Система запуску привідного газотурбінного двигуна газоперекачувального агрегату

Корисна модель відноситься до машинобудування і може бути використана для запуску приводних газотурбінних двигунів газоперекачувальних агрегатів типу ГПА-10 та ГПА-10-01, застосовуваних для стискування природного газу на магістральних газопроводах, що забезпечує переміщення заданого обсягу і дальності транспортування газу. Відома система запуску приводного газотурбінного двигуна газоперекачувального агрегату, що включає пусковий пристрій і кінематичний ланцюг передачі обертального моменту до газотурбінного двигуна [В.В.Розгонюк та інш. "Експлуатаційникові газонафтового комплексу. Довідник", Київ, "Росток", 1998p.]. Недоліком відомої конструкції є те, що як пусковий пристрій застосовується пускова турбіна, у якої в якості джерела енергії використовується природний газ, що транспортується по магістральному трубопроводі. Після попередньої підготовки газ надходить у пускову турбіну, яка перетворює енергію тиску газу в механічну енергію обертання. Для запуску двигуна необхідний значний обсяг газу, витрата якого підвищує вартість пуску турбіни і погіршує екологію в районі газоперекачувальної станції. Пускова вартість збільшується за рахунок необхідності додаткових витрат на попередню підготовку газу: очищення, сушіння, підігрів. Завданням корисної моделі є вдосконалення способу запуску приводного газотурбінного двигуна газоперекачувального агрегату за рахунок застосування у якості пускового пристрою електродвигуна змінного струму, що дозволяє знизити витрати магістрального газу, зменшити шкідливі викиди в атмосферу. Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що система запуску приводного газотурбінного двигуна газоперекачувального агрегату включає пусковий пристрій і кінематичний ланцюг передачі обертального моменту до приводного газотурбінного двигуна. Відповідно до корисної моделі, пусковий пристрій виконаний у вигляді електродвигуна змінного струму, ланцюг живлення якого оснащений перетворювачем частоти з контролером, що виконаний з можливістю регулювання частоти обертання приводів вентиляторів апаратів повітряного охолодження мастила системи змащення газоперекачувального агрегату при відключеному пусковому пристрої. Заявлена система запуску приводного газотурбінного двигуна газоперекачувального агрегату ілюструється структурною схемою. Заявлена система запуску приводного газотурбінного двигуна газоперекачувального агрегату містить у собі джерело електричної енергії 1 трифазного струму 380В, 50Гц, перетворювач частоти 2 з контролером, які пов'язані з пусковим електродвигуном 3 і, за необхідністю, з приводами вентиляторів апаратів повітряного охолодження 4 мастила системи змащування газоперекачувального агрегату 5. Пусковий електродвигун 3 кінематичне пов'язаний із приводним газотурбінним двигуном 6 за допомогою виносної коробки приводів 7. Основною функцією коробки приводів 7 на запуску є передача обертального моменту від пускового електродвигуна 3 до приводного газотурбінного двигуна 6. Система запуску приводного газотурбінного двигуна газоперекачувального агрегату реалізується в такий спосіб. Робота системи розглядається на прикладі запуску газоперекачувальних агрегатів ГПА-10 та ГПА-10-01. Перетворювач частоти з контролером 2 одержує живлення 1 від загально промислової трифазної електричної мережі 380В, 50Гц. На виході перетворювач частоти 2 за спеціально заданим контролерові алгоритму формує живлячу напругу з формою і параметрами, що дозволяють управляти частотою обертання і обертальним моментом на валу пускового електродвигуна 3 змінного струму. У відповідності із заданими алгоритмом характеристиками живильної напруги, пусковий електродвигун 3 починає своє обертання. Обертальний момент передається з вала електродвигуна 3 на вхідний вал виносної коробки приводів 7 і, далі, до валу газотурбінного двигуна. Коробка приводів 7 являє собою виносний пристрій типу редуктора з набором валів із шестірнями, кінематично пов'язаних між собою. Передаточні числа зачеплень забезпечують необхідну частоту обертання кожного із з'єднаних до коробки приводів 7 основних і допоміжних механізмів. У коробці приводів 7 розташований пусковий ланцюг шестірень із роз'єднувальною муфтою кулачкового типу, включення/відключення якої здійснюється згідно з алгоритмом запуску. Включення/відключення муфти здійснюється гідравлічним пристроєм плунжерного типу, керованого електромагнітним клапаном, на який подається/знімається живлення по заданому алгоритму. При запуску системи роз'єднувальна муфта з'єднує пусковий ланцюг і передає обертання від пускового електродвигуна 3 до приводного газотурбінного двигуна 6. При досягненні заданої частоти обертів у камеру згоряння газотурбінного двигуна 6 подають паливо і запалюють його. Залежно від типу і конструкції пускового електродвигуна 3 змінного струму підбирається оптимальне передатне відношення шестірень пускового ланцюга в коробці приводів 7. При досягненні заданої частоти обертів турбін газотурбінного двигуна 6 за допомогою роз'єднувальної муфти відключаються шестірні пускового ланцюга від пускового електродвигуна 3 до приводного газотурбінного двигуна 6. Продовжують обертаються тільки шестірні валів приводів насосів змащення і допоміжних пристроїв. Апарати повітряного охолодження 4 масла змащення газоперекачувального агрегату 5 являють собою трубчасті теплообмінники. Для охолодження мастило качають по трубках теплообмінників і обдувають повітрям, що нагнітається електровентиляторами. Залежно від температури атмосферного повітря, режиму роботи газоперекачувального агрегату 5 і температури масла, включають або відключають один або групу вентиляторів для досягнення температури масла в необхідному експлуатаційному діапазоні. Введення, за необхідністю (за бажанням експлуатуючого персоналу), частотного регулювання числа обертів електровентиляторів 4 дозволяє плавно змінювати витрати повітря на обдув трубних пучків теплообмінників і стабілізувати температуру мастила змащення газоперекачувального агрегату 5, що підвищує його експлуатаційну надійність. Апарати 4 повітряного охолодження масла працюють постійно при працюючому газоперекачувальному агрегаті 5, а також і після його зупинки протягом заданого часу до досягнення необхідного ступеня охолодження теплонапружених вузлів. Виконані дослідження і промислові випробування електричного запуску приводного газотурбінного двигуна газоперекачувальних агрегатів ГПА-10 та ГПА-10-01 показали, що система електрозапуску ефективно забезпечує кероване обертання пускового електродвигуна відповідно до заданих режимів і надійний запуск. Крім цього, повністю відсутні викиди в атмосферу природного газу при запуску газоперекачувального агрегату у зв'язку із заміною пневматичної пускової турбіни на електродвигун змінного струму.