2 Компрессорная станция и

газоперекачивающий агрегат

2.1 Газоперекачивающий агрегат

2.1.1 Выбор центробежного нагнетателя

На компрессорной станции будут установлены газоперекачивающие агрегаты с приводом от электродвигателя СТД-12500-2 номинальной мощностью 12,5 МВт. Сжатие газа осуществляется в центробежном нагнетателе 235-23-1. Приведенные характеристики нагнетателя представлены на рис. 2.1.

Рабочий режим ЦБН характеризуется следующими параметрами:

• давление на входе в нагнетатель p₁ = 5,2 МПа;

• давление на выходе p₂ = 7,8 МПа;

• температура на входе в нагнетатель T₁ = 288 К.

Коэффициент сжимаемости Z₁

(2.1)

где ;

Степень повышения давления в ЦБН

(2.2)

По характеристике нагнетателя для степени повышения давления 1,7:

• приведенная частота вращения = 1,04;

• приведенная объемная производительность = 220 м³/мин;

• политропический КПД η_пол = 0,9;

• приведенная внутренняя относительная мощность = 224 кВт/(кг/м³).

Действительную частоту вращения определяем из соотношения

(2.3)

мин^-1

Действительная объемная производительность нагнетателя

м³/мин (2.4)

Плотность газа на входе в нагнетатель

кг/м³ (2.5)

Объемная производительность нагнетателя при нормальных условиях

м³/мин (2.6)

млн.м³/сут

Мощность, потребляемая нагнетателем

кВт (2.7)

Необходимое количество нагнетателей для обеспечения заданной пропускной способности газопровода

Вывод: Для обеспечения заданной пропускной способности газопровода следует использовать три газоперекачивающих агрегата.

Рисунок 2.1 – Приведенные характеристики нагнетателя 235 – 23- 1

T_пр = 288 K; z_пр = 0,888; R_пр = 490 Дж/(кг∙К); n_н = 4800 мин^-1

2.1.2 Особенности эксплуатации эгпа

Электроприводные газоперекачивающие агрегаты обладают высокой надежностью и значительно проще в эксплуатации, чем газотурбинные. Эффективность их работы определяется прежде всего надежностью энергосистемы в плане бесперебойного питания и уровнем квалификации обслуживающего персонала. Контроль за состоянием агрегата и его обслуживание производятся в строгом соответствии с требованиями технической инструкции по обслуживанию ЭГПА, разработанной заводом-изготовителем, ведомственной инструкцией, разработанной для агрегатов данного типа, Правилами эксплуатации и техники безопасности электроустановок потребителей. В процессе эксплуатации персонал цеха должен обеспечивать квалифицированное обслуживание энергосилового оборудования. Среди контролируемых параметров на электродвигателе СТД-12500-2 необходимо не допускать эксплуатацию с нагрузкой выше номинальной мощности, поддерживать cosj , близким или равным единице.

Напряжение возбуждения ротора при этом должно составлять 190-210 В. Ток возбуждения 200-210А. Напряжение в сети при работе электродвигателя СТД-12500-2 необходимо поддерживать на уровне 10-10,5 кВ. При напряжении свыше 11 кВ эксплуатация ГПА запрещается.

При изменении напряжения в диапазоне 9,5-10,5 кВ допускаются следующие режимы работы ГПА:

Напряжение, кВ	11	10,5	10	9,5
Допустимая мощность, МВт	12,5	12,5	12,5	12,5
Ток статора, А	672	783	820	861
Допустимый cosϕ -(не ниже)	0,985	0,945	0,9	0,87

При снижении cosϕ до величины 0,9 и ниже мощность ГПА должна быть уменьшена.

При изменении температуры воздуха в цехе режимы работы ГПА допускаются в следующих пределах:

Температура воздуха, ̊C	50	45	40	30
Допустимая мощность при cosϕ=0,9+1,0, кВт- (не ниже)	10,8	11,2	12,5	13,2

При этом необходимо также контролировать температуру обмоток и стали статора, которая не должна превышать 130°С. Величина этой температуры будет существенно зависеть от состояния фильтров воздушного охлаждения. По мере их засорения и роста перепада давлений температура будет увеличиваться. При достижении перепада на фильтрах более 40 мм вод.ст., независимо от значения температуры, фильтры на электродвигателе заменяются и восстановлению не подлежат.

На надежность электроприводного ГПА значительное влияние оказывает система возбуждения, которая имеет более низкую надежность, чем сам электродвигатель. Для агрегатов СТД-12500-2 на надежность сказывается и работа электрощеток системы возбуждения, имеющей малый ресурс работы ~3000 ч.

В случае потери возбуждения электродвигатель переходит в асинхронный режим работы, эксплуатация ГПА при котором допускается не более 30 мин во избежание перегрева ротора. Поэтому в процессе эксплуатации необходимо контролировать работу системы возбуждения, не допускать биения ротора и искрения щеток, а также следить за их износом. При достижении износа электрощеток 50%, должна производится их замена.

При эксплуатации электроприводных ГПА, так же как и на газотурбинных, возможно создание условий для возникновения помпажа, поэтому эксплуатационный персонал обязан обеспечивать такие режимы работы ЭГПА, при которых это явление бы не наблюдалось. В отличие от газотурбинных ГПА защита от помпажа на электроприводных агрегатах обеспечивается системой типа УЗ П-02. Эта система контролирует частоту колебаний тока статора приводного электродвигателя в пределах от 0,2 до 5 Гц. При возникновении в нагнетателе предпомпажной или помпажной ситуации изменяется нагрузка на приводной электродвигатель, то есть меняется значение тока статора. Изменение частоты колебаний тока статора при достижении определенных значений подается сигнал в САУ ГПА для подачи команды на открытие кранов №3-бис или № 6. При больших возмущениях происходит аварийная остановка ГПА.

В процессе эксплуатации необходимо контролировать уровень вибрации электродвигателя. Кроме известных источников возникновения вибрации, существует еще и вибрация, которая возникает от ассиметрии - неравномерности магнитного поля. Контроль за этой вибрацией и ее устранение обеспечивается на этапе пусконаладки при запуске ГПА на узком опорно-упорном подшипнике, на котором происходит самоустановка ротора и определяется место установки упорного подшипника для снижения вибрации.

Существенное влияние на обеспечение нормальной эксплуатации ротора электродвигателя оказывают зазоры опорных подшипников. При их увеличении происходит увеличение зазоров в лабиринтах уплотнений подшипников, что приводит к попаданию паров масла на обмотку статора. Наличие масла на поверхности обмоток может привести к снижению изолирующих свойств обмоток и вызвать их разрушение. Поэтому в эксплуатации необходимо обеспечивать надежную работу этих уплотнений путем правильной сборки и настройки системы, наддува этих уплотнений воздухом, отбираемым из зоны высокого давления системы охлаждения двигателя.

В отличие от газотурбинных ГПА конструкция подшипников электродвигателя предусматривает наличие изолирующих прокладок. Их необходимость обусловлена возникновением электродвижущих сил, которые могут вызвать протекание тока через подшипники и повлечь за собой порчу масла и самих подшипников. Причина появления этих "паразитных" токов в валах и подшипниках - асимметрия магнитного потока. Для того чтобы предупредить протекание "паразитных" токов, на их пути устанавливают прокладки, которые изолируются от фундаментной плиты. Изолирующие прокладки устанавливают и в соединениях маслопроводов, подходящих к подшипникам, чтобы предупредить образование обходного контура по отношению к изоляции стула подшипника.

Состояние изоляционных прокладок при ревизии определяют внешним осмотром, а также измерением сопротивления, которое должно быть у синхронных двигателей не менее 0,5 МОм. Наличие на рабочих поверхностях вкладыша и цапфы вала матовых точкообразных пятен говорит о том, что значение сопротивления было ниже допустимого, то есть необходимо более тщательно проверить изоляцию.