logo
Glava 5

5.5. Газоперекачивающие агрегаты

В качестве газоперекачивающих агрегатов применяются поршневые газомотокомпрессоры или центробежные нагнетатели.

Поршневые газомотокомпрессоры представляют собой агрегат, в котором объединены силовая часть (привод) и компрессор для сжатия газа. Принцип работы поршневого компрессора такой же, как у поршневого насоса.

Наиболее распространенными типами газомотокомпрессоров являются 10 ГК, 10 ГКН, МК-10 и ГПА-5000 (табл. 5.2), имеющие подачу от 0,8 до 10,0 млн. м3/сут и развивающие давление 5,5 МПа. Поршневые газомотокомпрессоры отличаются высокой эксплуатационной надежностью, способностью работать в широком диапазоне рабочих давлений, возможностью регулировать подачу за счет изменения «вредного» пространства и частоты вращения.

Область преимущественного применения поршневых газомотокомпрессоров - трубопроводы для перекачки нефтяного газа и станции подземного хранения газа.

Таблица 5.2

Основные параметры ГПА, используемых на КС

Тип ГПА

(завод - изготовитель)

Давление на

выходе КС, МПа

Марка

нагнетателя

Номинальные значения

Подача, млн.

м3/сут

Степень сжатия в одном

агрегате

Мощ-ность, кВт

Привод от газового двигателя

10 ГКН-1/25-55

5,5

-

0,856

2,2

990

МК-8(25-43)-56

5,6

-

1,538-5,28

2,24-1,3

2060

ГПА-5000/(33-44)-56

5,6

-

6,9-8,5

1,47-1,27

3700

ДР-12/(35-46)-56

5,6

-

8,04-13,3

1,6-1,24

5500

Привод от электродвигателя

СТД-4000-2 (Энергомаш)

5,6

280-12-7

11

1,25

4000

Привод от газовой турбины

ГТН-6 (УТМЗ)

5,6

Н-6-56

20

1,23

6000

ГТН-6 (УТМЗ)

7,6

Н-6-76

19

1,23

6000

ГТК-10-4 (НЗЛ)

5,6

520-12-1

29

1,25

10000

ГТК-10-4 (НЗЛ)

7,6

370-18-1

37

1,25

10000

ГТК-16 (УТМЗ)

5,6

Н-16-56

52

1,25

16000

ГТК-16 (УТМЗ)

7,6

Н-16-76

52

1,25

16000

ГТК-16 (УТМЗ)

7,6

Н-16-76/1,25

52

1,25

16000

ГТК-16 (УТМЗ)

7,6

Н-16-76/1,37

40

1,37

16000

ГТК-16 (УТМЗ)

7,6

Н-16-76/1,44

32

1,44

16000

ГТН-25 (НЗЛ)

7,6

650-21-2

53

1,44

25000

ГПА-Ц-6,3 с

авиационным

двигателем НК-12СГ

5,6

-

10

1,45

6000

Примечание. УТМЗ - Уральский турбомоторный завод им. К. Е. Ворошилова; НЗЛ - Невский машиностроительный завод им. В. И. Ленина.

На магистральных газопроводах пропускной способностью более 10 млн. м3/сут применяют центробежные нагнетатели с газотурбинным приводом или электроприводом.

Принцип работы центробежных нагнетателей аналогичен работе центробежных насосов. Наиболее распространенным приводом нагнетателей на компрессорных станциях является газотурбинный. В состав газотурбинной установки входят (рис. 5.5): турбодетандер 1, редуктор 2, воздушный компрессор 3, блок камер сгорания 4, турбины высокого 5 и низкого 6 давлений. Турбодетандер является пусковым двигателем установки, работающим на природном газе. Расчетная продолжительность пуска агрегата из холодного состояния - 15 мин. Турбодетандер 1 через редуктор 2 запускает в работу воздушный компрессор 3. Атмосферный воздух засасывается компрессором и сжимается в нем до рабочего давления. Далее сжатый воздух направляется в блок камер сгорания 4, где он нагревается за счет сжигания природного газа. Продукты сгорания направляются в газовую турбину (сначала высокого, а затем низкого давления), где они расширяются. Процесс расширения сопровождается падением давления и температуры, но увеличением скорости потока газа, используемого для вращения ротора турбины. Отработавший газ через выхлопной патрубок выходит в окружающую среду.

На газопроводах применяются газовые турбины мощностью от 2500 до 25000 кВт.

Начиная с 1974 г., на отечественных магистральных газопроводах в качестве привода центробежных нагнетателей начали применять авиационные двигатели, отработавшие свой ресурс. После относительно небольшого числа часов работы их по соображениям безопасности полетов снимают с самолетов. Однако они способны еще длительное время с большой надежностью работать на земле.

Недостатком газотурбинного привода является относительно невысокий кпд (не выше 30 %), а также высокое потребление газа на собственные нужды в качестве топлива.

В последние годы в качестве привода центробежных нагнетателей все шире используются электродвигатели АЗ-4500-1500, СТМ-4000-2, СТД-4000-2, СДСЗ-4500-1500. Они подключаются к нагнетателям через повышающий редуктор.