Особенности требований к приводным ГТД для ГПА

8. Особенности требований к приводным ГТД для ГПА

Энергетика и механический привод являются важнейшими областями применения наземных ГТД: в суммарном объеме мирового производства наземных и морских ГТД энергетические ГТД составляют около 91%, приводные ГТД – около 5% (по стоимости). В России основной потребитель ГТД - газотранспортные подразделения ОАО "Газпром", однако и в энергетике в последнее время наблюдается быстрый рост спроса на газотурбинные приводы.

8.1 Требования к характеристикам ГТД

Основными характеристиками ГТД, определяющими его размерность и техническое совершенство, являются номинальная мощность на выходном валу (N_{e ном}) и эффективный КПД (η_е) на режиме номинальной мощности.

N_{e ном} - это максимальная длительная мощность в определенных стандартных условиях (см. ниже), при которой обеспечиваются заявленные показатели ресурса, надежности и экономичности. η_е и N_{e ном} определяются для двух условий: условий по ISO 2314 и станционных условий.

Рис. 23. Зависимость эффективного КПД (η_е) наземных ГТД от мощности

Условия ISO 2314 (ГОСТ 20440-75):

1)  параметры воздуха на входе (в плоскости входного патрубка компрессора): полное давление 0,1013 МПа, полная температура +15 °С, относительная влажность 60%;

2)  параметры на выхлопе (в плоскости выхлопного патрубка турбины или на выходе из регенератора, если используется регенеративный цикл): статическое давление 0,1013 МПА;

3)  сопротивление входного и выхлопного трактов ГПА не учитывается.

Параметры ГТД в условиях ISO используются для определения технического уровня двигателя и сравнения его с ближайшими аналогами.

Станционные условия отличаются от условий ISO учетом потерь полного давления во входном и выхлопном устройствах ГПА, которые обычно не превышают 1000 Па. Номинальная мощность должна обеспечиваться до температуры атмосферного воздуха +25°С (это требование может быть изменено для конкретного двигателя). Максимальная мощность ГТД – это предельная рабочая мощность, развиваемая при больших отрицательных температурах атмосферного воздуха. Максимальная мощность должна быть до 20% выше номинальной. Номинальный КПД проектируемых ГТД должен соответствовать современному техническому уровню или быть выше. КПД современных серийных ГТД для различных классов мощности приведены в табл. 4

Таблица 4

Примечание: показатели относятся к серийной товарной продукции мирового рынка простого и регенеративного цикла и не относятся к установкам сложных и комбинированных циклов. Перспективные разработки и прототипы могут иметь КПД на 1,5. ..2% (абсолютных) выше.

Нагрузочная характеристика двигателя ГПА (зависимость мощности от частоты вращения силовой турбины при постоянном режиме газогенератора) должна быть пологой - не более 5 % снижения мощности при частоте вращения СТ 70 % от номинальной.

Минимальная мощность, при которой допускается длительная эксплуатация ГТД, может составлять до 50 % от номинальной мощности.

Конструкция ГТД должна допускать возможность отбора сжатого воздуха из-за компрессора на станционные нужды и в противообледенительную систему. При этом соответственно снижаются мощность и КПД.

Двигатели ГПА работают на земле, в условиях запыленности, поэтому в процессе эксплуатации мощность снижается из-за загрязнения газовоздушного тракта двигателя (в основном, проточной части компрессора). Для восстановления мощности выполняют промывку газовоздушного тракта. При промывке на вход в двигатель при помощи промывочных устройств подаются специальные моющие растворы. Промывку выполняют на рабочем режиме или на режиме холодной прокрутки. Отличие промывки на рабочих режимах от промывки на холодной прокрутке заключается в расходах промывочной жидкости - на холодной прокрутке подается значительно больше моющей жидкости.

Рекомендуемая периодичность промывки:

- на рабочем режиме - через 300…1000 часов работы;

- на режиме холодной прокрутки - через 3000…5000 часов работы.

Промывки могут производиться и чаще в случае значительного снижения мощности ГТД при сильной загрязненности воздуха.

8.2 Требования к ресурсам и надежности

Класс использования ГТД для ГПА, как правило, базовый:

- время работы свыше 6000 ч/год;

- число пусков не менее 20 в год;

- время непрерывной работы – более 300 ч/пуск;

Срок службы ГТД – не менее 20 лет.

Ресурсы:

- назначенный – не менее 100000 ч;

- межремонтный – 20000…25000 ч.

Назначенный ресурс газогенератора ГТД, конвертированного из авиадвигателя, должен быть не менее 50000 час.

Надежность ГТД для ГПА определяется следующими основными показателями:

а) наработка на отказ по причинам, связанным с двигателем, ч:

Т_отказ = Т_р / Ч_отказ ,

где Т_р – суммарное время работы парка двигателей, ч;

Ч_отказ – количество отказов.

Нормируемое значение Т_отказ ≥ 3500 ч.

б) коэффициент надежности пусков

К_нп = П / П_общ ,

где П - количество удавшихся пусков;

П_общ - общее количество пусков с учетом неудавшихся.

Нормируемое значение К_нп ≥ 0,95.

в) коэффициент готовности

К_г = Т_р /(Т_р + Т_прост),

где Т_р – суммарное время работы парка двигателей, ч;

Т_прост - суммарное время вынужденных простоев, связанное с устранением отказов, ч.

Нормируемое значение К_г ≥ 0,98.

г) коэффициент технического использования:

К_ти = Т_р /(Т_р + Т_восст + Т_тор),

где Т_р – суммарное время работы парка двигателей, ч;

Т_восст – суммарное время восстановления, связанное с устранением отказов, ч;

Т_тор – время простоев на плановое техническое обслуживание и ремонт, запланированный на время простоев, ч.

Нормируемое значение К_ти ≥ 0,9.

Фактически показатели надежности оцениваются по результатам эксплуатации и должны быть подтверждены по истечении пяти лет эксплуатации двигателей.

Похожие работы

Топливно-энергетический комплекс мира

Скачать

249350

33

10

... (рациональная система нефтепроводов). Это, однако, не означает полного возврата к старой модели управления. 4) Сохранение единого экономического пространства - условия выживания топливно-энергетического комплекса. 5) Найти четкую и продуманную программу инвестиций в нефтяную промышленность. 6) Организовать единый Российский банк нефти и газа, государственная внешнеторговая фирма, включающая ...

Анализ деятельности топливно-энергетического комплекса

Скачать

117873

24

7

... политики в электроэнергетике, совместное участие в развитии новых месторождений и межрегиональных энергетических комплексов, обеспечение политики энергоснабжения, повышение надежности и качества теплоснабжения потребителей, а также снижение затрат на ремонт и перекладку теплосетей. В результате анализа экономической эффективности всех предлагаемых вариантов развития ТЭК НСО предпочтительным ...

Системная Энергетика

Скачать

119035

25

0

... возможного экспорта в восточном направлении. К числу приоритетных направлений энергетической стратегии Сибири необходимо отнести следующие: -     энергосбережение и рациональное природопользование в энергетике; -     структурно-технологическое преобразование ТЭК; -     коренное совершенствование баланса КПТ: использование природного газа, газификация углей, переработка и облагораживание углей ...

Электроснабжение и релейная защита нефтеперекачивающей станции

Скачать

91991

14

5

... , трансформаторы которой выбираются с учетом взаимного резервирования; ·  Перерыв в электроснабжении возможен лишь на время действия автоматики (АПВ и АВР).  Схема системы электроснабжения нефтеперекачивающей станции, удовлетворяющая требованиям изложенным выше, представлена на листе 2 графической части. 2.2 Схема электроснабжения НПС Рис. 2.1. Схема электроснабжения НПС  На рис. 2.1. в ...