Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 [ 120 ] 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155

высокооборотных магистральных нефтяных насосов, так как создание надежного регулируемого электропривода с частотой вращения ротора более 50 об/с требует решения многих специфических вопросов, усложняет конструкцию установки, увеличивает габариты и массу, уменьшает надежность.

Из различных типов газотурбинных двигателей, применяемых в качестве силового привода насосов и компрессоров магистральных трубопроводов за рубежом, наибольшее распространение получили ГТД со свободной силовой турбиной, созданные на базе авиационных двигателей, темпы развития и совершенствования которых очень высоки и опережают темпы развития энергетического газотурбостроения. Выпускаемые крупными сериями, что ведет к низкой удельной стоимости, ГТД авиационного типа характеризуется компактностью, простотой конструкции, обслуживания и ремонта, малой массой и габаритами, высокой надежностью, допускают для питания применение газообразного и жидкого топлива, в качестве которых могут быть использованы попутные и природные газы, керосины, дизельные топлива, а также нефть, прошедшая предварительную подготовку, работоспособны в любых климатических условиях, обладают высокой степенью автоматизации.

Удельная масса авиационных ГТД составляет 0,400,70 кг/кВт, а удельный объем 0,01-0,04 м3/кВт; для промышленных ГТД эти показатели соответственно равны 3,58,5 кг/кВт и 0,05-0,15 м3/кВт.

Некоторое промежуточное положение занимают ГТД судового типа, получающие в последнее время развитие в качестве силового привода газоперекачивающих агрегатов и по некоторым своим показателям не уступающие авиационным.

Насосные установки на базе ГТД мобильны, требуют малых капитальных затрат, легки в монтаже, имеют высокий коэффициент готовности, делают возможным осуществление блоч-но-комплектных поставок турбонасосных агрегатов.

Широкие возможности у газотурбинного привода открываются при его использовании для привода полнонапорных высокооборотных насосов, соединенных на НПС по параллельной схеме. В этом случае достигается наибольшая компактность, уменьшаются размеры и масса нефтяного насоса и трубопроводной обвязки, появляется возможность дальнейшего совершенствования блочно-комплектного изготовления установки в состоянии полной заводской готовности, сокращаются строительно-монтажные работы на НПС. Количество типоразмеров насосов и газовых турбин существенно сократится, достигается унификация вспомогательного оборудования.

Параллельная схема насосов способствует повышению надежности насосных агрегатов и эксплуатации нефтепровода, проложенного в горной местности, увеличивает эффективность регулирования режима работы трубопровода.

Возможность при газотурбинном приводе со свободной силовой турбиной более медленного снижения частоты вращения ротора насоса при остановке и постепенного увеличения оборотов при пуске создает благоприятные, по сравнению с электроприводом, условия работы нефтепровода и оборудования НПС. Снижается величина гидравлического удара, облегчается работа торцовых уплотнений, сокращается время выхода насоса на рабочий режим, повышается надежность нефтепроводной системы.

Использование ГТД для привода насосов уменьшило сроки строительства и снизило эксплуатационные затраты на крупнейших зарубежных нефтепроводах: Трансаляскинском и Трансканадском, где ГТД авиационного типа приспособлены для работы на газообразном и жидком топливе. Последнее получается из перекачиваемой нефти с помощью специальных отгоночных аппаратов, рассчитанных на автоматическое управление. Газотурбинные насосные установки используются также в Иране, Ираке, на шельфах Северного моря и пр.

Интересно применение 1 6 насосных установок с газотурбинным приводом, из которых 3 передвижные резервные, на 800-километровом нефтепроводе Тейлор - Камлупс и Канаде. Каждая из 12 насосных станций трубопровода имеет специально подготовленную площадку для быстрого подключения мобильных резервных установок в случае ремонта или аварии.

Такую же цель для исключения убыточного простоя нефтепровода от Хауд-эль-Махры до Беджайм в Алжире преследовала компания "Coner", применившая пять блочных автоматизированных насосных агрегатов на базе газовой турбины ТНМ-1102 и высокооборотного насоса "Гуинард" (пн = = 7200 об/мин).

В отечественном нефтепроводном транспорте газотурбинные насосные установки ПГНУ-2 успешно использовались для увеличения производительности нефтепровода Салават - Орск.

Эффективность их применения признана и для перекачки нефти по нефтепроводу Тенгиз-Новороссийск.

Коэффициент эксплуатационной надежности ГТД, эксплуатируемых на магистральных трубопроводах составляет 99,0-99,8 %, коэффициент готовности 95-99,7 %. Ресурс до первого ремонта составляет 7-30 тыс. ч, а общий срок службы

доходит до 100 тыс. ч. Коэффициент полезного действия ГТД определяется в основном особенностью конструкции и для двигателей, работающих по простому циклу, обычно находится в пределах 20-26 %, а для ГТД с регенерацией - в пределах 28-36 %.

Утилизация тепла выхлопных газов может повысить КПД до 38-46 % и даже более. Тепло выхлопных газов можно использовать для подогрева и снижения вязкости перекачиваемой нефти, особенно высоковязкой.

Экономия электроэнергии при этом может доходить до 20 %.

Указанные преимущества позволили использовать насосные установки с газотурбинным приводом в различных случаях эксплуатации магистральных нефтепроводов во многих странах мира.

Низкие эксплуатационные затраты получены благодаря высокой степени автоматизации, телеуправлению и за счет использования в качестве топлива перекачиваемой нефти. Капитальные вложения составили величину в 6 раз меньше, по сравнению с аналогичными станциями с электроприводом.

Основным недостатком ГТД, эксплуатируемых на магистральных трубопроводах, является сравнительно низкая экономичность. Но возможность применения дешевых сортов топлива, включая нефть и мазут, и использование тепла отработанных газов может скомпенсировать этот недостаток.

Кроме того, при использовании газотурбинного привода химическая энергия топлива переходит непосредственно в механическую работу на валу двигателя, в то время как при электроприводе значительные потери, доходящие до 10 % и более, возникают при передаче энергии к потребителю. Необходимо также учесть, что свыше 80 % электроэнергии в нашей стране вырабатывается на тепловых электростанциях, КПД которых редко превышает 40 %, и их роль в энергетике будет еще долгое время оставаться определяющей.

Определенные мощности в энергетике вырабатываются также на пиковых и полупиковых газотурбинных электростанциях, экономические показатели которых находятся на одном уровне с показателями газотурбинного привода нефтяных насосов магистральных трубопроводов.

Так же можно отметить, что значительная длина ЛЭП, наличие большого количества вспомогательных элементов системы энергоснабжения делают надежность работы электропривода зависимой от большого числа внешних факторов, которые являются одними из основных причин отказов в работе существующих отечественных НПС.