5.3. Определение мощности на муфте нагнетатель - гту по параметрам сжимаемого газа

Мощность на муфте нагнетатель - ГТУ определяют по формуле

,

где - удельная полезная политропическая работа сжатия; -подача нагнетателя; - к.п.д. нагнетателя; - политро-пический к.п.д.; - механический к.п.д.; , - коэффициент сжимаемости и температура на входе нагнетателя; - коэффициент политропического сжатия, = 0,3; - степень сжатия нагнетателя.

Можно использовать более простое выражение для удельной полезной работы (погрешность до 1 % при степенях сжатия до 2 и к.п.д. 0,7-0,85):

. (5.18)

Мощность, потребляемая нагнетателем, не может быть больше располагаемой мощности привода .

Анализ данных испытаний нагнетателей показывает, что снижение политропического к.п.д. в процессе эксплуатации может составлять 1-7 %. Основными причинами ухудшения технического состояния нагнетателей являются: эрозия проточной части; увеличение зазоров в уплотнениях покрывающего диска; загрязнение проточной части.

Эрозия элементов нагнетателя наблюдается в случаях, когда в транспортируемом газе присутствуют механические примеси в количестве, превышающем требованиям ГОСТ.

Эксплуатационный к.п.д. нагнетателя является функцией номинального к.п.д., технического состояния, режима работы и механических потерь в нагнетателе:

,

где = 0,95, , - коэффициенты, учитывающие соответственно техническое состояние, режим работы нагнетателя и механические потери; - номинальный политропический к.п.д., определяемый техническим уровнем нагнетателя (см. табл. 5.2).

5.4. Определение расхода топливного газа для гту

Расход топливного газа для ГТУ (в тыс. м /ч) определяют по формуле

, (5.19)

где - номинальный расход топливного газа (см. табл. 5.1); - коэффициент загрузки; - коэффициент технического состояния ГТУ по топливу (см. табл. 5.2); - коэффициент, учитывающий отклонение теплоты сгорания топлива от номинала;

- коэффициент, учитывающий параметры атмосферного воздуха (в том числе влияние противообледенительной системы, когда она включена) и степень загрузки.

На основе исследований получена следующая формула для определения коэффициента загрузки:

,

где - коэффициент использования располагаемой мощности.

При поагрегатном расчете расхода топливного газа на многоцеховой КС суммарный расход полностью совпадает с суточным замером. Формула дает очень высокую сходимость результатов.

6. Диагностика гту

В настоящее время инженерному персоналу КС, а также диспетчерскому персоналу газотранспортных объединений в целях обеспечения проектных пропускных способностей газопроводов необходимо больше внимания уделять техническому состоянию ГТУ.

Техническое состояние определяют на основе коэффициентов технического состояния по мощности, к.п.д. и топливному газу.

6.1. Коэффициенты технического состояния по мощности, к.П.Д. И топливному газу

На основе обработки статистических данных были получены средние кривые коэффициентов технического состояния по мощности и к.п.д. в зависимости от наработки (рис. 6.1) для агрегатов ГТ-700-5, ГТ-750-6, ГТ-6-750 и ГТК-10. Эти данные отражены зависимостями ; , где - коэффициенты, имеющие следующие значения:

Тип	ГТ-700-5	ГТ-750-6	ГТ-6-750	ГТК-10
	0,2	0,2	0,08	0,01
	0,1	0,1	0,04	0,05

Среднее квадратичное отклонение коэффициента технического состояния по мощности от усредняющих кривых составляет 8 % для агрегатов ГТ-700-5 и ГТ-750-6 и 4 % для ГТ-6-750 и ГТК-10. На основе этого можно оценочно определять располагаемую мощность и расход газа на собственные нужды. Более точное определение коэффициентов технического состояния по мощности и к.п.д. можно проводить только на основе диагностических данных.

Рис. 6.1. Зависимость коэффициента технического состояния ГТУ от наработки с начала эксплуатации

Коэффициент технического состояния по мощности представляет собой отношение фактической мощности ГТУ при номинальных параметрах атмосферного воздуха (на входе в компрессор) и при номинальной температуре перед турбиной к номинальной мощности агрегата по техническим условиям . Отношение при этих же условиях фактического к.п.д. ГТУ к его номинальному значению представляет собой коэффициент технического состояния по к.п.д.: .

При решении ряда практических вопросов, в частности, для целей нормирования расхода топливного газа более важным является коэффициент, характеризующий увеличение потребления топливного газа при ухудшении технического состояния при условии постоянной загрузки агрегата ( = const.). Таким коэффициентом является коэффициент технического состояния ГТУ по топливному газу , где - фактический и номинальный расход топливного газа соответственно. Между этими тремя коэффициентами, характеризующими техническое состояние ГТУ, существует следующая зависимость: .

Экономичность работы ГТУ в значительной мере определяется загрузкой. Коэффициент загрузки представляет собой отношение фактической эксплуатационной мощности к номинальной .

На рис. 6.2 изображен график зависимости относительного удельного расхода топливного газа (отношение расхода топлива к эффективной мощности) от коэффициента загрузки ГТУ при номинальных параметрах атмосферного воздуха и коэффициента технического состояния = 1.

Рис. 6 2. Зависимость относительного удельного расхода топливного газа от коэффициента загрузки ГТУ

В настоящее время ГТУ эксплуатируются на выработку максимально возможной мощности, т.е. агрегаты работают практически в режиме эксплуатационной мощности. Эксплуатационная мощность, как правило, ниже располагаемой, что определяется рядом эксплуатационных факторов: разброс машин по техническому состоянию (режим работы цеха определяется в этом случае работой групп с более "слабыми" машинами, так как они попадают в помпаж при увеличении загрузки более "сильных групп" или снижают по станции общую степень сжатия); повышенная температура подшипников; повышенная вибрация агрегатов; отсутствие регулирования по температуре рабочего тела на входе ГТУ; режимные факторы газопровода.

Основные причины ухудшения технического состояния ГТУ являются достаточно общими для всех типов. Данные табл. 6.1 надо учитывать при определении основных параметров ГТУ на основе обобщенных характеристик.

Таблица 6.1