Введение

ВВЕДЕНИЕ

  В наши дни масштабы использования природного газа все больше возрастают, что приводит к постепенному снижению запасов открытых месторождений. В связи с этим постоянно ведется поиск и разработка новых газовых и газоконденсатных месторождений. Возрастает суммарная протяженность магистральных газопроводов на тысячи километров, сооружаются новые газокомпрессорные станции. Газотурбинные компрессорные станции являются преобладающим видом ГКС, а газотурбинные газоперекачивающие агрегаты – наиболее важное и сложное оборудование этих станций. В связи с этим необходимо внедрять на ГКС высокопроизводительные, автоматизированные блочные установки подготовки газа, повышать в оптимальных пределах единичные мощности машин при одновременном уменьшении их размеров и  энергопотребления и снижении себестоимости на единицу полезного эффекта.

  Из-за роста масштабов использования природного газа возникает проблема его рационального использования. В целях экономии газа желательно избегать утечек при транспорте, сводить к минимуму выбросы газа в окружающую среду. Для обеспечения минимальных потерь газа требуется использование высококачественного и высокоэкономичного энергооборудования, в том числе газотурбинных установок.

  На ранних этапах развития газовой промышленности применялись три вида приводов газовых компрессорных машин: поршневые двигатели, электродвигатели и газовые турбины. На крупных компрессорных станциях преимущество газовых турбин неоспоримо. В отношении удобства эксплуатации при переменном режиме газовые турбины выгодно отличаются от электроприводов тем, что они могут работать с переменной частотой вращения.

  Для привода нагнетателей природного газа чаще используют ГТУ со свободной силовой турбиной, так как выделенная турбина позволяет легко приспосабливаться к многообразию условий работы и режимов на газопроводе.

  Большое значение для эффективности транспорта газа имеет зкономичность газоперекачивающих агрегатов. Одним из самых простых и эффективных способов повышения КПД газотурбинной установки является применение регенерации тепла уходящих газов. Температура газа за турбиной, как правило, выше температуры воздуха за компрессором, что открывает возможность подогревать воздух перед тем, как он поступит в камеру сгорания, используя теплоту уходящих газов. Использование теплоты уходящих газов для повышения температуры воздуха за компрессором называется регенерацией. Регенеративные ГТУ снабжаются специальным теплообменным аппаратом поверхностного типа. Регенерация эффективно повышает КПД ГТУ и поэтому находит широкое применение на ГТУ, работающих на базовых режимах.

  Развитие блочности конструкции является одним из основных направлений совершенствования ГТУ. Блочные ГТУ значительно сокращают затраты времени и труда при монтаже агрегатов.

  Для изменения параметров и режимов работы ГТУ используют регулируемый входной направляющий аппарат в компрессоре и регулируемый сопловой аппарат в турбине. Для обеспечения надежной работы ГТУ на пусковых и частичных режимах применяется РВНА, который обеспечивает работу компрессора вдали от зоны неустойчивых режимов и помпажа. Приводные ГТУ снабжаются РСА силовой турбины, который позволяет: во-первых, повысить теплоперепад на турбине привода компрессора при запуске и тем самым уменьшить мощность пускового двигателя и увеличить коэффициент устойчивости до уровня, при котором можно обойтись без антипомпажных клапанов в компрессоре; во-вторых, приспособить ГТУ к местным климатическим условиям. Возможно не постоянное, а периодическое регулирование соплового аппарата свободной турбины, то есть переустановка направляющих лопаток силовой турбины в зависимости от времени года, режима работы газопровода и местных условий.

  В настоящем дипломном проекте рассчитана газотурбинная установка типа ГТК-25ИМ мощностью 25 МВт на базе модели MS5002 итальянской фирмы “Nouvo-Pignone” с начальной температурой газа Тг = 1223 К и центробежный нагнетатель на базе модели RF2BB36 “Купер”.