусковые контура ГПА.
Сжатие газа осуществляется с помощью газотурбинных ГПА ГТК-10И, для пуска и работы которых требуются топливный и пусковой газ. Для их подготовки предусмотрен блок подготовки топливного и пускового газа, в состав которого кроме устройств редуцирования входят скруббер (пылеуловитель мультициклонного типа), уравнительные резервуары, сухие фильтры и газгольдеры. В качестве подсистемы в БПТПГ входит блок осушки для подготовки импульсного газа, состоящий из 4-х адсорберов.
Маслоснабжение цеха обеспечивается с помощью подземного склада масел, регенераторной и насосной склада масел. Для охлаждения масла служат маслоохладители типа 06-10.
Характеристика газоперекачивающего агрегата ГТК-10И
Основным оборудованием на КС являются ГПА. В компрессорном цехе № 4 Антиповского ЛПУМГ установлено 7 ГПА ГТК-10И. В состав газоперекачивающего агрегата ГТК-10И входит газотурбинный двигатель (газотурбинная установка) модели MS-3000, который служит для привода центробежных нагнетателей, предназначенных для сжатия природного газа в магистральных газопроводах.
Газотурбинный двигатель Антиповского ЛПУМГ расположен в специальном боксе, который разделен на три отсека: вспомогательного оборудования, турбинный и выхлопной, изолированные друг от друга для обеспечения тепловой и акустической изоляции. Изнутри отсеки покрыты теплоизолирующими панелями.
В каждом отсеке поддерживается повышенное давление и осуществляется вентиляция, т. е. отвод тепла из отсеков для поддержания в них температуры ниже определенного значения.
Дифференциальные реле давления 63PF-1, 63PF-2 и 53PF-3 предохраняют отсеки от чрезмерного повышения давления. Тепловые реле 26ВА-1, 26ВА-2 и 26ВА-3, установленные в отсеках турбинном и вспомогательного оборудования сигнализируют о повышении температуры выше заданной величины вследствие неисправной работы вентиляционной системы.
На приточных воздуховодах в отсеках вспомогательного оборудования и турбинном установлены подогреватели, которые поддерживают температуру в пределах от -7 до +10° С. Подогреватели управляются термостатом 26ИА в отсеке вспомогательного оборудования и регулятором температуры 26НТ в турбинном отсеке.
Воздуходувки, имеющие условные обозначения 88НА и 88НТ, подают подогретый воздух, когда подогреватели находятся в действии. Отсеки оборудованы углекислотной системой пожаротушения. Для предотвращения выхода углекислоты во всех входных линиях воздуховода и на вентиляционных щелях отсеков установлены заслонки, которые автоматически закрываются при пожаре, когда повышается давление в отсеке от поступления углекислоты. Открывают заслонки вручную.
Газотурбинный двигатель и его вспомогательное оборудование смонтированы на стальной раме. В переднем конце рамы расположен выполненный за одно целое с ней маслобак. Внутри рамы расположены коллекторы подачи смазочного масла и сливные коллекторы.
Над маслобаком во вспомогательном отсеке смонтировано следующее оборудование: вспомогательный редуктор для привода главного насоса смазочного масла и электрогенератора, вспомогательный и аварийный насосы смазочного масла, главный и вспомогательный насосы гидропитания, главный щит манометров, главные фильтры смазочного масла, оборудование пусковой системы, блок регулирующего и стопорного клапанов топливного газа.
Газотурбинный двигатель опирается на основание двумя упругими пластинами, одна из которых находится под корпусом осевого компрессора, а другая под корпусом выхлопного устройства.
Эти опорные пластины исключают возможность боковых и вращательных движений двигателя, но в то же время допускают осевое перемещение в результате теплового расширения двигателя во время его работы. Осевое перемещение происходит вперед и назад от точки, зафиксированной шпонкой и расположенной под корпусом турбины.
Газотурбинный двигатель представляет собой двухвальную газовую турбину простого цикла. Он состоит из пятнадцатиступенчатого осевого компрессора, шести камер сгорания (расположенных под углом 90° к оси газовой турбины), одноступенчатой турбины высокого давления (первая ступень) для привода осевого компрессора и одноступенчатой турбины низкого давления (вторая ступень) для привода центробежного нагнетателя.
Эксплуатационные характеристики агрегата
Агрегат ГТК-10И, находящийся в Антиповском ЛПУМГ, характеризуется быстрым запуском: время до выхода на режим холостого хода 3-3,5 мин, время до принятия полной нагрузки 7-8 мин.
Турбина высокого давления выводится на максимальную частоту вращения в течение 3-3,5 мин. Столь быстрое ускорение вала турбокомпрессора при пуске возможно благодаря поворотному направляющему аппарату силовой турбины, который увеличивает проходное сечение и распределяет большую часть энергии на ТВД. Только после достижения ТВД 99- 100% полной частоты вращения закрываются сопловые лопатки и начинается загрузка силовой турбины. Быстрое нарастание температуры отходящих газов, соответствующее еще большей скорости подъема температуры газов перед турбиной, сопряжено с применением точной и быстродействующей системы регулирования. В противном случае температура может оказаться выше предельного ее значения 540°С.
Помимо различий в геометрии проточной части и газодинамических характеристик каждая турбина имеет свою индивидуальную настроечную характеристику, которая связывает степень сжатия и температуру на выходе при определенной температуре наружного воздуха, температуре перед турбиной и частоте вращения роторов ТВД и ТНД. Однако для всех турбин существует предельная температура на выходе 540 °С, которая не дает возможность поддерживать расчетную мощность при температурах выше +30° С.
Повышение температуры наружного воздуха приводит к снижению его плотности, а значит и к уменьшению расхода циклового воздуха и степени сжатия. Это, в свою очередь, приводит к еще более резкому падению мощности ГТУ и сопровождается снижением к.п.д. и увеличением удельного расхода топлива. Повышение температуры наружного воздуха на 1 °С сопряжено с падением мощности на 0,7 % и к.п.д. на 0,2 %. При понижении температуры наружного воздуха до -20 °С установка может развивать предельную мощность 120 % (дальнейшее увеличение мощности не допускается по условиям прочности деталей, передающих крутящий момент).
Для более полного удовлетворения требований производительности и степени сжатия компрессорных станций, установленных на разных участках газопроводов, необходимо устанавливать центробежные нагнетатели, отличающиеся в первую очередь диаметром колес и числом ступеней.
Так, нагнетатели фирмы «Нуово-Пиньоне» марки PCL поставляют с тремя модификациями 500, 800 и 1000, указывающими диаметр рабочих колес (в мм).
Центробежный нагнетатель типа PCL 802/24 фирмы «Нуово-Пиньоне» предназначен для сжатия природного газа в магистральных газопроводах. Нагнетатель состоит из корпуса, торцовой крышки, диафрагмы, ротора с рабочими колесами, думмисом и полумуфтой, уплотнений и подшипников.
Корпус нагнетателя бочкообразный и открывается с одного торца. Корпус и торцовая крышка корпуса изготовлены из кованой стали. Всасывающий и нагнетательный патрубки приварены к корпусу. Корпус опирается на две продольные опорные лапы. Корпуса подшипников и гнезда торцовых уплотнений расположены на корпусе нагнетателя и на торцовой крышке. Подшипники и уплотнения при необходимости могут быть заменены без демонтажа корпуса нагнетателя.
На торцах вала установлены датчики для измерения вибрации. На торце вала со стороны упорного подшипника установлен датчик осевого сдвига. Датчики соединены с мониторами вибрации и осевого сдвига. Внутри корпуса компрессора имеется пакет Диафрагм, легко извлекаемый со стороны торцовой крышки при помощи специального приспособления. Диафрагмы предназначены для того, чтобы с наименьшими потерями энергии подвести и отвести газ от ступеней нагнетателя, обеспечивая максимально возможную равномерность параметров газа по сечению. Диафрагмы имеют горизонтальный и вертикальный разъемы, соединены между собой винтами и собраны в пакет набором осевых тяг. Пакет диафрагм, собранный в таком виде с ротором, вводят в корпус нагнетателя с помощью двух роликов, расположенных внизу диафрагмы. Пакет диафрагм фиксируется внутри корпуса буртиком, выполненным в корпусе.
На пакете диафрагм выполнен паз для О-образного уплотнительного кольца, которое предотвращает перетечку газа от нагнетательного патрубка к всасывающему. На торцовой крышке также установлены О-образные уплотнительные кольца. Для предотвращения перетечек между нагнетательными и всасывающими сторонами рабочих колес и между ступенями в пакете диафрагм установлены лабиринтные уплотнения. Во избежание повреждений вала и рабочих колес при случайном соприкосновении уплотнительные кольца изготовлены из легкого сплава. Уплотнительные кольца имеют горизонтальные разъемы: верхняя половина каждого кольца прикреплена к соответствующей диафрагме потайными винтами, нижние половины заведены в пазы и легко могут быть извлечены повертыванием на 180°.
Торцовые лабиринтные уплотнения вала неразъемные и прикреплены осевыми винтами к днищу корпуса и торцовой крышке. Перед первой ступенью установлен конфузор, который подводит по оси поток газа к всасывающей стороне первого рабочего колеса. Конфузор состоит из разъемной по горизонтали части, установленной в диафрагме, и наружной части, прикрепленной к торцовой крышке корпуса. На этом конфузоре предусмотрен штуцер, который выходит наружу через торцовую крышку. Этот штуцер присоединен к прибору, который по перепаду давлений на конфузоре определяет расход газа.
Перед вторым рабочим колесом также установлен конфузор.
Ротор нагнетателя состоит из вала, рабочих колес, думмиса, распорных втулок, упорного диска и соединительной полумуфты.
Вал изготовлен из кованой стали. Поверхности вала, свободные от рабочих колес, защищены распорными втулками из нержавеющей стали.
Рабочие колеса с лопатками закрытого типа. Каждое рабочее колесо перед посадкой на вал подвергается динамической балансировке и испытывается на прочность при скорости на 15% выше максимальной рабочей скорости. Рабочие колеса насажены на вал по горячей посадке и зафиксированы шпонками. Распорные втулки, установленные между колесами, насажены на вал также по горячей посадке и определяют точное положение рабочих колес на валу.
Два блокировочных кольца фиксируют на валу ротора рабочие колеса, распорные втулки и думмис. Блокировочные кольца в свою очередь зафиксированы стопорными радиальными винтами.
Ротор нагнетателя подвергается осевому усилию с направлением в сторону всасывания в результате разности давлений, имеющихся с двух сторон ротора. Это усилие частично уравновешивается при помощи думмиса, установленного за рабочим колесом второй ступени. Это уравновешивание достигается соединением полости за думмисом с всасывающей полостью нагнетателя. Осевое усилие, действующее при этом на думмис, направлено противоположно усилию, действующему на рабочие колеса нагнетателя, и следовательно, частично уравновешивает последнее. Остаточное осевое давление воспринимает упорный подшипник. Таким образом, обеспечивается устойчивость ротора в осевом направлении. Думмис изготовлен из кованой стали, насажен на вал по горячей посадке и закреплен на нем шпонкой.
Полумуфта, насаженная на вал ротора, представляет собой стальную кованую деталь и рассчитана на передачу максимальной мощности, вырабатываемой газовой турбиной.
Узел ротора, состоящий из вала, рабочих колес, распорных втулок, думмиса, блокировочных колец и полумуфты подвергается динамической балансировке.
Ротор опирается на два опорных подшипника и на двойной упорный подшипник.
Опорные подшипники скольжения эллиптического типа с принудительной смазкой. Подшипники стальные, внутри покрыты баббитом, состоят из двух половин с горизонтальным разъемом. Проворачивание подшипников по направлению вращения предотвращается штифтом, который выступает в верхней части. Масло под давлением подводится к подшипникам радиально и отводится по оси по бокам каждого подшипника.
Упорный подшипник, установленный на торце вала со стороны всасывания, состоит из двух самоустанавливающихся подшипников с шестью рабочими колодками. Упорная нагрузка равномерно распределяется на все рабочие колодки.
Температура упорного и опорных подшипников контролируется термопарами, установленными на каждом подшипнике.
1.3 Характеристика агрегатных систем ГТК-10И
1.3.1 СИСТЕМА СМАЗКИ
Смазка газотурбинного агрегата ГТК-10И представляет собой замкнутую систему, состоящую из следующих элементов: маслобака, маслоохладителей, фильтров, клапанов и различных контрольных и защитных устройств.
Система смазки обеспечивает необходимую подачу масла к подшипникам газотурбинного двигателя, нагнетателя, а также к вспомогательным механизмам.
Весь поток смазочного масла фильтруется пятимикронными фильтрами. Масляный фильтр состоит из двух работающих поочерёдно фильтров с перепускным клапаном между ними, что позволяет производить осмотры корпусов и заменять фильтрующие элементы на работающем агрегате. Дифференциальный манометр, установленный на щите манометров в блоке вспомогательных механизмов, показывает перепад давлений на фильтре. Если перепад давления достигнет 1,5 кгс/см2, надо перейти на второй фильтр следующим образом:
открыть заполнительный клапан;
когда масло покажется в смотровом стекле дренажной линии, переставить перепускной клапан;
закрыть заполнительный клапан.
Чтобы сменить элементы на неработающем фильтре, необходимо открыть выпускной клапан и слить масло из корпуса.
Масло для смазки муфты фильтруется сдвоенным фильтром с размером ячеек 0,5 мкм. Манометр дифференциального давления, установленный на щите манометров в блоке вспомогательных механизмов, показывает перепад давления на фильтре. Когда перепад давления на фильтре достигнет 1 кгс/см2, надо перейти на второй фильтр, переключив перепускной клапан.
Для смены элементов на неработающем фильтре необходимо открыть выпускной кран и слить масло из корпуса в какую-нибудь емкость.
Весь поток смазочного масла охлаждается в маслоохладителе, прежде чем он поступит в коллектор подшипников. Два маслоохладителя с перепускные клапаном между ними установлены горизонтально на боковой стенке маслобака. Перепускной клапан направляет поток масла в любой маслоохладитель, что позволяет отключать любой из них для проверки или ухода, не прерывая подачу масла в систему смазки и не останавливая турбину.
1.3.2 ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Основная функция гидравлической системы - подача масла под давлением для привода регулирующих клапанов топливного таза, муфты сцепления турбодетандера и узла управления поворотными соплами второй ступени газовой турбины.
Источником масла для гидравлической системы служит система смазки газовой турбины.
Условно, с целью описания, гидравлическая система разделена на гидравлическую систему питания и на гидравлическую систему управления.
Гидравлическая система питания состоит из главного насоса с приводом от вала редуктора, вспомогательного насоса с приводом от электродвигателя переменного тока, двух фильтров с перепускным клапаном, реле давления и коллектора.
Гидравлический коллектор системы питания обеспечивает удобное соединение различных узлов, входящих в эту часть системы. Он находится в камере, смонтированной над маслобаком в отсеке вспомогательных механизмов.
Гидравлическая система управления осуществляет управление соплами второй ступени турбины, приводит в действие регулирующий и стопорный клапаны системы топливного газа и участвует в работе узла гидравлического выключения.
СИСТЕМА ПОДАЧИ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
Система, подачи охлаждающей жидкости предназначена для отвода тепла из системы смазки агрегата и рассчитана на круглогодичную работу на 60%-ном растворе этиленгликоля в воде. Системам подачи охлаждающей жидкости представляет собой замкнутую систему, в которую входят: маслоохладители; клапан VTR-1 для регулирования температуры смазочного масла; расширительный бак с датчиком уровня 71WL, срабатывающим при низком уровне охлаждающей жидкости; воздушно-водяные теплообменники (водоохладители) с оребренными трубами; два вентилятора 88СТ-1 и 88СТ-2 с приводом от электродвигателей переменного тока; два выключателя 39СТ-1 и 39СТ-2, срабатывающие от датчиков вибрации вентиляторов; два температурных датчика 26WC-1 и 26WC-2 для контроля температуры охлаждающей жидкости; фильтр; два центробежных насоса охлаждающей жидкости, приводимые в действие от электродвигателей переменного тока 88WC-1 и 88WC-2 датчик давления 63WC, срабатывающий при низком давлении жидкости в системе; отопительное устройство 23СК с термостатом 26СК, установленное в блоке электродвигателей; вентилятор для циркуляции воздуха 88СК с приводом от электродвигателя переменного тока.
Система действует следующим образом. Циркуляция охладителя осуществляется при помощи одного из двух центробежных насосов, смонтированных на основании блока охлаждающего и насосного агрегатов. Проходя через маслоохладитель, жидкость отбирает тепло, охлаждая тем самым масло системы смазки турбины. Расход охлаждающей жидкости, которая поступает в маслоохладитель, регулируется при помощи клапана регулятора VTR-1.
Маслоохладители установлены в маслобаке агрегата под блоком вспомогательных механизмов, а запорные краны - во впускном и выпускном трубопроводах маслоохладителей. Во время работы турбоагрегата включают только один маслоохладитель, а второй отключают путем закрытия запорных кранов во впускном и выпускном трубопроводах.
После маслоохладителя охлаждающая жидкость поступает в теплообменник (водоохладитель), где отдает тепло воздуху продуваемому через теплообменную поверхность двумя вентиляторами 88СТ-1 и 88СТ-2, установленными непосредственна под теплообменником.
Затем охлаждающая жидкость через фильтр вновь поступает во всасывающий коллектор насосов. Подпитывается система из расширительного бака, заполненного охлаждающей жидкостью.
1.3.4 ПУСКОВАЯ СИСТЕМА
Пусковым устройством для ГТК-10И служит турбодетандер со ступенями давления, который через кулачковую муфту приводит в действие вспомогательный вал турбины и вал турбины высокого давления.
Пусковая система включает в себя следующие узлы: клапан-регулятор давления VPR-15, турбодетандер, предохранительный клапан VR-6, соленоидные клапаны 20SV и 20SG, редуктор давления VPR-40, аварийный дроссельный клапан и автомат безопасности от превышения частоты вращения турбодетандера.
Давление пускового газа, поступающего на вход турбо-детандера, регулируется при помощи клапана-регулятора давления VPR-15 с двойной точкой регулирования. Чтобы сдвинуть с места вал турбины высокого давления, требуется повышенный крутящий момент, развиваемый турбодетандером, а значит и повышенное давление пускового газа (первая точка задания давления клапана VPR-15). После того как вал турбины начинает вращаться, необходимо более низкое давление пускового газа на входе в турбодетандер (вторая точка задания давления), чтобы не превысить требуемое ускорение турбины.
СИСТЕМА ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ И УПЛОТНЕНИЯ
Система воздушного охлаждения и уплотнения предназначена для охлаждения различных частей турбины и для уплотнения подшипников газовой турбины и осевого компрессора. Воздух для охлаждения, и уплотнения поступает из осевого компрессора, а также из атмосферы.
Предусмотрено воздушное охлаждение следующих узлов газовой турбины дисков турбин первой и второй ступеней, сопловых лопаток и обойм этих лопаток турбины первой ступени; корпуса турбины, выхлопного устройства и опор внутреннего корпуса турбины.
Жаровые трубы и остальные детали камер сгорания охлаждаются цикловым воздухом.
Охлаждающий и уплотняющий воздух, поступающий от осевого компрессора, состоит из воздуха, отбираемого за десятой и пятнадцатой ступенями осевого компрессора и воздуха, прошедшего через уплотнения за пятнадцатой ступенью осевого компрессорам
Воздух, отбираемый за пятнадцатой ступенью осевого компрессора через радиальные отверстия в диске пятнадцатой ступени, используется для охлаждения внутренней полости ротора турбокомпрессора и диска турбины первой ступени. Этот воздух через радиальные отверстия поступает в полый вал, проходит через диафрагму в рабочем колесе турбины в полость за рабочим колесом, а затем проходит через уплотнения рабочего колеса и смешивается с рабочим воздухом.
Воздух, прошедший через уплотнения за пятнадцатой ступенью осевого компрессора, используется для уплотнения подшипника № 2 для охлаждения диска первой ступени турбины.
Через отверстия в стенках сальника подшипника № 2 уплотняющий воздух выводится по наружным трубам, смешивается о воздухом, отбираемым за десятой ступенью компрессора, и используется для охлаждения диска второй ступени турбины.
Цикловой воздух после осевого компрессора поступает в воздухораспределительные кожухи камеры сгорания и охлаждает узлы камер сгорания, обойму сопловых лопаток первой ступени и сегменты статора над рабочим колесом первой ступени. Часть воздуха, обтекающего удерживающее кольцо соплового аппарата, входит внутрь сопловых лопаток и охлаждает их.
Сопловые лопатки первой ступени полые, внутри них установлены дефлекторы, которые направляют поток воздуха вдоль внутренних стенок лопаток для повышения эффективности их охлаждения. Далее этот воздух выходит через отверстия около задних кромок лопаток и смешивается с рабочим газом.
Атмосферный воздух используется для охлаждения задней части корпуса турбины и опор внутреннего корпуса турбины. Этот воздух засасывается через отверстия, просверленные в заднем вертикальном фланце корпуса турбины, благодаря разрежению, создаваемому эжекторами.
СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗАГАЗОВАННОСТИ ВОЗДУХА
Система контроля загазованности воздуха предназначена для определения и сигнализации об опасных концентрациях газа в индивидуальном укрытии турбоагрегата.
Система состоит из трех датчиков диффузионного типа, установленных в отсеках турбины и у нагнетателя, соединенных с модульными блоками типа 1400, установленными на пульте управления турбиной. Соответствие каждого блока установленному датчику определяется в период пуско-наладочных работ и идентифицируется надписью на блоке. Перестановка блоков запрещена.
СИСТЕМА ПОДОГРЕВА ВОЗДУХА НА ВХОДЕ В СЕВОЙ КОМПРЕССОР
Система подогрева воздуха предназначена для поддержания постоянной положительной температуры воздуха на входе в осевой компрессор с целью предотвращения образования льда осенью и зимой. Условиями возможного образования льда считается температура наружного воздуха +3°С и ниже при относительной влажности свыше 80%. Входной воздух подогревают до температуры +4±1° С подачей горячих выхлопных газов в воздухо-заборную камеру (ВЗК), в которой они смешиваются с входящим воздухом. В систему подогрева входят следующие элементы:
источник горячих газов - выхлоп газовой турбины;
система трубопроводов, которая подает выхлопные газы на вход в ВЗК;
четыре термопары AT-ID для контроля средней температуры входного воздуха, установленные в ВЗК;
датчики перепада давления на впуске 63CS-1 и 63CS-2;
датчики давления на выхлопе 63ЕА и 63ЕТ;
температурные датчики 26ТР-1 и 26ТР-2 для защиты осевого компрессора от чрезмерно высокой температуры на входе;
заслонки ВВ, BV-1, BV-2 с приводом от электродвигателей и концевыми выключателями.
Система срабатывает в ответ на усредненные сигналы от термопар AT-1D. При температуре воздуха на входе свыше + 3°С заслонки BV-1 и BV-2 находятся в закрытом положении, а заслонка ВВ полностью открыта. При уменьшении температуры на входе ниже +3°С система подогрева начнет регулировать положение заслонок только при соблюдении определенного соотношения между температурой воздуха на выходе и температурой наружного воздуха; т.е. система не будет действовать до тех пор, пока температура на выходе турбины не достигнет минимального допустимого уровня, обеспечивающего удовлетворительный нагрев.
Во время эксплуатации системы все заслонки открываются поочередно и работают в импульсном режиме. Первой начинает открываться заслонка BV-1 (работа 4 или 6 с, пауза 6 с), подавая выхлопные газы на вход в ВЗК, и будет открываться до тех пор, пока температура на входе в осевой компрессор не поднимется до +3°С или пока н