Технологическая схема работы ГПА-Ц-16

В состав газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-16 входят: приводной газотурбинный двигатель ДГ90Л2, общая рама ГПА со вспомогательными агрегатами, механизмами, устройствами и коммуникациями, газоотвод с теплоизолирующим кожухом, трансмиссия, нагнетатель природного газа НЦ-16; комплект приборов и узлов, поставляемых совместно с агрегатом, комплект запасного инвентаря и принадлежностей (ЗИП) одиночный, комплект ЗИП групповой.

Очищенный природный газ из установки очистки по газопроводу Г-1000 через всасывающий патрубок поступает в центробежный нагнетатель, где происходит его сжатие и подача через нагнетательный патрубок в коллектор.

В качестве привода нагнетателя используется стационарный газотурбинный двигатель НК16-СТ, созданный на базе авиационного турбовентиляторного двигателя НК-8-2У, работающий на перекачиваемом газе, в котором свободная энергия преобразуется в мощность на выводном валу с помощью турбины нагнетателя.

Очищенный в воздухоочистительном устройстве атмосферный воздух поступает в компрессор двигателя, где сжимается и поступает в камеру сгорания. Одновременно через рабочие форсунки в камеру сгорания подается топливный газ. Из камеры сгорания газы направляются на лопатки турбины высокого давления (ТВД) и турбины низкого давления (ТНД). Механическая связь между турбиной и ротором нагнетателя осуществляется через промежуточный вал. Отработанные газы через газоотвод, пройдя утилизатор тепла и шумоглушитель, выбрасываются в атмосферу.

В обвязке каждого агрегата всасывающий трубопровод оборудован краном с гидропневмоприводом 1 (рисунок 1.2) для приема газа в нагнетатель и байпасным краном 4 для заполнения контура нагнетателя перед его пуском, а также для опрессовки нагнетателя.

Нагнетательный трубопровод оборудован:

- краном 2 с гидропневмоприводом для выхода газа из нагнетателя и обратным клапаном в магистрали Г-700;

- линией сброса газа на свечу с кранов 5, 5А перед краном 2, предназначенным для продувки контура нагнетания перед пуском ГПА или сброса газа на свечу при любых остановках агрегата, а также опрессовках;

- пусковым трубопроводом подачи газа в пусковой контур с краном и обратным клапаном 6 в агрегатной линии рециркуляции газа Г-400, краном регулятором 6А «Mokveld».

На линии подачи топливного газа установлены:

- топливный клапан «Amot»;

- стопорный клапан;

- кран 12 дистанционного управления;

- штуцер с линией сброса газа на свечу с пневмокраном 9.

Схема обвязки ГПА-Ц-16 обеспечивает независимый вывод агрегатов на режим «Кольцо» по пусковому контуру, антипомпажную защиту каждого агрегата обеспечивает кран 6А «Mokveld» системы управления и противопомпажного регулирования фирмы «ССС». Вывод агрегата на режим «Магистраль» происходит при открытии крана 2 и закрытии крана 6.

При остановке агрегата происходит закрытие кранов 1,2,4 обвязки ГПА, а так же закрытие крана 12 и открытие крана 9 топливного трубопровода двигателя. После получения сигнала «АО со стравливанием» через открытие свечного крана 5 опрессовка нагнетателя выполняется через краны 4, 4р при плавном наборе давления и последующем сбросе газа на свечу через кран 5. Пуск станции осуществляется после вытеснения воздуха и набора рабочего давления. Пуск одного агрегата на режиме «Кольцо» осуществляется при открытых кранах 1, 2, 6, и 6А «Mokveld». После вывода агрегата на режим «Кольцо», прикрывается кран 6А «Mokveld», агрегат начинает работать в режиме «Магистраль».

Функции управления, защиты и автоматизации ГПА выполняет система агрегатной автоматики микропроцессорная система контроля и управления (МСКУ) 4510СГ, поставляемая комплектно с агрегатом. Система управления и противопомпажного регулирования фирмы «ССС», выполненная на базе програмно-технических средств (ПТС) Series-4, осуществляет пуск и остановку ГПА, автоматическую защиту, контроль технологических параметров, сигнализацию неисправностей и выдачу информации на центральный диспетчерский пункт (ЦДП). Программное обеспечение обладает следующими свойствами: функциональная достаточность, надежность, адаптируемость, модифицируем ость, модульность построения и удобство эксплуатации.

Конструктивно комплекс МСКУ 4510СГ агрегатного уровня размещается в специальном приборном блок-боксе, с искусственным микроклиматом, расположенным в непосредственной близости от укрытия агрегата.

Функциональные блоки цехового комплекса (локальные интеллектуальные системы (ЛИС)), в целях сокращения количества кабелей, размещаются в щитовой установки подготовки топливного и импульсного газов, щитовой установки очистки газа, щитовой комплектной трансформаторной подстанции (КТП) АВО газа.

В щитовых и аппаратной устанавливаются стойки ЛИС с размещенными в них модулями, источниками питания и клеммными колодками для подвода соединительного кабеля. В операторной расположен пульт оператора, предназначенный как для индивидуального управления ГПА так и группового управления совокупностью газоперекачивающих агрегатов, входящих в состав цеха, и общецеховым оборудованием.

В контейнерах ГПА-Ц-16 заводом предусмотрено углекислотное пожаротушение, а также контроль взрывоопасной концентрации на СН4.

Перед пуском агрегатов в эксплуатацию определяется рабочий режим (рабочая точка) в зависимости от выбранной производительности и приведенных оборотов, при этом потребляемая нагнетателем мощность не должна превышать номинальную более чем на 20%, то есть не более 19000 кВт, при температуре наружного воздуха выше минус 5 С.

Для избежания попадания нагнетателя в зону неустойчивой работы рабочая точка должна лежать правее помпажной линии не менее чем на 10%. Это объясняется тем, что при уменьшении расхода газа до приблизительно 60% от расчетного из-за не сплошного течения в межлопаточных каналах, вызванного срывом потока на входе в рабочее колесо, и возрастанием влияния обратной закрутки в пределах каждого канала, рабочее колесо уже не может создать давление больше давления в диффузоре и напорной полости. Возникает течение в обратном направлении, что вызывает шум и сильные вибрации нагнетателя и его обвязки, увеличение оборотов, обратная раскрутка ротора при неисправности обратного клапана.

Причинами помпажа нагнетателя, кроме снижения расхода, могут быть: увеличение давления на выходе нагнетателя, пониженная частота вращения по отношению к параллельно работающим агрегатам, колебания давления в сети, неправильная или несвоевременная перестановка кранов в системе обвязки нагнетателя, попадание постороннего тела на защитную сетку или входной направляющий аппарат.

Главная опасность помпажных колебаний для ГПА большая вероятность повреждения упорного подшипника, возможность разрушения покрывающего диска рабочего колеса, сильные задевания и разработка зазоров в лабиринтных уплотнениях.

Защиту от помпажа каждого агрегата выполняют краны регуляторы 6A «Mokveld» на линии Г-400 по обвязке агрегатов ГПА-Ц-16.