Разработка технологических схем и методов расчетов энергосберегающих турбодетандерных установок

• Автор: Мальханов, Олег Викторович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 196 с. : ил.

Введение.

Глава 1 Анализ способов и технологических схем использования

энергии избыточного давления природного газа.

1.1 Турбодетандерные установки стран СНГ

1.2 Турбодетандерные установки фирм зарубежных стран

1.3 Перспективные схемы турбодетандерных установок

1.4 Теоретические основы использования энергии

избыточного перепада давления природного газа

1.5 Анализ технологических схем турбодетандерных

установок.

1.6 Постановка задачи

Глава 2 Разработка математических моделей, алгоритмов и программ
расчетов оборудования турбодетандерных установок.
2.1 Определение исходных данных для разработки
турбодетандерных установок
2.2 Математическая модель термогазодинамического
расчета проточной части многоступенчатого турбодетандера.
2.3 Математическая модель системы автоматического
регулирования турбодетандерной установки
2.4 Математическая модель расчета теплообменного
аппарата
2.5 Методы расчета техникоэкономических характеристик
энергосберегающих турбодетандерных установок ЭТДУ
Глава 3 Разработка и исследование технологических схем
энергоутилизационных комплексов на основе
турбодетандерных агрегатов и газотурбинных
установок.
3.1 Энергосберегающие турбодетандерные агрегаты
3.2 Технологические схемы энергосберегающих турбодетандерных установок для ГРС.
3.2.1 Технологическая схема энергосберегающего турбодетандерного комплекса на основе 2ух турбодетандерных агрегатов.
3.2.2 Технологическая схема энергоутилизационного комплекса на основе энергосберегающих турбодетандерных агрегатов и газотурбинных установок
3.2.3 Результаты исследования параметров ЭТДА по двум вариантам технологических схем ТЭУК для ГРС
3.3 Определение техникоэкономических характеристик энергоутилизационного комплекса на основе энергосберегающих турбодетандерных установок ЭТДУ и газотурбинной электростанции ГТЭС
Глава 4 Разработка и исследование энергоутилизационного комплекса
для водогрейных котельных на основе турбодетандерной и
газотурбинной установок
4.1 Технологическая схема турбодетандерной установки
4.2 Технологическая схема энергоутилизационного комплекса на основе энергосберегающего турбодетандерного агрегата и газотурбинной установки.
4.3 Результаты исследования параметров ЭТДА по двум вариантам технологических схем ТЭУК для ГРП водогрейной котельной.
4.4 Техникоэкономические характеристики энерго
утилизационного комплекса на основе энергосберегающего турбодетандерного агрегата ЭТДА
и газотурбинной установки ГТЭ6
Глава 5 Результаты практической реализации разработанных
энергосберегающих турбодстандерных установок
5.1 Энергосберегающая турбодетандерная установка мощностью кВтЭТДУ
5.2 Энергокомплекс на основе двух энергосберегающих турбодстандерных агрегатов мощностью кВт ЭТДА
Выводы.
Список использованной литературы


Очищенный от жидкости газ поступает в теплообменник 6, в котором он охлаждает масло после подшипников и уплотнений турбодетандерного агрегата, и потом направляется в газопровод после блока регулирования до блока отключающих устройств и одоризации газа 2. Присоединение генератора 4 осуществляется в разрез кабельной линии 6,0 кВ подстанции кВ Краснопольская АГНКС1 г. Днепропетровска. Конструкция блокбоксов разработана на базе унифицированного бокса
Блокбокс гурбодетандера разделен герметичной перегородкой на отсеки. В первом отсеке находится турбодетандер, элементы газовой обвязки трубопровод подвода газа с отсечным и регулирующим клапанами, свечной трубопровод, трубопровод отвода газа из турбодетандера, элементы смазочноуплотнительной системы и элементы системы. Во втором отсеке расположен генератор с возбудительным устройством и трубопроводы смазочноуплотнительной системы. Специальной перегородкой отделено помещение для установки пожаротушения, в котором расположены газовые баллоны с пиропатронами. Блокбоксы оснащены системами отопления, освещения и вентиляции. Система автоматического управления и регулирования УТДУ электрогидравлического типа, обеспечивает дистанционный запуск и останов установки, вывод на рабочую частоту вращения и поддержание ее значения, аварийный останов, контроль параметров и защиту по всем требуемым параметрам. Утилизационная турбодетандерная установка УКС предназначена для выработки электроэнергии на компрессорных станциях за счет энергии избыточного давления топливного газа газотурбинных газоперекачивающих агрегатов ГПА . Таблица 1. Основные технические данные установки УКС. Объемный расход газа через турбодетандер, млн. Напряжение сети, кВ. Установка УКС выполнена в виде блокбокса, состоящего из помещений технологического оборудования и аппаратной. В качестве генератора используется синхронная электрическая машина ВАО2У2. В помещении аппаратной установлена пусковая аппаратура электрической машины, пускового насоса и вентиляторов, а также щит контроля управления установкой. Конструкция блокбокса разработана на базе унифицированного блока
Турбодетандер установки центростремительного типа. Он механически соединен через редуктор с генератором электрического тока рис. Рабочее колесо турбодетандера диаметром 0 мм представляет собой основной диск с лопатками, соединенный сваркой с покрывным диском колесо установлено консольно на высокооборотном валушестерне редуктора. Вся ходовая часть турбодетандера, включающая в себя ротор рабочее колесо и валшестерню, колесо зубчатое и подшипники редуктора, торцевое уплотнение и масляный гидрозатвор и др. Для предотвращения проникновения газа из турбодетандера в полость редуктора, а также для предотвращения проникновения масла в проточную часть турбодетандера, применено комбинированное уплотнение вала, состоящее из контактного герметического торцевого уплотнения и гидрозатвора. В качестве материала торцевого уплотнения используется сплав Релит3 сплав карбида вольфрама и меди. Гидрозатвор обеспечивается тем, что во внутреннюю полость корпуса турбодетандера на участке торцевого уплотнения подводится смазочный материал с давлением несколько большим 0, МПа, чем давление газа перед торцевым уплотнением. Сопловой аппарат турбодетандера представляет собой круговую решетку, состоящую из профилированных лопаток, изготовленных совместно с телом основного диска последний фиксируется в корпусе крышкой турбодетандера. Редуктор установлен простой с косозубыми шестернями и передаточным числом . На корпусе редуктора установлен маслоиасос низкого давления. Привод насоса осуществляется от зубчатой передачи редуктора. При запуске и останове установки применяется пусковой электронасос пластинчатый насос ГМ. Подача смазочного материала производится дополнительным лабиринтновинтовым насосом, установленным на высокооборотном валу редуктора. Стабилизация температуры смазочного материала обеспечивается аппаратом воздушного охлаждения масла АВОМ, который состоит из двух секций с двумя отдельными вентиляторами, приводимыми в действие электродвигателями. Рис. Схема привязки установки УКС на компрессорной станции ГКС1.