ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Регенерация тепла и применение парогазовых циклов из "Повышение эффективности использования газа на компрессорных станциях" В отношении повышения эффективности использования газа ГПА интересен опыт эксплуатации наиболее крупной газопроводной систехмы за рубежом — Канадской газовой ассоциации Транс Канада Пайплайн , которая имеет парк ГПА различных типов суммарной мощностью около 735 000 кВт, при помощи которых транспортируется газ на расстояние свыше 10 000 км [20]. Эта компания с целью повышения общего термического к.п.д. газотурбинных ГПА в 1975 г. установила регенераторы на двух газовых турбинах и заменила регенераторы старой конструкции на ряде агрегатов более совершенными. [c.26] Известно, что к.п.д. регенератора находится в прямой зависимости от поверхности регенератора. С увеличением этой поверхности возрастает и к.п.д. регенерации, но и в то же время увеличивается металлоемкость и стойкость регенератора. [c.26] На большинстве агрегатов к.п.д. регенерации не превышает 81 %. Для повышения т]рег до 85% поверхность регенератора должна быть увеличена на 50 %. Технико-экономические расчеты показывают, что с ростом цен на газ выигрыш в повышении г]рег от 81 до 85 % возможен при увеличении цен на газ примерно на 15% [20]. [c.26] Повышение мощности и эффективности может быть также достигнуто вследствие утилизации тепла выпускных газов в котле-утилизаторе, предназначенном для получения пара, используемого в паровой турбине, т. е. путем применения комбинированных агрегатов, так называемых парогазовых установок (ПГУ). [c.26] Сочетание термодинамических преимуществ газотурбинной и паротурбинной (ПТУ) установок — подвод тепла в цикле на высоком уровне для ГТУ и отвод тепла при низких температурах для ПТУ — позволяет получить к. п. д. более высокий, чем к. п. д. ГТУ и ПТУ при одинаковых параметрах рабочих тел. [c.26] Анализом установлено [3], что утилизация тепла выпускных газов газотурбинной установки мощностью 9850 кВт и к.п.д. 30 % позволяет получить пар в количестве 9000 кг/ч при давлении 0,14 МПа. Такое количество пара достаточно для повышения мощности на валу турбины до 11 900 кВт, а к. п. д. до 37,7 %, что экономически выгодно. [c.26] Основная мощность в ПГУ с ВПГ (60—70 %) вырабатывается паровой ступенью. Возможность применения ПГУ рассматриваемого типа на КС магистральных газопроводов подробно рассмотрена в работе [3]. [c.27] Современные отечественные и зарубежные ГТУ работают, как правило, с коэффициентом избытка воздуха, равным 5—7, поэтому в выпускных газах таких установок имеется достаточное количество кислорода для дополнительного сжигания топлива. Эта особенность ГТУ используется в ПГУ второго типа (см. рис. 1, б). [c.27] Следует отметить, что ПГУ этого типа создаются на базе ГТУ, единичная мощность которых составляет 42—60 МВт. При этом мощность паротурбинной части составляет 35—60 % мощности всей ПГУ [35]. [c.28] В том случае, когда единичная мощность газотурбинного агрегата не превышает 30 МВт, ряд зарубежных исследователей [1, 40] полагают, что наиболее целесообразно использовать ПГУ третьего типа (см. рис. 1, в). Как видно из диаграммы 5—Т, тепло отходящих газов ГТУ в таких ПГУ используется в УК для генерации пара, сбрасываемого в конденсационную паровую турбину. Тем самым в ПГУ с УК путем совмещения газового и парового циклов удается одновременно использовать преимущества газотурбинного цикла (высокую среднюю температуру подвода тепла) и паротурбинного цикла (низкую температуру отвода тепла). [c.28] Парогазовая установка этого типа в большинстве случаев позволяет применять готовые конструкции. Значительный интерес представляют ПГУ без дополнительного сжигания топлива (третий тип), разработанные фирмой Дженерал Электрик , типов Стаг и Фраме 3 . [c.28] В этой установке паровая турбина вращает вал нагнетателя, дополняя мощность, подводимую к другому концу вала нагнетателя от газовой турбины. Отработанный пар паровой турбины охлаждается водой в конденсаторе при абсолютном давлении, равном 13,5 кПа. [c.28] В отличие от ПГУ типа Стаг в ПГУ типа Фраме 3 предусмотрен конденсатор с воздушным охлаждением. [c.29] Принципиальная схема этого типа ПГУ мощностью 900 кВт показана на рис. 3. К 1977 г. фирмой Дженерал Электрик было изготовлено четыре подобных агрегата, два из которых были введены в эксплуатацию на КС в Середо газопроводной системы Колумбия ГЭЗ . Применение таких агрегатов вместо ГПА с авиационным приводом, которые предполагалось устанавливать первоначально, обеспечило снижение приведенных затрат на 6—10%. После 1970 г., когда стало особенно заметно повышение цен на газ, экономия приведенных затрат в случае применения ПГУ непрерывно возрастает. [c.29] Положительный опыт эксплуатации ПГУ с УК и экономический выигрыш от их применения позволили продолжить работы по созданию подобных перекачивающих агрегатов с повышенной агрегатной мощностью. В настоящее время фирмой Дженерал Электрик ведутся работы по созданию ПГУ с УК мощностью И 300—15 400 кВт и к.п.д. от 39,0 до 39,2 %. В этих агрегатах предполагается применять более мощные паровые турбины, что еще в большей мере будет способствовать сокращению расходов газа. [c.30] Таким образом, обобщение зарубежного опыта по созданию и эксплуатации ПГУ на КС показывает, что такие установки можно эффективно использовать для привода центробежных нагнетателей природного газа. При этом по сравнению с газотурбинным ГПА, оборудованным регенератором, ПГУ обеспечивает снижение стоимости 1 кВт, уменьшение эксплуатационных расходов на получение 1 кВт при режиме как в полной, так и в частичной нагрузке, более широкий выбор диапазона мощности на базе существующего оборудования, а также возможности расширения КС при минимальном увеличении капитальных затрат. [c.30] В отечественной практике отсутствует опыт разработки и применения ПГУ на КС магистральных газопроводов. Однако, как было отмечено выше, приоритет в создании ПГУ с ВПГ принадлежит Советскому Союзу. [c.30] Советскими специалистами были проведены глубокие теоретические исследования циклов, а также выполнены проекты мощных ПГУ рассматриваемого типа для стационарной энергетики. [c.30] Вернуться к основной статье