4.10. Совместная работа электроприводного и газотурбинного компрессорных цехов

В системе газотранспортных систем в целом ряде случаев имеются компрессорные станции, включающие в себя цеха с газотурбинным приводом центробежных нагнетателей и электроприводом. Примерами могут служить КС "Алгасово" с ГПА типов ГТК-10-4, ГТНР-10, ГПА-Ц-6,3 и СТД-4000-2; газопроводы Средняя Азия-Центр, Петровск-Елец; компрессорная станция "Долгое" с агрегатами ГТК-25И, ГПА-Ц-16 и СТД-12,5, КС "Донское" с агрегатами ГТН-25-1 и СТД-12,5 на газопроводе Уренгой-Ужгород производственного предприятия "Мострансгаз". Аналогичное положение имеет место на КС "Самсоновская", "Демьянская", "Туртасская", "Ярковская" и "Богандинская" газопроводов "Уренгой-Сургут-Тюмень" предприятия "Сургутгазпром" и т.д.

Исходя из особенностей режима работы ГТУ и электродвигателя для привода центробежных нагнетателей в условиях переменного режима работы газопровода, а также исходя из различных цен на электроэнергию и топливный газ, представляется целесообразным рассмотреть возможность оптимального использования этих видов привода на компрессорной станции.

Обычно число компрессорных цехов на станции соответствует числу ниток газопровода. Каждый цех по проекту должен работать на свою нитку трубопровода. Исходя из того, что отечественный вид эксплуатируемого электропривода имеет постоянную частоту вращения вала нагнетателя и, следовательно, регулирование подачи газа при переменном режиме работы газопровода за счет изменения частоты вращения нагнетателя исключено, представляется целесообразным объединить цеха КС с различными видами ГПА перемычками на входе и выходе станции. Такая реконструкция в определенной степени упрощает регулирование режимов КС в целом и за счет этого приводит к определенной экономии энергозатрат на транспорт газа по станции в целом.

Действительно, при совместной параллельной работе этих видов привода работу электроприводных агрегатов можно осуществлять в базовом режиме, а работу ГТУ - в режиме регулирования производительности (рис. 4.15).

Рис. 4.15. Регулирование производительностью КС при использовании ЭГПА (а),

ГТУ (б) и комбинированного (в) электропривода (ЭГПА+ГТУ)

В условиях индивидуальной работы при снижении подачи газа режим электропривода, имеющего постоянную частоту вращения, переходит из точки 1 в точку 2 (рис. 4.15, а), а режим работы ГТУ при снижении подачи газа за счет изменения частоты вращения перемещается из точки 1 в точку 2 при постоянной степени сжатия, = idem (рис. 4.15,б).

Новый совместный режим работы электропривода и ГТУ установится по условию = idem. При этом произойдет перераспределение потоков газа. Электроприводной агрегат будет перекачивать газ в количестве (режим точки 2’), а газотурбинный - в количестве (режим точки 2"). Линия 1-2" будет отражать условный путь перехода режима работы ГТУ из точки 1 в точку 2" при снижении подачи газа через нагнетатель. Аналогичное происходит и в случае увеличения подачи газа. Электропривод переходит на режим работы в точку 3 по линии 2’-3, а режим работы ГТУ - в точку 4 (рис. 4.15,в).

Совместный режим работы электропривода и ГТУ наглядно можно рассмотреть на примере совместного режима работы агрегатов СТД-12500 и агрегатов типа ГТК-10-4 с нагнетателями типа "370". Характеристики нагнетателя в этом случае удобно представить в виде (рис. 4.16). Характеристика электроприводной установки имеет вид единственной кривой = 4800 об/мин. Одновременно эта же кривая для газотурбинной установки является номинальной кривой характеристики = 4800 об/мин и в области можно осуществить любой режим работы (см. рис. 4.16).

Рис. 4.16. Совместные режимы работы ЭГПА (СТД-12500-2) и ГТПА (ГТК-10-4)

Если, к примеру, степень сжатия принять равной = 1,20, то для электропривода здесь возможен только один режим работы, определяемый пересечением линий = 1,20 и = 4800 об/мин. Этому режиму соответствует подача газа = 600 м/мин.

Для ГТУ на кривой = 1,20 возможен выбор различных режимов работы, причем эта кривая имеет экстремальный характер по энергозатратам, что дает возможность оптимизировать работу газоперекачивающих агрегатов.

Возьмем величину подачи газа на уровне = 475 м/мин с минимальными для этой степени сжатия энергозатратами. Суммарная подача газа при совместной работе этих видов привода составит

= 600 + 475 = 1075 м/мин.

Суммарные удельные энергозатраты при этом будут

= 0,478 + 0,462 = 0,960 кВт/(кг/мин).

В условиях варианта максимальной суммарной подачи газа при этой степени сжатия, режим работы нагнетателя с приводом от ГТУ будет совпадать с режимом работы нагнетателя с приводом от электродвигателя, и подача газа для каждого агрегата будет м/мин.

Суммарная производительность = 1200 м/мин, а суммарные удельные энергозатраты

= 0,478 + 0,478 = 0,956 кВт/(кг/мин).

Следует заметить, что в условиях параллельной работы электропривода и газотурбинного агрегата общая степень сжатия после изменения подачи газа будет устанавливаться одинаковой. При снижении подачи она возрастает, при увеличении -снижается (см. рис. 4.16).

Рассмотренный способ регулирования может иметь место и при работе агрегатов с различной единичной мощностью. Установление режима совместной параллельной работы агрегатов будет определяться равенством степени сжатия по станции.

Анализ опыта эксплуатации газотурбинного и электрического видов привода показывает, что рациональность использования того или иного вида привода в значительной степени определяется ценой на топливный газ для ГТУ и ценой на электроэнергию для электроприводных агрегатов.

Соотношение цен на электроэнергию и топливный газ и позволяет в первом приближении определить области рационального использования каждого из них. Расчеты показывают, что при существующих ценах на топливный газ и электроэнергию целесообразность использования газотурбинного привода оправдывается даже при КПД работающих агрегатов на уровне 18-20%. При повышении численных значений КПД газотурбинного привода область рационального использования его значительно расширяется.

#G1

#M12293 0 1200003221 1540216064 81 3406039982 2308582340 3326768904 4294967268 764520405 575988422Переход к продолжению документа осуществляется по ссылке#S#T61440

#P 6 0 65535 0 0000#G0ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ. ВВЕДЕНИЕ