Повышение эксплуатационной надежности газоперекачивающего агрегата типа 10-01 на компрессорной станции “Кожурминская”
В работе рассмотрены основные методы снижения эксплуатационных нагрузок кольцевых диффузоров выхлопного тракта газотурбинного двигателя, используемого как привод газоперекачивающего агрегата. Проведен анализ литературных данных по экспериментальным исследованиям влияния разной геометрической формы кольцевых диффузоров на степень расширения и угол раскрытия, на основе которого выбраны наиболее приемлемые конструкции кольцевых диффузоров для замены старого кольцевого диффузора простого типа с повышенным уровнем вибрации, установленного на газотурбинном двигателе, эксплуатируемом на типовой компрессорной станции. Рассчитаны коэффициенты внутренних и полных потерь. Выбран оптимальный тип кольцевого диффузора.
Введение ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 18
1 Обзор литературы …………………………………………………………………………………………………………. 20
2 Характеристика объекта исследования …………………………………………………………………………… 24
2.1 Краткая характеристика природных условий района …………………………………………………………. 24
2.2 Основные параметры работы компрессорной станции ………………………………………………………. 24
2.3 Схема подключения компрессорной станции к газопроводам …………………………………………….. 25
2.4 Технологическая схема компрессорной станции и компрессорного цеха ………………………………… 26
3 Конструктивные особенности ГПА-10-01 ……………………………………………………………………………. 28
3.1 Назначение, устройство и работа ГПА-10-01……………………………………………………………………… 28
3.2 Устройство и работа двигателя xxx ………………………………………………………………………………….. 29
3.3 Устройство и назначение КНД и КВД ……………………………………………………………………………… 30
3.3.1 Компрессор низкого давления …………………………………………………………………………………………. 30
3.3.2 Компрессор высокого давления ………………………………………………………………………………………. 32
3.4 Состав и принцип работы камеры сгорания ……………………………………………………………………… 33
3.5 Устройство и назначение турбины высокого давления ………………………………………………………. 35
3.6 Устройство и назначение турбины низкого давления ………………………………………………………… 36
3.7 Устройство и назначение силовой турбины………………………………………………………………………. 37
3.8 Назначение, устройство, работа и характеристики двухкаскадного центробежного нагнетателя
Н 235-24-1 ……………………………………………………………………………………………………………………………… 37
4 Расчетная часть…………………………………………………………………………………………………………….. 41
4.1 Расчет режимов работы двухкаскадного центробежного нагнетателя xxx ……………………………. 41
4.2 Расчет характеристик двухкаскадного центробежного нагнетателя xxx ……………………………….. 41
4.3 Методика теплотехнических и газодинамических испытаний газотурбинных
газоперекачивающих агрегатов ………………………………………………………………………………………………… 42
4.4 Расчет показателей газотурбинной установки …………………………………………………………………… 44
4.5 Расчет показателей газового компрессора ………………………………………………………………………… 46
4.6 Расчет показателей энергоэффективности газоперекачивающих агрегатов ………………………….. 52
5 Вибрационная диагностика машинного оборудования …………………………………………………….. 54
5.1 Основные определения, виды и нормы вибрации………………………………………………………………. 54
5.2 Причины вибрации оборудования ……………………………………………………………………………………. 60
6 Кольцевой диффузорный канал турбомашины ………………………………………………………………… 62
6.1 Классификация диффузоров ……………………………………………………………………………………………. 62
6.2 Характеристика кольцевого диффузора газовой турбины ………………………………………………….. 62
6.3 Мероприятия по снижению динамической нагрузки на стенки выхлопного диффузорного
патрубка ………………………………………………………………………………………………………………………………… 63
7 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение …………………………… 71
7.1 Экономическое обоснование работ по повышению эксплуатационной надежности
газотурбинного газоперекачивающего агрегата типа ГПА-10-01 …………………………………………………. 71
7.2 Расчет эксплуатационных затрат для газотурбинных газоперекачивающих агрегатов типа ГПА-
10-01 71
7.2.1 Расчет эксплуатационных затрат до проведения мероприятия ……………………………………………. 71
7.2.2 Расчет эксплуатационных затрат после проведения мероприятия……………………………………….. 72
7.2.3 Расчет технико-экономических показателей …………………………………………………………………….. 72
7.2.4 Расчет сметы затрат до проведения мероприятия………………………………………………………………. 72
7.2.5 Расчет сметы затрат до проведения мероприятия………………………………………………………………. 77
7.2.6 Расчет технико-экономических показателей …………………………………………………………………….. 78
8 Социальная ответственность …………………………………………………………………………………………. 80
8.1 Производственная безопасность………………………………………………………………………………………. 80
8.1.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий по их устранению 82
8.1.1 Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий по их устранению 85
8.2 Экологическая безопасность …………………………………………………………………………………………… 90
8.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………………………………………. 91
8.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………………………………….. 94
Заключение ……………………………………………………………………………………………………………………………. 97
Список источников и литературы …………………………………………………………………………………………….. 98
Список публикаций студента …………………………………………………………………………………………………. 104
Приложение А …………………………………………………………………………………………………………………….. 105
Приложение Б……………………………………………………………………………………………………………………… 115
Приложение В……………………………………………………………………………………………………………………… 116
Приложение Г ……………………………………………………………………………………………………………………… 117
Любая современная газотранспортная система (ГС) предназначена для
обеспечения перекачки природного газа больших объемов на значительные
расстояния от месторождений до конечного потребителя. При этом,
рассматривая инфраструктуру Российской Федерации, следует отметить
удаленность источников природного газа, слабо развитую инфраструктуру
районов дальнего востока и крайнего севера, а также жесткие требования к
качеству поставляемого продукта. Все это указывает на то, что процесс
транспортировки является сложным и, помимо самих трубопроводов, требует
использования компрессорного оборудования, установленного на головных,
линейных и компрессорных станциях (КС) подземных хранилищ [1].
При транспортировки газа, имеются следующие нюансы. Газ, проходя по
трубопроводу, теряет свою энергию на преодоление сил сопротивления стенок
трубы. Соответственно скорость потока при этом снижается, что приводит к
падению давления в трубопроводе. Пропускная способность трубы снижается.
Чтобы избежать этого, на протяжении всей линейной части газопровода, через
каждые 100-150 км строят компрессорные станции.
Компрессорные станции являются одной из составляющих линейной
части магистрального газопровода. Они предназначена для компримирования
газа, проходящего через них, при помощи газоперекачивающих агрегатов.
В настоящее время основным элементом КС являются
газоперекачивающие агрегаты (ГПА), работающие на электроприводе и
газотурбинном (ГТ) приводе. Последний тип по суммарной мощности
превышает 80 % от общей установленной мощности приводов на КС.
В России, основной объём добычи и транспортировку природного газа
осуществляет ПАО «Газпром» – крупнейшая в мире система, которая постоянно
Повышение эксплуатационной надежности газоперекачивающего агрегата типа 10-01 на компрессорной проводит модернизацию и техническое перевооружение объектов, линейной
части и КС.
Актуальность работы. ПАО «Газпром» была разработана комплексная
программа на 2016 – 2020 годы, по реконструкции и техническому
перевооружению объектов транспорта газа [1]. Данная программа имеет
направление на увеличение надежности работы компрессорных станций, а
также их эффективности, поэтому работы, направленные на повышение КПД
газоперекачивающих агрегатов, а также снижение вибрации на стенки
выхлопного диффузорного патрубка газовой турбины ГПА являются
актуальными.
Объект исследования. Газотурбинный газоперекачивающий агрегат
типа ГПА-10-01 на компрессорной станции «Кожурлинская»
Предмет исследования. Снижение вибрационной нагрузки на стенки
выхлопного диффузорного патрубка газовой турбины ГПА.
Цель работы. Выбор оптимального решения по повышению
эксплуатационной надежности газоперекачивающего агрегата типа ГПА-10-01
путем снижения вибрационной нагрузки на стенки выхлопного диффузорного
патрубка газовой турбины.
Задачи работы:
1. Изучение нормативно-технической документации по эксплуатации
оборудования на компрессорных станциях.
2. Исследование влияния вибрационной нагрузки на стенки
выхлопного диффузорного патрубка газовой турбины ГПА
3. Проведение технологических расчетов:
– коэффициента технического состояния газотурбинной установки и
нагнетателя;
– удельного расхода топливного газа ГПА;
– коэффициента полезного действия ГПА.
4. Расчет и определение оптимальной конструкции кольцевого
диффузора.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.2 (25 отзывов)
4.8 (13 отзывов)
4.4 (59 отзывов)
4.7 (18 отзывов)
5 (44 отзыва)
5 (145 отзывов)
4.8 (1033 отзыва)
5 (1241 отзыв)
4.9 (298 отзывов)
