Газоперекачивающий агрегат ГТК-25И

В  состав  каждого  газоперекачивающего  агрегата  ГТК-25И  фирмы  «АЕГ-Канис» входит следующее основное оборудование:

  • двухвальная газовая турбина MS 5352;
  • центробежный нагнетатель типа RF-2BB-36;
  • блок вспомогательных механизмов;
  • воздухозаборная  камера  ГПА  с  системами  подготовки  циклового  воздуха,  шумоглушения и антиобледенительной системой;
  • выхлопная система с двумя рекуператорами, котлом утилизатором;
  • блок-бокс  системы  пожаротушения  «Галлон»  и  углекислотного  пожаротушения, расположенной под ВЗК;
  • блок бокс системы вентиляции укрытия агрегата, расположенный под ВЗК;
  • блок всасывающих кранов, в состав которого входят 2 шаровых крана: № 1 Ду 1000 и № 4 ДУ 50 с дистанционным управлением. Шаровой  кран № 4 используется для заполнения контура в период пуска агрегата.
  • блок нагнетательных кранов, в состав которого входит шаровый кран №2 Ду 1000, свечной шаровой кран № 5 Ду 100, антипомпажный кран № 6 Д у 300.

Все краны с дистанционным  управлением.  Перед  главным  нагнетательным  краном  №  2  и  антипомпажным клапаном № 6 со стороны нагнетателя расположены обратные клапаны, свечи и дренажи с ручными кранами. За краном № 6 расположен ручной кран №6Р. При работе агрегата он должен быть открыт;

Перестановка всасывающих и нагнетательных кранов с места происходит в следующем порядке (смотри рисунок ниже):

Попытаться переставить кран с помощью соленоидов (1) и (2)

Если не получается, то переставить кнопку (4) в утопленное положение (кран переводится в ручной режим управления)

Взять и установить рукоять (3) в ручку насоса

Перевести переключатели (6) в необходимое положение (утоплен  –  открытие, противоположное положение – закрытие)

Начать качать до упора ручным краном

После  перестановки  крана  газом  после  ручного  управления  кнопка  сама  вернётся в необходимое положение

Узел управления краном

Отверстие в антипомпажном клапане

Щит управления турбиной и нагнетателем ГТК-25И

 

  • щит управления электродвигателями агрегата (DB);
  • мостовой  однобалочный  кран  производства  фирмы  KONE,  для  производства  ре-монтных работ на агрегате.

Все газоперекачивающие агрегаты  установлены в  индивидуальных укрытиях. Каждое укрытие имеет автономную систему пожаротушения «Галлон», вентиляцию  и отопление. В блок-боксе системы вентиляции и обогрева установлены вентиляторы, которые подают через водяные калориферы по системе  воздуховодов теплый воздух в укрытие агрегата.

Газотурбинная  установка  дополнительно  помещается  в  специальный  герметичный контейнер. Контейнер оснащен индивидуальной системой вентиляции, обогрева, пожаротушения  и  разделен  на  3  отсека: 

  • блок  вспомогательных  механизмов;
  • турбинный;
  • выхлопной.

Обогрев контейнера осуществляется электрокалориферами, установленными в блоке вспомогательных механизмов и в турбинном отсеке.

Газотурбинная установка с регенеративным циклом использует теплоту (продуктов сгорания) для подогрева в рекуператоре сжатого воздуха, поступающего из ОК, перед поступлением его в камеры сгорания. Повышение температуры воздуха за счет утилизации тепла  (выхлопных  газов)  продуктов  сгорания,  позволяет  получить  необходимую  мощность при меньшем потреблении топливного газа.

Регенератор  представляет  собой  теплообменник,  участвующий  в  термодинамическом цикле газовой турбины.

Регенератор состоит из трех частей, которым даны следующие названия:

  • нижняя часть: "юбка или газовпускной патрубок",
  • центральная часть: "теплообменник",
  • верхняя часть: "газовыпускной конус".

Юбка выполняет две функции, т.е. подает выхлопные газы турбины и служит фундаментной опорой для самого регенератора.

Теплообменник  -  это  часть  регенератора,  в  которой  происходит  противоточный теплообмен между выхлопными газами турбины и сжатым осевым компрессором возд ухом.

Теплообменник  имеет  неподвижные  трубные  решетки,  жестко  прикрепленные  ктрубному пучку.  Трубный пучок состоит из труб, расположенных в треугольном порядке, и вставлен в кожух. Кожух изготовлен в виде сильфонного компенсатора с целью компенсации  возможного теплового расширения между трубным пучком и самым кожухом.  Газ подается в теплообменник через юбку и проходит через трубы. Воздух,  подаваемый через патрубок, находящийся на газовыпускном конусе, поступает  в теплообменник через верхнюю  трубную  решетку,  выходит  из  нижней  трубной  решетки  и  отводится  посредством другого патрубка, находящегося на юбке.

В  целях  обеспечения  наивысшей  эффективности  теплообмена  предусмотрены  дефлекторы  на  трубном  пучке  со  стороны  воздуха.  Механический  и  термодинамический расчет регенератора был произведен с учетом того, чтобы  получить кпд в 85% и обеспечить работу в условиях, создаваемых выходящим  из осевого компрессора воздухом и выхлопным газами турбины.

Трубный пучок, верхнюю и нижнюю трубные решетки (точнее, их наружнуючасть) можно осматривать через люки, расположенные соответственно на впускном воздушном патрубке, на газовыпускном конусе и на юбке.

Кроме  того,  на  кожухе  предусмотрены  штуцеры  для  наполнения  и  опорожнения регенератора при гидроиспытаниях и испытаниях на герметичность.

Газовыпускной конус предназначен для отвода газа, выходящего из теплообменника.

В частности газовыпускной конус, а вообще также регенератор были рассчитаны с учетом того, чтобы выдержать нагрузку дополнительной выхлопной трубы.

Регенератор  предназначен  для  передачи  части  тепловой  энергии  выхлопных  газов турбины к сжатому осевым компрессором воздуху перед входом этого воздуха в камеру сгорания и его смешиванием с топливом.

Секция сгорания газотурбинной установки включает кожух камеры сгорания, 12 жаровых  труб,  12  переходных  патрубков,  12  топливных  форсунок,  2  запальные  свечи,  2 трансформатора  зажигания,  2  детектора  пламени,  12  пламяперекидных  патрубков  и  различные крепления и прокладки.

Кожух  камеры  сгорания  окружает  выходной патрубок  компрессора.  Внутри  размещается  уплотнительное кольцо, которое разделяет кожух на две  различные камеры.  Задняя  секция   камеры  сгорания   принимает  воздух,   выходящий  из  осевого  компрессора.

Имеется четыре фланцевых отверстия, по два с каждой стороны; к  этим отверстиям подсоединяются трубы для подвода воздуха на регенератор  тепла.  Нагретый воздух по трубам возвращается из регенератора в переднюю камеру  кожуха с помощью четырех фланцевых отверстий (по два с каждой стороны). 

Воздух проходит эту секцию в противотоке через экран камеры сгорания и  внешнее стенку жаровой трубы и поступает в нее через отверстия и жалюзи,  создавая воздушную пленку, которая понижает температуру внутренней поверхности жаровой трубы и удлиняет срок ее службы. Воздух и топливо смешивается внутри жаровой трубы.  Получающиеся  в результате горячие газы расширяются в турбине после прохождения через жаровую трубу и переходной патрубок.

На  практике  применение  регенератора  обеспечивает  значительное  уменьшение  потребляемого газовой турбиной топлива.

Так,  по  данным  ВНИИГаза  турбины  ГТК-25И  (без  рекуперации)  в  станционных условиях имеют следующие показатели:

  • - мощность – 24,4 МВт
  • - эффективный КПД – 27,5%

После проведения модернизации с установкой рекуператоров и утилизаторов характеристики турбины в станционных условиях составляют:

  • - мощность – 23,0 МВт
  • - эффективный КПД – 35,5%
  • - ежегодная экономия топливного газа – 24,7 млн.м3.

Схема расположения и направление  движения рабочей среды рекуператоров:

Рекуператоры ГТК-25И. Схема расположения.

 Схема работы двухвальной газовой турбины