CC BY
19ЭНЕРГЕТИКА
А.Л. Боцула, главный конструктор проектов агрегатов газотранспортного направления ГП НПКГ «Зоря»-«Машпроект»
ЭКОНОМИЧНЫЙ СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ
Модернизация газоперекачивающих агрегатов ГТК-10-4 и ГПУ-10 с использованием двигателей «Зоря»-«Машпроект» — наиболее экономичный способ повышения эффективности газотранспортной системы
В настоящее время модернизация существующих газоперекачивающих агрегатов широко применяется при реконструкции действующих газотранспортных сетей. ГП НПКГ «Зоря»-«Машпроект» является родоначальником этого направления деятельности по созданию на базе эксплуатирующихся газоперекачивающих агрегатов, оснащенных изношенными и морально устаревшими приводами, новых, современных агрегатов путем глубокой модернизации с заменой приводов на двигатели последних поколений. Одновременно с заменой двигателя выполняются замена САУ, изношенных воздухоприемных и газовыхлопных трактов, трансмиссий, контрольно-измерительных приборов, оборудования систем, обслуживающих ГПА, выполняется модернизация или ремонт зданий и сооружений ГПА и компрессорных цехов. В последнее время в большинстве случаев также производится модернизация, а иногда замена газового компрессора (нагнетателя).
Накоплен опыт по модернизации двух наиболее распространенных 10-МВт-ных газоперекачивающих агрегатов: ГТК-10-4 (ГТК-10-2), созданных в НЗЛ, и ГПУ-10 (ГПУ-10-01) разработки нашего предприятия.
При модернизации этих агрегатов нами использовались и могут быть предложены для применения двигатели:
• ДН70Л из семейства двигателей четвертого поколения UGT 10000. Номинальная мощность в составе ГПА 10 000 кВт, КПД — 36 %. Частота вращения — 4800, 6500, 8200 об/мин.
• ДГ90Л2 из семейства двигателей третьего поколения UGT 15000. Номинальная мощность в составе ГПА 16 000 кВт, КПД — 35 %. Частота вращения — 5200 об/мин.
• ДЖ59Л2 из семейства двигателей второго поколения UGT 16000. Номинальная мощность в составе ГПА 16 000 кВт, КПД — 31 %. Частота вращения — 5300 об/мин.
Все двигатели оборудованы пусковыми устройствами — электродвигателями переменного тока, раскручивающими при запуске компрессор низкого давления.
Модернизация газоперекачивающих агрегатов ГТК-10-4 (ГТК-10-2)
Широко распространенные агрега-
ты ГТК-10-4 (более 900 агрегатов на газопроводах Евразии) мощностью 10 000 кВт обеспечивали и обеспечивают значительную долю транспорта газа. Разработанные уже более 30 лет назад, в настоящее время они выработали ресурс и вследствие предельного износа позволяют работать на мощности, редко превышающей 8000 кВт. КПД находится в пределах 13-23 %. Проведение ремонтов в условиях компрессорной станции не обеспечивает полное восстановление характеристик двигателей. Ввиду того, что корпуса нагнетателей, как правило, пригодны для дальнейшей эксплуатации, замена приводов, САУ и сменной проточной части нагнетателей (СПЧ) или нагнетателей полностью позволяет при модернизации обеспечить получение современных характеристик ГПА.
Из-за использования нескольких типов нагнетателей в данных агрегатах (235, 380, 512), а также ввиду возможности применения нескольких типов двигателей с различными номинальными мощностями возможны несколько вариантов модернизации агрегатов: • Замена привода на новый без изменения мощности ГПА с использованием двигателя ДН70Л. При этом возможно сохранение существующих СПЧ нагнетателей, либо замена СПЧ в нагнетателях 380 и 520 на полнонапорную.
™™М1В*Е ' пШ~ллкл
йигтишмчг
1И1ШиИЕ ШИНЕ
ТУРБИНЫ
1 л
■Г"**" ^ 11
— 1 1 —
-ТЯ к
дпгрлцр
занн-мАшннаьк!
Ь-и ■ "с■ И п Но- 1тг._ь
1 гг-р! : 1 ид - >_1 с-гт-их
111 - ЛГГЩ. ■>.-■ I 1.ЬП
■е^ 0*" = М Л -И
ЭНЕРГЕТИКА
Таблица 1
Существующий ГПА Вариант модернизации Годовая экономия топливного газа, млн. нм3/1 ГПА
Индекс ГПА Реальная мощность, МВт Реальный КПД, % Тип нагнетателя Тип двигателя Мощность, МВт КПД, % Необходимость доработки (замены) нагнетателя
ГТК-10-4 235 ДН70Л 10,0 35 Без доработки, 17,13
12,0 32 возможна доработка 8,84
8,0 20 370 ДГ90Л2 с полнонапорными СПЧ
ГТК-10-2 16,0 34 Замена СПЧ 26,39
520 ДЖ59Л2 16,0 30 или нагнетателя 21,38
• Замена привода на новый с повышением мощности ГПА до 12 МВт с использованием двигателя ДГ90Л2. При этом возможно сохранение существующих СПЧ нагнетателей либо замена СПЧ в нагнетателях 380 и 520 на полнонапорную.
• Замена привода на новый с повышением мощности ГПА до 16 МВт с использованием двигателя ДГ90Л2 или двигателя ДЖ59Л2. При этом необходима замена СПЧ нагнетателей. В нагнетателях 380 и 520 целесообразна замена СПЧ на полнонапорную для исключения работы парами.
В таблице 1 приведены основные характеристики приводов после модернизации.
Первый опыт модернизации агрегатов ГТК-10-4 был осуществлен на КС Аг-рызская ООО «Пермтрансгаз» в 19921994 годах.
В соответствии с пожеланиями Заказчика модернизация выполнялась с максимальным использованием существующей материальной части исходного агрегата.
По такой же схеме была произведена модернизация аналогичных агрегатов на КС Ординская и Шемордан ООО «Пермтрансгаз» и «Волготранс-
газ» (впоследствии — «Таттрансгаз»). В дальнейшем такое же принципиальное решение было использовано при модернизации агрегатов ГТК-10-4 на компрессорных станциях Демьянская, Вынгапуровская ООО «Сургутгазпром» и Заволжская ООО «Волготрансгаз», КС Туртасская ООО «Сургутгазпром» с установкой двигателей ДГ90Л2.
Модернизация газоперекачивающих агрегатов ГПУ-10 (ГПУ-10-01)
Газоперекачивающие агрегаты ГПА-10 (ГПУ-10-01), общее количество 330 шт., являются самыми надежными агрегатами объединенных газотранспортных сетей Евразии. Значительная часть этого парка, несмотря на продление полного ресурса до 100 000 часов, его уже выработала либо приближается к этому рубежу. Учитывая рациональную компоновку агрегата, удобство его эксплуатации в самых различных климатических условиях, имеется достаточно технических и экономических аргументов в пользу продления его жизни с заменой двигателя ДР59 на современные двигатели ДН70Л и ДГ90Л2. Такая модернизация включает также замену СПЧ либо нагнетателя, изношенных и несовершенных Квоу, и других механизмов.
Модернизированный ГПУ-10 с двигате-
лем ДН70Л с 2005 года успешно работает на КС «Ромны» (Киевтрансгаз, Украина).
Модернизация газоперекачивающих агрегатов ГТК-10И и ГПА-Ц-6,3
Двигатели семейства UGT 10000 с силовыми турбинами с частотами вращения 6500 (модель ДИ70П) и 8200 об/мин (модель ДТ70П) могут использоваться для замены двигателей типа MS3000 и НК-12СТ (НК-14СТ) в газоперекачивающих агрегатах ГТК-10И фирмы GE и ГПА-Ц-6,3 ОАО «СМНПО им М.В. Фрунзе». При модернизации агрегата ГПА-Ц-6,3 обеспечивается мощность 8000 кВт с поддержанием ее до температуры наружного воздуха + 250С. Уже изготовлено четыре двигателя для такой модернизации на КС Кардам-2 в Болгарии. Два первых модернизированных агрегата были запущены в эксплуатацию в конце 2005 года.
Применение современных газотурбинных двигателей UGT 15000 и UGT 10000, а также двигателя UGT 16000 позволяет в имеющихся компрессорных цехах, оснащенных морально устаревшими и изношенными агрегатами, не только осуществить глубокую модернизацию и получить в результате ГПА с современными характеристиками и добиться значительного сокращения расхода топливного газа.
Таблица 2. Характеристики ГПА после модернизации
Существующий ГПА Вариант модернизации Годовая экономия топливного газа, млн. нм3/1 ГПА
Индекс ГПА Реальная мощность, МВт Реальный КПД, % Тип нагнетателя Тип двигателя Мощность, МВт КПД, % Необходимость доработки (замены) нагнетателя
ГПУ-10 235 ДН70Л 10,0 35 Без доработки, 6,25
12,0 32 возможна доработка 3,44
10,0 27,5 ДГ90Л2 с полнонапорными СПЧ
ГПУ-10-01 370 16,0 34 Замена СПЧ или нагнетателя 8,91
ПЕРМСКИЙ МОТОРОСТРОИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС
ДОСТОЙНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВАШЕГО БИЗНЕСА
РАЗРАБОТКА, СЕРИЙНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ АВИАЦИОННОГО И ПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
метет 1
ПЕРМСКИЙ МОТОРОСТРОИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС
Пермский моторостроительный комплекс - группа предприятий аэрокосмической отрасли, объединенных в единую технологическую цепочку по разработке, производству и техническому обслуживанию авиационных и промышленных двигателей, вертолетных редукторов и трансмиссий. Крупнейшими предприятиями комплекса являются ОАО «Авиадвигатель», ОАО «Пермский моторный завод» и ОАО «Редуктор-ПМ».
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ЭНЕРГЕТИКИ:
Разработка, серийный выпуск и техническое обслуживание:
• ГТУ мощностью от 2,5 до 25 МВт; •ГТЭС мощностьюот2,5до25МВт;
• редукторов для ГТЭС мощностью от 2,5 до 6 МВт; •трансмиссий и муфт для приводов компрессоров, насосов и
электрогенераторов. Участие в разработках стационарных энергетических ГТУ мощностью от 45 до 250 МВт.
www.avid.ruwww.redoctnr-poi.CBn]www.pmz.ro
