Методология разработки технических решений по созданию турбодетандерных агрегатов для подготовки и энергосбережения природного газа

• Автор: Мальханов, Виктор Паладьевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 290 с. : ил.

Глава 1 Анализ применения турбодетандерных агрегатов в системах подготовки и энергосбережения природного газа. Основные задачи исследования
1.1 Турбодетандерные агрегаты в подготовке газа к транспорту
1.2 Турбодетандерные агрегаты в энергосбережении природного газа
Глава 2 К термогазодинамическим расчетам турбодетандерных
агрегатов
2.1 Общие сведения
2.2 Газодинамические функции для реального газа
2.3 Термогазодинамический расчет проточной части блочного турбодетандерного агрегата
2.4 Расчет осесимметричного потока газа в проточной части турбинной ступени
Глава 3 Утилизационная турбодетандерная установка УТДУ-2500
3.1 Общие сведения
3.2 Основные характеристики установки УТДУ-2500
3.3 Математическая модель системы автоматического регулирования и оценка ее динамических характеристик
3.4 Эксплуатационные испытания установки УТДУ-2500
Глава 4 Утилизационная турбодетандерная установка УКС2
4.1 Общие сведения
4.2 Краткое описание и основные технические данные установки УКС2
4.3 Испытание установки и доводка ее основных систем и агрегатов
Глава 5 Энергосберегающие турбодетандерные агрегаты
Глава 6 Глава
Подогрев природного газа в утилизационной установке с
помощью плазмохимического реактора
Оценка экономической эффективности внедрения
энергосберегающего комплекса на базе детандергенераторных агрегатов
1 Расчет экономической эффективности разработанного ООО «ТурбоДЭн» энергосберегающего турбодетандерного агрегата ЭТДА-4000, предназначенного для выработки
электроэнергии на ГРС
Выводы
Список использованной литературы

Для современной газовой промышленности характерно широкое применение передовой машиностроительной продукции -высокоэффективной газотурбинной техники. Наибольшие масштабы ее применения относятся к газотранспортным магистралям природного газа, по которым транспортирование газа, в основном, осуществляется газоперекачивающими агрегатами (ГПА) с газотурбинным приводом. Мощность таких агрегатов, например в России, составляет более 85% общей мощности ГПА, находящихся в эксплуатации.
В ряде случаев газотурбинные ГПА оснащаются паротурбинными установками, утилизирующими тепло отходящих газов двигателей для выработки дополнительной мощности агрегатов.
Настоящая диссертация посвящена газотурбинной технике, используемой по двум другим направлениям, - в подготовке природного газа к транспортированию по магистральным газопроводам и в энергосбережении газа. Последнее направление, конечно, полностью относится и к области современной энергетики.
Представляют газотурбинную технику в установках комплексной подготовки газа (УКПГ) к транспортированию от промысловых (газодобывающих) предприятий турбодетандеры, которые являются источниками холода для низкотемпературной обработки газа с целью его осушки и выделения ценных углеводородных компонентов, а в некоторых случаях и для определенного охлаждения сухого газа.
Процессы расширения газа в турбинных решетках протекают, как известно, с относительно небольшими энергетическими потерями. Это позволяет с помощью турбодетандера получить максимальное количество холода и максимальную величину механической работы (исключая расширение при постоянной температуре газа) с единицы массы его
напряжение, кВ
габаритные размеры агрегата, мм
масса агрегата, кг
Показатели надежности:
10,5(6,3)
9770x3200x3200
28000,0
установочный ресурс между капитальными
ремонтами, ч
установочный ресурс до списания, ч
20000,0
120000,0
В комплект поставки основного оборудования ДГА-6000 входят: турбодетандер, редуктор, электрогенератор, элементы системы маслоснабжения и стопорно-дозирующий и байпасный блоки (рис. 1.18). Последние являются составными частями систем автоматического управления, регулирования и защиты. Агрегат оснащен также необходимыми средствами технического диагностирования, позволяющими оценить в условиях эксплуатации техническое состояние основных узлов и деталей без разборки конструкции.
Для привода электрогенератора применен осевой трехступенчатый турбодетандер с поворотными лопатками сопловых аппаратов первых двух ступеней. Генератор ТК-6-23УЗ синхронный, двухполюсный, трехфазного тока (частота 50 Гц) включает синхронный возбудитель с диодным вращающимся выпрямителем; система возбуждения бесщеточная. Система охлаждения генератора - замкнутая; сам генератор охлаждается воздухом, а воздух -циркулирующей технической водой.
Для подогрева газа на входе в ТДА используется подогреватель прямого действия, в котором в качестве топлива используется природный газ. При тепловом потоке 6,0 МВт расход топливного газа составляет 660,0 м3/ч, что соответствует к.п.д. более 0,90. Подогреватель имеет систему автоматики, поддерживающей заданную температуру газа до 100,ОС [37], [38].
В конструктивном отношении центральное место занимает устройство собственно турбодетандера; его продольный разрез приведен на рис. 1.20. Силовой корпус турбодетандера включает передний 1 и задний 4 модули,