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

Транспортабельные блочные насосные агрегаты могут быть созданы на базе газотурбинных двигателей авиационного и судового типа.

Для привода центробежных нефтяных насосов наиболее подходят газотурбинные двигатели со свободной (силовой) турбиной.

Наличие свободной турбины дает возможность снизить мощность пускового устройства и облегчить пуск агрегата, а также позволяет наиболее удачным образом сочетать характеристики газотурбинного двигателя с характеристиками насоса в широком диапазоне изменения режимов работы нефтепровода.

Из газотурбинных двигателей, выпускаемых в настоящее время, наиболее подходят двигатели авиационной и судовой промышленности.

Для агрегирования с газовой турбиной наиболее целесообразно использовать высокооборотный насос (п = 5000+ +6000 об/мин), обеспечивающий одним агрегатом создание напора, необходимого для перекачки. Параллельное соединение таких насосов может обеспечить широкий диапазон объемов перекачки, что позволит значительно сократить число типо-раз-меров насосного оборудования для магистральных нефтепроводов. Существующее поле рабочих режимов магистральных нефтепроводов перекрывается двумя типоразмерами полнонапорных высокооборотных насосов производительностью 1 250 и 2500 м3/ч. Напор, развиваемый насосами, равен 500-710 м.

В конструкции турбонасосной установки могут быть использованы выпускаемые промышленностью блоки и узлы газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом.

Эксплуатация газотурбинных насосных установок возможна на открытом воздухе, при температурах -50 °С до +50 °С и относительной влажности от 60 % до 90 %.

Режим работы турбонасосной установки - круглосуточный, в течение ресурса без остановки и без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Топливом для газотурбинного двигателя может служить: нефтяной газ, авиационный керосин и дизельное топливо, а также "широкая фракция" нефти или подготовленная нефть.

Турбонасосная установка состоит из:

турбонасосного блок-бокса;

воздушно-очистительного устройства с шумоглушением; всасывающей камеры с контейнером автоматики; маслоохладителей;

выхлопного устройства с шумоглушением.

Блок-бокс состоит из 2-х отсеков: двигательного и насосного, отделенных друг от друга герметической перегородкой. Необходимая жесткость конструкций достигается за счет установки блока турбоагрегата на железобетонную фундаментную плиту.

Таким образом, анализ современного состояния и развития газотурбостроения, зарубежный опыт, особенности дальнейшего развития добычи и транспорта нефти подтверждают ак-альность развития направления, позволяющего создать и оснастить нефтепроводный транспорт нашей страны блочными, автономными насосными установками на базе газотурбинного привода со свободной силовой турбиной.

Пропускная способность свободной турбины на основных режимах почти не зависит от ее частоты вращения, поэтому при постоянной частоте вращения турбокомпрессора сохраняются неизменными значения давления и температуры за турбиной компрессора и расход воздуха. Кроме того, поскольку турбокомпрессор работает на одном и том же режиме, то остается одинаковым и относительный расход топлива. При этих условиях зависимость основных показателей двигателя от частоты вращения свободной турбины обусловлена изменением КПД свободной турбины при работе с переменной окружной скоростью рабочих лопаток и постоянной адиабатической работой турбины. В подобных случаях зависимость свободной турбины по оборотам имеет максимум и соответственно такой характер имеет и зависимость мощности от оборотов. Поскольку при этом сохраняется постоянный расход топлива Ст = соп81, то удельный расход топлива Суд изменяется обратно пропорционально мощности (рис. 14.1).

Сложность протекания рабочих процессов, особенности конструкции двигателей и характеристик их элементов, необходимость одновременного учета многих факторов практически не позволяют получить для двигателей со свободной турбиной строгую аналитическую зависимость между основными эксплуатационными параметрами - оборотами свободной турбины пст, расходом топлива Ст и мощностью Ыст. В то же время при назначении режима работы насосного агрегата в системе нефтепровода возникает необходимость определения рабочих параметров насосной установки и двигателя и оценки экономичности того или иного режима, определения взаимосвязи между оборотами, расходом топлива и мощностью.

Для нахождения зависимости между основными параметрами исследовались характеристики отечественных и зарубежных двигателей со свободной силовой турбиной и эксперимен-

Рис. 14.1. Относительное изменение удельного расхода топлива газотурбинного двигателя в зависимости от его загрузки:

А - огибающая кривая, являющаяся местом расположения точек оптимальной частоты вращения ротора свободной турбины при различных нагрузках; ё уд, Мст, пст ном - номинальные значения удельного расхода топлива и мощности свободной турбины

тальные данные в относительных величинах, представляющих отношение текущих параметров к номинальным:

N ном ст

п ст ном

За номинальные параметры принимают значения величин на расчетном режиме, соответствующие, как правило, максимальному КПД двигателя.

Несмотря на отличие двигателей по мощности, степени совершенства элементов конструкции и рабочего процесса, исполнению отдельных узлов и пр., выявлено, что относительные изменения параметров (температуры, давления, расхода воздуха, КПД компрессора и турбин, коэффициентов потер ь полного давления, механических потерь и т.д.) при регулиро-370