Глава 5 компрессорные станции
Компрессорные станции (КС) предназначены для повышения давления и перекачки газа по магистральному газопроводу. Они служат управляющим элементом в комплексе сооружений, входящих в магистральный газопровод. Практически именно параметрами работы КС определяется режим работы газопровода. Наличие КС позволяет регулировать режим работы газопровода при колебаниях потребления газа, максимально использовать аккумулирующую способность газопровода.
В газовой промышленности в качестве газоперекачивающих агрегатов (ГПА) на магистральных газопроводах применяют центробежные нагнетатели с приводом от газовой турбины или электродвигателя. Поршневые газомотокомпрессоры используют на станциях подземного хранения газа.
5.1. Электроприводные и газотурбинные кс
Электроприводные станции отличаются от газотурбинных типом привода. Для электроприводных КС обязательно наличие редуктора (мультипликатора) между электроприводом и нагнетателем.
Технологическая схема КС с универсальной обвязкой изображена на рис. 5.1, с коллекторной - на рис. 5.2.
Техническая характеристика газоперекачивающих агрегатов (ГПА) с газотурбинным приводом приведена в табл. 5.1, с электроприводом - в табл. 5.2.
Электродвигатели АЗ-4500-1500, СТМ-4000-2, СТД-4000-2, СДСЗ-4500-1500 предназначены для привода центробежных нагнетателей типа "280" через повышающий редуктор. Такие нагнетатели могут работать с роторами диаметром 564, 590, 600 и 620 мм различных модификаций в зависимости от подачи и степени сжатия КС.
Таблица 5.1
Техническая характеристика гпа с газотурбинным приводом
|
#G0Наименование показателя
|
ГТ-700-5 |
ГТК-5 |
ГТ-750-6 |
ГТ-6-750 |
ГТН-6 |
ГПА-Ц-6,3 |
ГТК-10-2 |
ГТК-10-4 |
|
Завод-изготовитель (фирма) |
НЗЛ |
НЗЛ |
НЗЛ |
УТМЗ |
УТМЭ |
ПО имени Фрунзе |
НЗЛ |
НЗЛ |
|
Год выпуска
|
1961 |
1965 |
1965 |
1965 |
1976 |
1975 |
1969 |
1973 |
|
Тип нагнетателя
|
280-12-4
|
370-15-2
|
370-14-1/ 370-17-1 |
Н-300-1,23 |
Н-300-1,23 |
|
520-12-1 |
370-18,1 |
|
Номинальная
подача, млн. м
|
13 |
13 |
19,5/19,8 |
19 |
19 |
10,7 |
29,3 |
37 |
|
Станционные условия: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура
наружного воздуха
|
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
Атмосферное
давление p
|
0,1013 |
0,1013 |
0,1013 |
0,0979 |
0,1013 |
0,1013 |
0,1013 |
0,1013 |
|
Сопротивление входного тракта, кПа
|
0,506 |
0,506 |
0,506 |
1,22 |
1,22 |
1,01 |
0,506 |
0,506 |
|
Сопротивление выходного тракта, кПа
|
- |
- |
- |
- |
- |
1,01 |
0,506 |
1,01 |
|
Номинальная
мощность,
|
4,25 |
4,4 |
6 |
6 |
6,3 |
6,3 |
10 |
10 |
|
Эффективный
к. п. д. ГТУ
|
25 |
26 |
27 |
24 |
24 |
22,5 |
28 |
29 |
|
К. п. д. ГТУ в условиях ИСО, %
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Номинальный
расход топлива
|
1770 |
1760 |
2320 |
2600 |
2730 |
2920 |
3720 |
3600 |
|
Удельный
расход топлива
|
0,416 |
0,4 |
0,386 |
0,434 |
0,434 |
0,463 |
0,372 |
0,36 |
|
Температура газа перед ТВД,
|
700
|
700 |
750 |
760 |
760 |
710 |
780 |
780 |
|
Температура
газа за силовой турбиной,
|
475 |
475
|
476 |
415 |
415 |
410 |
495 |
495
|
|
Степень
сжатия осевого компрессора
|
3,9
|
3,9
|
4,6
|
6,0 |
6,0 |
7,8 |
4,4 |
4,4 |
|
Расход воздуха через компрессор
|
45,2 |
45,2 |
58,2 |
45,5 |
45,5 |
56 |
86,2
|
86,2 |
|
Температура за компрессором
|
170 |
170 |
195
|
235
|
235
|
296 |
190 |
190 |
|
Степень
регенерации
|
0,67 |
0,67 |
0,66 |
0 |
0 |
0 |
0,7 |
0,7 |
|
Частота
вращения турбокомпрессора
|
5000 |
5000 |
5200
|
6200 |
6200 |
8200 |
5200
|
5200 |
|
Частота
вращения силового вала
|
5500 |
5500
|
5300
|
6150 |
6150 |
8200 |
4800 |
4800 |
|
Температурный
коэффициент при расчете располагаемой
мощности
|
4,4 |
4,4 |
3,7 |
3,7 |
3,7 |
1,3 |
3,7 |
3,7 |
/сут
,
°C
,
МПа
,
тыс. кВт
,
%
,
м
/ч
/
,
м
/кВт·ч
.
°С
,
°С
,
кг/с
,
°C
,
об/мин
,
об/мин
Продолжение табл. 5.1
|
#G0Наименование показателя
|
ГПА-10 |
ГТК-16 |
ГПА-Ц-16 |
ГТН-25 |
ГТК-25 |
ГТН-10И |
Коберра- 182 |
ГТН-25И |
|
Завод-изготовитель (фирма) |
ПО "Заря" |
УТМЗ |
ПО имени Фрунзе |
УТМЗ |
НЗЛ |
"Дженерал Электрик" |
"Купер- Бессемер" (Роллс- Ройс)
|
"Дженерал Электрик" |
|
Год выпуска
|
1979 |
1975 |
1982 |
1983 |
1981 |
1975 |
1972 |
1968 |
|
Тип нагнетателя |
370-18,1 |
Н-800-1,25 ---------- Н-16-16 |
Н-16/76 |
650-21-2 ------- Н-25 76 |
Н-25-76 |
Купер- Бессемер, Нуово- Пиньоне PCL- 802/24
|
2ВВ-30 |
Нуово- Пнньоне PCL- 1002/40 |
|
Номинальная
подача, млн. м
|
37 |
51 |
51 |
53 |
53 |
16,5; 17,2 |
21,8 |
45 |
|
Станционные условия: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура
наружного воздуха
|
25 |
15 |
15 |
15 |
25 |
15 |
15 |
15 |
|
Атмосферное
давление
|
0,1013 |
0,1013 |
0,1013 |
0,1013 |
0,1013 |
0,1013 |
0,0979 |
0,1013 |
|
Сопротивление входного тракта, кПа
|
4,05 |
1,22 |
2,03 |
0,506 |
1,01 |
1,37 |
0,608 |
1,37 |
|
Сопротивление выходного тракта, кПа
|
3,04 |
- |
582 |
0,71 |
1,52 |
0,76 |
0,506 |
0,76 |
|
Номинальная
мощность
|
10 |
16 |
16 |
25 |
25 |
10,3 |
12,9 |
25 |
|
Эффективный
к. п. д. ГТУ
|
26,5 |
25 |
27 |
31 |
28 |
25,7 |
27,3 |
27,5 |
|
К. п. д. ГТУ в условиях ИСО, %
|
- |
- |
28,8 |
- |
29 |
26,4 |
28,1 |
28,8 |
|
Номинальный
расход топлива
|
3930 |
6670 |
6180 |
8400 |
9680 |
4180 |
4890
|
9450 |
|
Удельный
расход топлива
|
0,393 |
0,416 |
0,386 |
0,336 |
0,372 |
0,405 |
0,379 |
0,379 |
|
Температура газа перед ТВД,
|
785 |
810 |
794 |
1020 |
890 |
925 |
887 |
925 |
|
Температура
газа за силовой турбиной,
|
385 |
412 |
380 |
467 |
385 |
540 |
411 |
500 |
|
Степень
сжатия осевого компрессора
|
10,3 |
7,5
|
9,7 |
13 |
12,5 |
7,1 |
9 |
8,2 |
|
Расход воздуха через компрессор
|
80,2 |
100 |
102 |
103 |
175
|
51 |
76 |
118,5 |
|
Температура за компрессором
|
332 |
276 |
285 |
386 |
372 |
261
|
328 |
285 |
|
Степень
регенерации
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Частота
вращения турбокомпрессора
|
5620 ------- 7660 * |
4900 |
5244 ------ 6874 * |
7100 |
4340 ------- 5050 * |
7100 |
7500 |
5100 |
|
Частота
вращения силового вала
|
4800 |
4600 |
5300 |
5500 |
3700 |
6500 |
5000 |
4670 |
|
Температурный
коэффициент при расчете располагаемой
мощности
|
3,7 |
3,2 |
2,8 |
3,2 |
3,4 |
2 |
2 |
2,2 |
/сут
,
°C
,
МПа
,
тыс. кВт
,
%
,
м
/ч
/
, м
/кВт·ч
,
°С
,
°С
,
кг/с
,
°C
,
об/мин
,
об/мин
Примечания. 1. НЗЛ - Невский завод им. В. И. Ленина; УТМЗ - Уральский турбомеханический завод;. ПО - производственное объединение. 2. Звездочкой обозначена частота вращения промежуточного вала. 3. НСО - номинальные условия по международному стандарту ИСО 2314, которые определяют единые параметры сравнения двигателей: +15 °С и 0,10ГЗ МПа на срезе входного патрубка осевого компрессора и 0,1013 на срезе выходного патрубка турбины (регенератора), т.е. без учета гидравлических сопротивлений на входе и выходе ГТУ.
Таблица 5.2