|
Список сокращений
ГГ - газогенератор;
ГТ - газовая турбина;
ГДС - газодинамическая сила;
ГПА-газоперекачивающий агрегат;
ГТД - газотурбинный двигатель;
ГТУ - газотурбинная установка;
КВД - компрессор высокого давления; \
КС - камера сгорания;
К- компрессор;
КНД – компрессор низкого давления;
КПД - коэффициент полезного действия;
НА - направляющий аппарат;
ОК - осевой компрессор;
РЛ - рабочие лопатки;
СА - сопловой аппарат;
ССТ- свободная силовая турбина;
Т- турбина;
ТВД - турбина высокого давления;
ТНД - турбина низкого давления;
ЦБС - центробежная сила.
Определения
В настоящей работе применены следующие термины с соответствующими определениями.
Нагнетатель – компрессор, предназначенный для сжатия газа (воздуха) Газотурбинная установка (ГТУ) — энергетическая установка: конструктивно объединённая совокупность газовой турбины, электрического генератора, газовоздушного тракта, системы управления и вспомогательных устройств (пусковое устройство, компрессор, теплообменный аппарат или котёл-утилизатор для подогрева сетевой воды для промышленного снабжения).
Газотурбинный двигатель (ГТД) это воздушный двигатель, в котором воздух сжимается нагнетателем перед сжиганием в нём топлива, а нагнетатель приводится газовой турбиной, использующей энергию нагретых таким образом газов.
Камера сгорания — объём, образованный совокупностью деталей двигателя или печи (в последнем случае камера сгорания называется топкой) в котором происходит сжигание горючей смеси или твёрдого топлива.
ГПА (ГПА) — устройство, предназначенное для сжатия природного газа на компрессорных станциях газопроводов и подземных хранилищ.
Лопатка (лопасть) — деталь лопаточных машин, предназначенная для изменения в них параметров газа или жидкости.
Турбина высокого давления — ступень (ступени) турбины двухвального (трёхзального) ГТД, механически связанная с компрессором высокого давления.
Турбина низкого давления — ступень (ступени) турбины двухвального (трёхзального) ГТД, механически связанная с компрессором низкого давления.
1.1. Источники тепловых вторичных энергетических ресурсов в системе газоснабжения и основные направления их использования. Тепловые вторичные энергетические ресурсы газотурбинных установок.
Потребность развитых стран в органическом топливе, в т. ч. в природном газе, ежегодно возрастает. Добыча и транспортировка газа является одной из са-мой энергоемкой отраслью. Увеличивающаяся добыча газа влечет за собой увеличение потребления топливного газа и соответственно увеличение выхода вторичных энергетических ресурсов в системе газоснабжения.
Около 85-90 % газа для собственных нужд в магистральном транспорте расходуется на топливный газ для нужд газоперекачивающих агрегатов компрессорной станции, а оставшиеся 15-10 % приходятся на газораспределительные и компрессорные станции, где он необходим для обслуживания технологических агрегатов и линейную часть.
При транспортировании газа широкое распространение получили компрессорные станции с газотурбинными установками (ГТУ). Отличительная черта ГТУ
– это огромные потери теплоты с уходящими газами.
КПД эксплуатируемого парка ГТУ в среднем составляет 24–27 %. При этом у изношенного и морально устаревшего оборудования реальный КПД существен- но ниже. Современные газоперекачивающие агрегаты имеют КПД 35,7–38,7 %.
Из этого следует, что около 70 процентов тепловой энергии топливного газа теряется в атмосфере с уходящими газами.
Сжатие газа в нагнетателях компрессорных станций сопровождается повышением его температуры на выходе из станции. Нагревание газа при адиабатическом сжатии объясняется тем, что во время сжатия над газом производится работа, которая идёт на увеличение его внутренней энергии. Значение температуры после компримирования зависит от ее начального значения на входе КС и степени сжатия газа.
Существующие схемы компрессорных станций предусматривают охлаждение газа с температурой 40-50 °С и выше после его компримирования до 35°С. При повышении температуры газа увеличивается количество необходимой энергии на его транспортирование, нарушается изоляция, уменьшается пропускная способность газопровода.
Для охлаждения газа используются теплообменные аппараты различных конструкций: кожухотрубчатые, воздушные компрессионные и абсорбирующие холодильные машины, градирни, аппараты воздушного охлаждения и т.д.
Для охлаждения транспортируемого газа после компримирования на КС наибольшее распространение получили аппараты воздушного охлаждения (АВО). Глубина охлаждения газа достигает величины 15 – 25 °С.
Температура газа не может быть ниже температуры наружного воздуха и ограничивается ей. Особенные неудобства это доставляет в летний период.
На основании отраслевых норм температура транспортируемого газа на выходе из АВО должна быть не выше 15 -20 °С средней температуры наружного воздуха. При охлаждении транспортируемого газа после компримирования снижается температура газа в магистральном газопроводе, что приводит к уменьшению температуры и увеличению давления на входе в последующую компрессорную станцию. Увеличение давления на входе КС приводит к уменьшению степени сжатия и соответственно энергозатрат.
В таблице 1.1 и на рисунке 1.1 представлены основные источники тепловых ВЭР на компрессорных станциях и способы их утилизации.
Таблица 1.1 – Источники тепловых и материальных ВЭР на КС и направления их использования.
Направление использования ВЭР
|
Источник
|
ГТУ
|
Нагнетатель
|
Теплоснабжение и ГВС
|
В
|
Теплоснабжение и ГВС
|
Вентиляция
|
В
|
Вентиляция
|
Кондиционирование
|
В
|
Кондиционирование
|
Подогрев нефти
|
В
|
Подогрев нефти
|
Получение электричества
|
В
|
Получение электричества
|
Улучшение термодинамического
цикла ГТУ
|
В
|
Улучшение термодинамического
цикла ГТУ
|
Получение пресной воды
|
В
|
Получение пресной воды
|
Получение низкопотенциальной
энергии
|
В
|
Получение низкопотенциальной
энергии
|
Тепличное хозяйство
|
В
|
Тепличное хозяйство
|
В – возможное направление; ТВ – теоретически возможное направление, Н – невозможное
Кроме того, к источникам тепловых ВЭР относятся:
- различные системы охлаждения (смазочного масла, системы охлаждения газа;
- нагретые поверхности оборудования и газоходов на компрессорных станциях;
- механическая энергия дросселируемого топливного газа.
Большую часть на КС составляют ВЭР газотурбинных установок – теплота уходящих газов газотурбинных установок. Далее следует теплота газа после ком-примирования, которая теряется в атмосферу при использовании аппаратов воз-душного охлаждения.
Рисунок 1.1 - Источники тепловых и материальных ВЭР на КС и направле-ния их использования.
Do'stlaringiz bilan baham: |
