Диссертация рассмотрена на заседании кафедры теплоэнергетики и принята к защите

Оценка экономии топливного газа при использовании тепловых ВЭР газоперекачивающих агрегатов газотранспортной системы. Оценим экономию топливного газа при полезном использовании потенциала теплоты ВЭР уходящих газов ГТУ. В расчетах были приняты следующие условия: КПД котельных ηкот = 0,9, Qнр = 33,43 МДж/м3, ∆р = 1000 Па, ηет=0,87.
Расход продуктов сгорания за газовой турбиной определялся по таблицам удельных выбросов загрязняющих веществ.
Результаты расчета экономии топливного газа при использовании тепловых ВЭР ГТУ на единицу оборудования и по ЕСГ по типам ГПА сведены в таблицу 1.7.
Таблица 3.13 – Результаты расчета экономии топливного газа при использо-вании потенциала тепловых ВЭР уходящих газов ГТУ

Тип ГТУ	КПД,%	Единичная мощность, МВт	На единицу оборудования				По ЕСГ
			Перерасход газа, м^3/ч	Расход газа на выработку теплоты в котельной, м^3/ч	Экономия топливного газа, м^3/ч	Годовая экономия топливного газа при утилизации теплоты ВЭР, млн.м^3/год	Количество ГТУ в ЕСГ, шт	Экономия топливного газа, м^3/ч	Годовая экономия топливного газа при утилизации теплоты ВЭР, млн.м^3/год
Центавр С-168Н	25	2,6	12	688	676	1,8	20	13521	36,4
Центавр С-304	25	3,9	14	1058	1044	2,8	10	10436	28,1
ГТ-700-5	25	4,25	27	933	906	2,4	36	32599	87,7
ГТК-5	26	4,4	26	916	890	2,4	19	16910	45,5
ГТ-750-6	27	6	33	1234	1201	3,2	99	118868	319,9
ГТ-750-6	27	6,3	33	1296	1262	3,4	5	6312	17,0
ГТ-6-750	24	6	36	1671	1634	4,4	140	228810	615,7
ГТН-6	24	6	36	1671	1634	4,4	83	135648	365,0
ГПА-Ц-6,3	24	6,3	40	1559	1519	4,1	440	668366	1798,6
ГТК-10	29	10	45	2298	2252	6,1	791	178159	4794,4

Тип ГТУ	КПД,%	Единичная мощность, МВт	На единицу оборудования				По ЕСГ
			Перерасход газа, м^3/ч	Расход газа на выработку теплоты в котельной, м^3/ч	Экономия топливного газа, м^3/ч	Годовая экономия топливного газа при утилизации теплоты ВЭР, млн.м^3/год	Количество ГТУ в ЕСГ, шт	Экономия топливного газа, м^3/ч	Годовая экономия топливного газа при утилизации теплоты ВЭР, млн.м^3/год
ГТК-10И	26	10	0	2703	2703	7,3	150	405402	1091,0
ГПУ-10	28	10	47	2051	2004	5,4	269	539143	1450,9
ГТНР -10	32	10	41	1695	1654	4,5	1	1654	4,5
ДЖ-59	31	12	53	2214	2161	5,8	1	2161	5,8
«Коберра 182»	28	11,9	51	2681	2631	7,1	19	49981	134,5
«Коберра 182» (двигатель Эйвон)	28	12,9	51	2907	2856	7,7	14	39982	107,6
ГТНР-12,5	28	12,5	47	2552	2505	6,7	1	2505	6,7
ГТК-16	25	16	63	3811	3748	10,1	3	11245	30,3
ГТН-16	29	16	54	3423	3369	9,1	60	202147	544,0
ГПА-Ц-16	28	16	68	3609	3541	9,5	536	189793 3	5107,5
ГПУ-16	29	16	57	3247	3190	8,6	58	185020	497,9
ГПА-16	29	16	45	3635	3589	9,7	19	68199	183,5
ДГ-90	35	25	81	4134	4054	10,9	15	60803	163,6
ГТН-25	28	25	0	5715	5715	15,4	100	571507	1538,0

Тип ГТУ	КПД,%	Единичная мощность, МВт	На единицу оборудования				По ЕСГ
			Перерасход газа, м^3/ч	Расход газа на выработку теплоты в котельной, м^3/ч	Экономия топливного газа, м^3/ч	Годовая экономия топливного газа при утилизации теплоты ВЭР, млн.м^3/год	Количество ГТУ в ЕСГ, шт	Экономия топливного газа, м^3/ч	Годовая экономия топливного газа при утилизации теплоты ВЭР, млн.м^3/год
ГПА- Ц-25	35	25	54	4117	4063	10,9	7	28443	76,5
ГТК-25И	28	25	0	5969	5969	16,1	105	626716	1686,5
Итого					-	179,7	3001	-	20737,2

НК-16СТ
Двигатель НК-16СТ конструкции ОКБ Кузнецова создан на базе авиационного двухконтурного двигателя НК-8-2У семейства двигателей НК. Базовый двигатель применяется в качестве силовой установки самолёта Ту- 154.
Двигатель НК-16СТ предназначен для работы в составе газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-16/76.
Конструктивно двигатель состоит из 2-х модулей - газогенератора (собственно базового двигателя с доработками) и силовой турбины. Каждый модуль имеет свою раму для крепления, что позволяет при необходимости заменять двигатель целиком или отдельно газогенератор и силовую турбину.
Серийное изготовление и поставка двигателя НК-16СТ на магистральные газопроводы производятся с 1982 года. Выпущено 1065 двигателей. Суммарная наработка парка двигателей составляет больше 50 миллионов часов. В связи с высокой надёжностью данный привод нашёл применение в энергетике. В настоящее время на более чем 30 электростанциях двигатели НК-16СТ используют в качестве приводов энергоустановок, работающих на попутном нефтяном газе.
НК-16-18СТ
Двигатель НК-16-18СТ применяется для привода нагнетателя и электрогенераторов в составе газотурбинных ГПА и энергетических установок. Может быть установлен идентично с двигателем НК-16СТ. Изготавливается и поставляется на месторождения и магистральные перекачивающие станции с 1995 года. Отмечается высокой мощностью. За счёт улучшения характеристик компрессора, подвески двигателя, изменения конструкции камеры сгорания и топливно-регулирующей аппаратуры обеспечена мощность на валу свободной турбины 18 МВт. Двигатели НК-16- 18СТ имеют ресурс свыше 80000 часов, по показателям надёжности и стоимости жизненного цикла. Данный вид двигателя на 20% превосходит современные ГТУ подобного класса. Двигатели отмечаются высокой наработкой.

Рисунок 13 – внешний вид НК-16-18СТ
д) НК-36СТ
Относительно мощный, и эффективный газотурбинный двигатель НК- 36СТ предназначен для привода центробежного компрессора в комплексе с «ГПА-Ц-25» и «Нева-25НК» на дожимных компрессорных станциях и компрессорных станциях магистральных газопроводов. Отличительная особенность – это высокий КПД - 36%, высокая надежность. Модифицированный двигатель зарекомендован как двигатель с лучшими техническими характеристиками, а именно мощностные параметры привода. Аналогов не существует на отечественных рынках. Данный двигатель отличается высокой по времени наработкой.
Двигатель спроектирован на базе серийного двигателя НК-32, используемого на стратегических бомбардировщиках-ракетоносцах Ту-160. Сочетает в себе последние достижения в области двигателестроения и большой опыт эксплуатации на магистральных газопроводах двигателей НК- 12СТ и НК-16СТ, изготавливается и поставляется ПАО «Кузнецов» комплектно со всем необходимыми вспомогательными агрегатами и системами.

Рисунок 14 – внешний вид НК-36СТ
е) НК-38CТ
Двигатель НК-38CТ предназначен для привода компрессора в составе газоперекачивающих агрегатов серии «Волга».
База двигателя: НК-93.
Серия ГПА: «Волга».
Использование в авиации: Ил-96, Tу- 204, Tу-330.
Эффективный KПД не менее 38%.
Количество выпущенных двигателей от ПAО «Кузнецов»: 11.
Рисунок 15 – внешний вид НК-38СТ
Разработан на базе современного авиадвигателя, который планировалось использовать в авиации. При необходимости замены НК- 16CТ на НК-38CТ необходим специальный комплект для ввода в эксплуатацию и переоснастки. Расход топливного газа, а также стоимость жизненного цикла НК-38CТ за 100000 часов назначенного ресурса значительно ниже по сравнению с аналогичными показателями двигателей других производителей.