gázturbinák
3, a gázturbina üzem
3.1 alkalmazása gázturbinák az olaj- és gáziparban
Elemzés működtetett park található termelési és tervezett helyhez kötött gázturbinák azt mutatja, hogy a modern gázturbinák (hazai és külföldi) előnyösen egy egyszerű termikus rendszer. Ez az előnyben annak köszönhető, hogy a vágy, hogy teljes mértékben kihasználni az ilyen pozitív tulajdonságait GTP alacsony fajlagos költséggel rugalmasságot, megbízhatóságot és a könnyű karbantartás, a lehetőséget a teljes automatizálás, valamint az alacsony kereslet a hűtővíz. Ezek a tulajdonságok lehetővé teszik, hogy hajtsák végre a helyhez kötött gázturbinák alkalmazásra meghajtó centrifugális kompresszorok, szivattyúk, fúrógépek, áramfejlesztők saját igényeinek.
ISO nemzetközi szabvány a következő besorolás fajta építési rendszerek GTU.
1. reakcióvázlat - egy egyszerű, egyetlen tengely gázturbina ciklusban egy esetleges meghibásodás a kompresszor csoport két vagy három tömörítési lépésben (3.1 ábra, a).
2. reakcióvázlat - egy tengelyes gázturbina egy regenerációs hőt a füstgázok és a lehetséges lebomlását a kompresszor csoport a benne foglalt egy vagy két hűtők (3.1 ábra, b).
3. ábra - egy két tengely gázturbina rúddal, egy szabad teljesítményű turbinával (vezetni a hasznos teher) és egy eszköz előállítására a munkaközeg (gázgenerátor). A gáz generátor lehet, amely egy vagy több kompresszor összenyomására egy munkaközeg annak fűtőkészülékek (forró égési kamra vagy hőcserélő) és egy vagy több turbinák alkalmazunk a kompresszor meghajtó. Attól függően, hogy a konstruktív kapcsolási rajz a gázfejlesztő 3 lehet több kiviteli alakokban.
A program a 3a kiviteli alak (ábra 3.1C) elgázosító van konfigurálva egy egyszerű tervezési rendszer. A 3b kiviteli alak (3.1 ábra, g) a munkaközeg melegítjük egy speciális ( „hot”) hőcserélő által a hőátadást a külső forrásból. A kiviteli alakban 3C (3.1 ábra, d) a gáz generátor tartalmaz elemeket más, mint a felsorolt regenerátor. A 3a kiviteli (3.1 ábra, e) a gázgenerátor van kialakítva, mint egy két tengely turbó kompresszor egység, ahol az egyes kompresszorok forgatjuk független turbina, és a külső fogyasztó - a erőturbinából PT.
4. reakcióvázlat - Kéttengélyes gázturbina egy blokkolt és szabad Power turbinatengely turbo tömörített (ábra 3,1 g).
3.1 ábra. Jellemző tervezési rendszerek STU:
KS - égéstér; OK - axiális kompresszor; GT - gázturbina; P - energia vevő; P - rekuperátor; HPT - nagynyomású turbina; LPT - kisnyomású turbina; NU - fűtőeszközök; CPV - alacsony nyomású kompresszor;
HPC - nagynyomású kompresszor; PT - erőturbinából; PSV - fűtés vízmelegítő; IN - légfűtő; KU - hőhasznosító kazán
5. reakcióvázlat - egy tengelyes vagy két tengely (egy rúddal és külön teljesítményű turbinával) gazoturbokompressorny egység segítségével a hálózati potenciális légtelenítő ipari célokra (sűrített levegő vagy forró gáz) a munkaközeg test (3.1 ábra, s).
Elemzés az energia park és meghajtó GTP azt mutatja, hogy a legelterjedtebb helyhez kötött gázturbinák kaptak standard kivitelű rendszerek 1 (energia) és 3 (hajtott).
Állandó technológiai fejlődés stacionárius turbina építési alapuló mind a növekedés a kezdő ciklusban a hőmérséklet és a tömegáram a munkaközeg, és a javulást a aerodinamikai áramlási Turbomachinery alkatrészek és elemek GTU-gáz traktus. Daylight blokk kialakítása elvileg lehetővé teszi a kölcsönös átjárhatósága az egyes egységek (modulok) gázturbina javítás során és a fejlett összeszerelési módszerek, szállítás, telepítés, karbantartás (műszaki vizsgálatok és javítások).
A legszélesebb körben használt gázturbinák hajtás érkezett kompresszorállomásokból fő gázvezetékek és földalatti gáztároló. Van is rengeteg nemzetközi tapasztalat a gázturbinák meghajtóként centrifugális szivattyúk az átemelők és olajvezetékek.
- trunk csővezetékek és gázvezetékek csapok - 140750 km, beleértve a nagy átmérőjű csővezetékek (1020,1220 és 1420 mm.) -. 88025 km.
- kompresszor állomás teljes kapacitása GPA - 38,3 millió kW, beleértve a gázturbinás hajtás - 32,7 millió kWh (85,5%); teljesítmény - 5,2 millió kilowatt (13,5%); dugattyú-hajtás - 0,4 millió kilowatt (1,0%).
Az elmúlt évtizedekben jelentősen nyilvánul globális trend a kedvezményes növekedési energia és az energia árak. Ez vezet az a tény, hogy az egyik legfontosabb területe a tudományos és technológiai fejlődés (és nem csak az olaj- és gázipar) lesz az energiatakarékosság.
A tervezési és kivitelezési új gázvezetékek nyilvánul meg a használata nagyon hatékony kompresszorok új generációja. A rekonstrukció szakaszban csővezetékek egyik módja az energiatakarékosság, hogy frissítését SBS parkban.
A vezércikk energiatakarékos működésének gáz optimalizálása technológiai feltételek az optimális megfelelő jellemzőinek kompresszor állomások és lineáris része alkalmazkodva jellemzői centrifugálkompresszorok és turbinameghajtó lehetséges üzemmódok csővezetékek.
Kérdések javítása GPA tekintik a legfontosabb iránya a tudományos és technológiai fejlődés minden szakaszában a fejlődés a gáziparban. Modern gázturbinás kompresszor egység park aktuátor 20 típusú gázturbina gyártott különböző években jelentős része, amely (akár 30%) elavult, korszerűtlen. A hatékonyság (COP) működtetjük Park-SBS készítmény lyayaet átlagosan 27,5%, és attól függően, hogy milyen típusú gázturbina változik 23-30%.
A csere az elavult berendezések és a GPA újonnan épített csomagtartó csővezetékek üzembe RAO „Gazprom” egy új generációs gázturbina egység.
Műszaki jellemzői az új SBS biztosítja a magas szintű működési teljesítmény (energiatakarékos, megbízható, környezet) és a következőket tartalmazza:
- alkalmasság áttervezése méretek minimális működési költségek különböző kiviteli (csere meghajtót, a telepítés alapjait működő egyes üzemek, épületek helyett Packagecontainer GPA a jelenlegi helyén, stb);
- blokk-teljes és működési készségét;
- GTU hatékonyság 31-36% (attól függően, hogy az egység kapacitása), és a képesség, hogy a kialakítás tovább alakulását egész életében a normál termelési;
- az egyesítés meghajtó gázkompresszorok és biztosítja azok használatát különböző kombinációkban;
- autonómiáját GPA energiát szolgáltatni, hogy a műveletet;
- a megbízhatósági szint: MTBF 3500 óra leállás nem több, mint 1% a naptár, a felújítás élettartama akár 25 ezer óra; ..
- jobb környezeti jellemzők (nitrogén-oxidok koncentrációjának a kipufogógázban turbina nem több, mint 150 mg / Nm 3 a jövőben - 50 mg / Nm3.
A következő generációs gázturbina fejleszt több lehetséges változat közül:
- egy egyszerű ciklusú gázturbinás egy további növelése a ciklus paraméterek (hőmérséklet és nyomás), jobb belső hűtési rendszerek, az új anyagok használatát (beleértve a kerámia-alapú); elérhető hatásfok 35-42%;
- a gáz-gőz ciklusú gázturbinás, azaz a keverés a különböző működési folyadékok (levegő-gőz);
- kombinált ciklusú (kombinált) gázturbina ciklusban; 37-45% -os hatásfokot.
Figyelembe véve az új trendek az árak minden termék a legjobb kilátások a COP még egy egyszerű újrahasznosítása hulladék hőt (idegen elektromos nevezzük „kapcsolt energiatermelés”). Jelenleg RAO „Gazprom” termelővé válik az üvegházhatású berendezés, amely új lendületet ad erre a kérdésre.
Egy fontos csökkentésének problémáját, a szennyezőanyag-kibocsátást (különösen a nitrogén-oxidok) foglalkozni kell a következő területeken:
- létrehozása egy minőségileg új égési rendszerek (katalitikus égetőberendezés kibocsátási indexe 10-15 mg / Nm 3);
3.2 Alapvető Termodinamikai számítások kapcsolatban GTU
1. állapotegyenlet
Munkaközeg lehet gáz, a kapcsolat a paramétereket, amelyek jól leírható az állapotegyenlet az ideális gáz
2. Belső energia U
u = U - M - speciális belső energia, J / kg.
A belső energia a rendszer csak attól függ, hogy az állam és egyértelműen meghatározzák egy pár paramétert összekapcsolódás
Az igazi gáz
Egy ideális gáz belső energiája független a V és a P, mivel nem intermolekuláris kölcsönhatás erők
3. Külső munka L
Külső munka bővítése (összehúzódás) gáz (J)
4. Az első főtétele
A hő adódik át a rendszer, van egy változás belső energia és elvégzésére külső munkát