Спосіб вирівнювання потужностей утилізаційної турбодетандерної установки та газоперекачувального агрегату

Спосіб вирівнювання потужностей утилізаційної турбодетандерної установки та 3 направляючий патрубок виконують у вигляді зрізаного конусу. Спосіб пояснюється кресленням. На Фіг.1 приведений приклад схеми сумісної роботи УТДУ та ГПА КС. На Фіг.2 розріз проточної частини нагнітача, на Фіг.3 вузол І Фіг.2. Показані наступні позиції креслення: 1 - турбодендер; 2 - синхронии генератор - для вироблення електроенергії високої напруги 6кВ, потужністю 2500кВт. 3 - комплектний розподільний пристрій (КРУ), призначений для розподілу і передачі виробленої генератором електроенергії споживачу; 4 - ГПА з нагнітачем з потужністю 2140кВт; 5 - щит власних потреб; 6 - робоче колесо відцентрового нагнітача з діаметром колеса D1 та шириною лопатки В, 7 - покривний диск робочого колеса, 8 - корпус торцевого ущільнення, 9 - обойма торцевого ущільнення, 10 - патрубок направляючий з вихідним діаметром D0 та вхідним діаметром D2, 11, 12 - болт для зняття відповідно торцевого ущільнення та направляючого патрубка, 13, 14 - шайба, 15 - болт, 16 - кільце розрізне, 17 - кільце закладне. На газорозподільчій станції (ГРС) задіяна УТДУ-2500 для вироблення електроенергії. Ця установка має потужність 2500кВт і лише 40-50% її потужності використовується на власні потреби КС. На КС встановлені агрегати СТД-4000 з продуктивністю 13млн.м3 на добу, потужністю 4000кВт, що не відповідає потужності УТДУ. За режимом роботи газотранспортної системи на КС з агрегатами СТД-4000 потрібен або тільки один агрегат з потужністю приблизно 2000кВт, або два - 6000кВт та більше. Серійний агрегат, який підключен до зовнішньої електричної мережі, має потужність 4000кВт, що призводить до витрат зайвої електроенергії. Враховуючи обставини, що регулювання продуктивності на ГПА СТД-4000 не передбачено, з метою зменшення на КС неефективних витрат електроенергії на компримування газу знижують продуктивність агрегату СТД-4000 відповідно до необхідної продуктивності газопроводу шляхом зміни геометричних параметрів проточної частини нагнітача до технічних показників роботи УТДУ для сумісної роботи УТДУ з ГПА. Для цього виконуємо розрахунок проточної частини нагнітача з потрібною продуктивністю 6млн.м3 на добу. Потужність при цьому складає 2140КВт. Розрахунки показали, що для забезпечення даної умови потрібно у відцентровому нагнітачі виконати такі параметри: направляючий патрубок підводу газу до робочого колеса, який виконують у вигляді зрізаного конусу (замість циліндру) з відношенням D0/D2 = 0,64 та з'єднати його з всмоктуючим фланцем нагнітача за допомогою болтів; робоче колесо, яке виконують з таким відношенням: ширина лопатки до діаметру колеса 28440 4 (B/D1)- 0,027, діаметр отвору у покривному диску до діаметру колеса (D0/D1) - 0,32 з числом лопаток 15шт (замість 20шт), торцеве ущільнення: стальний корпус з запресованою в неї алюмінієвою обоймою. У нагнітачі змінена конструкція патрубку підводу газу до робочого колеса з необхідною величиною відношення діаметру отвору у покривному диску, або вихідного діаметру патрубка до вхідного діаметру патрубку (D0/D2), що залежить від продуктивності, тобто патрубок виконаний у вигляді зрізаного конусу. Патрубок закріплений болтами, що дає можливість заміни на інші в залежності від продуктивності. Торцеве ущільнення замінено на знімне стальне (замість цільного алюмінієвого) з запресованим у ньому алюмінієвою обоймою з лабіринтовим ущільненням (гребнями). Торцеве ущільнення виконано також з можливістю зміни обойми з гребнями в залежності від діаметрів гребешків на робочому колесі та діаметру отвору у покривному диску. У нагнітачі використовуються змінні робочі колеса з різною продуктивністю, у яких Д1=600мм (постійна), а інші геометричні розміри: ширина лопатки на вході і виході, діаметр отвору у покривному диску та їх співвідношення є функцією від потужності турбодетандерної установки та продуктивності нагнітача. Такі параметри відцентрового нагнітача спрямовують на зменшення споживання електроенергії при роботі, наприклад, відцентрового нагнітача типу 280 з приводом від синхронного електродвигуна типу СТД-4000 з постійним числом обертів на режимах, при яких продуктивність серійного нагнітача значно більше від обсягу відбору газу за ним, а також для сумісної роботи УТДУ-2500 та ГПА. Для установки цих елементів в серійний нагнітач типу 280 потрібно: 1. Від'єднати від нагнітача всмоктуючий фланець (Фіг.3). 2. За допомогою болтів 12 закріпити конічний патрубок 10. 3. Відгвинтити болти 11, демонтувати ущільнення 8. 4. Відгвинтити болти 15, демонтувати розрізне кільце 16 та кільце закладне 17. 5. Вивести з корпусу нагнітача робоче колесо 6 з валом (ротор). 6. Завести в корпус нагнітача ротор з модернізованим колесом 6, виконати укладку в підшипники, відцентрувати та з'єднати з валом нагнітача. 7. Завести в корпус нагнітача кільце закладне 17 та розрізне кільце 15, закріпити їх болтами 15. 8. Установити нове торцеве ущільнення колеса 8. 9. Приєднати до корпусу нагнітача всмоктуючий фланець. Даний спосіб вирівнювання потужностей утилізаційної турбодетандерної установки та газоперекачувального агрегату дозволяє: розширити діапазон регулювання продуктивності та споживання електроенергії ГПА при нерозрахункових відборах газу за нагнітачем 5 по мережі газопроводів шляхом встановлення змінних робочих колес, з'ємних частин елементів проточної частини (серійний СТД-4000 не має можливості регулювання частоти обертів); забезпечити незалежність роботи ГПА від зовнішньої електричної мережі; підвищити оперативність в управлінні ГПА, ліквідував складнощі в схемі переключення машини до зовнішніх електричних мереж; уникнути явища рециркуляції газу на КС, що дозволяє забезпечити оптимальний режим роботи газотранспортної системи (ГТС) в цілому; зменшити кількість аварійних зупинок ГПА при відключенні КС від зовнішньої мережі; використати в якості альтернативного, майже безвитратного джерела електропостачання УТДУ для живлення ГПА; забезпечити стале завантаження УТДУ в номінальному режимі його роботи. Джерела інформації: 1. Научно-технический отчет. Исследования и разработка технического предложения по созданию турбодетандерных установок для утилизации потенциальной энергии газа на ГРС г. Харькова. ВНПО „Союзтурбогаз" (заключительный), заказ-наряд 0022-3/83, 1983. 28440 6