Автореферат (Повышение эффективности работы газотурбинного газоперекачивающего агрегата авиационного типа в межремонтный период)

На правах рукописиФЕДОСЕЕВ АРТЕМ ЮРЬЕВИЧПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ГАЗОТУРБИННОГОГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА АВИАЦИОННОГО ТИПАВ МЕЖРЕМОНТНЫЙ ПЕРИОДСпециальность 25.00.19 – Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, бази хранилищ (технические науки)Авторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 20192Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательномучреждении высшего образования «Российский государственный университет нефтии газа (НИУ) имени И.М.

Губкина».Научный руководитель:Александр Федорович Калининдоктор технических наук, профессорОфициальные оппоненты:Чекардовский Михаил Николаевичдоктор технических наук, доцент, профессор кафедрытеплогазоснабжения и вентиляции федеральногогосударственногобюджетногообразовательногоучреждения высшего образования «Тюменскийиндустриальный университет»Бутусов Дмитрий Станиславовичкандидат технических наук, заместитель генеральногодиректора по техническому диагностированиюООО «Газмашпроект», г.

МоскваВедущая организация:Федеральноегосударственноебюджетноеобразовательное учреждение высшего образования«Московскийгосударственныйтехническийуниверситет имени Н.Э. Баумана (национальныйисследовательский университет)»Защита состоится «26» сентября 2019 г. в 12:00 часов в ауд. 502 на заседаниидиссертационного совета Д 212.200.06 при ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ)имени И.М. Губкина» по адресу: г. Москва, Ленинский проспект,д. 65, к.

1, 119991.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВО «РГУ нефти игаза (НИУ) имени И.М. Губкина» и на сайте http://www.gubkin.ru.Объявление о защите диссертации и автореферат размещены на официальномсайте ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина»http://www.gubkin.ru и направлены на размещение в сети Интернет Министерстваобразования и науки Российской Федерации по адресу http://vak3.ed.gov.ru/.Автореферат разослан « ___ » ___________ 2019 г.Учёный секретарьдиссертационного советаЛеоновичИгорь Александрович3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования обусловлена, прежде всего, важностьюрешениязадачиснижениярасходатопливногогазагазотурбинныхгазоперекачивающих агрегатов – основных потребителей природного газа при егомагистральном транспорте.

Важнейшим направлением повышения эффективностиработы газотурбинных установок в межремонтный период является борьба сзагрязнением проточной части осевого компрессора. Разработка новых конструкцийгазотурбинныхустановок,развитиеметодовочисткиосевыхкомпрессоров,отсутствие единого подхода к оценке качества выполненной промывки и влияниеработы других систем газотурбинных газоперекачивающих агрегатов, напримерсистемы антиоблединения комплексного воздухоочистительного устройства, наэффективность работы осевого компрессора требуют решения целого ряда задач,направленныхнаповышениеэффективностиработыгазотурбинныхгазоперекачивающих агрегатов авиационного типа.Степень проработанности темы диссертационной работы подтверждаетсяширокимосвещениемразличныхаспектоввопросовэнергосбереженияпримагистральном транспорте природного газа, которые рассматриваются в работахА.И.

Бодрова, И.Р. Байкова, С.П. Зарицкого, А.Ф. Калинина, С.В. Китаева,А.Н. Козаченко, A.C. Лопатина, Э.А. Микаэляна, В.И. Никишина, Б.П. Поршакова,С.А. Струговца, В.А. Щуровского и других.Целью диссертационной работы является повышение эффективности работыгазотурбинных газоперекачивающих агрегатов авиационного типа в межремонтныйпериод за счет оптимизации проведения очисток проточной части осевогокомпрессораиповышенияэффективностиработыкомплексноговоздухоочистительного устройства.Основные задачи исследования, решаемые для достижения поставленнойцели:• исследовать влияние загрязнения проточной части осевого компрессорагазотурбинной установки на её энерготехнологические характеристики;• разработать критерий оценки качества очистки проточной части осевогокомпрессора газотурбинной установки и методику его определения вусловиях эксплуатации;4• обосновать применение предложенного критерия оценки качества очисткипроточной части осевого компрессора для определения экономииденежныхсредствприпроведениипромывокиоптимальнойпериодичности их проведения;• определить особенности очистки проточной части осевого компрессора наработающем агрегате с экспериментальной проверкой выдвинутыхпредположений;• исследоватьвлияниеантиобледененияконструктивногокомплексногоисполнениявоздухоочистительногосистемыустройствагазотурбинной установки на эффективность её работы;• разработать принципиально новую схему системы антиобледенениякомплексноговоздухоочистительногоустройстваагрегатаГПА-Ц-16 с выполнение её теплового и гидравлического расчетов.Научная новизна выполненной работы заключается в следующем:• обнаруженыиматематическиэнерготехнологическихописаныхарактеристикзакономерностигазотурбиннойизмененияустановкиврезультате загрязнения проточной части осевого компрессора;• предложен коэффициент эффективности очистки проточной части осевогокомпрессора газотурбинной установки и с его использованием разработанаметодикаопределенияэкономическогоэффектаотданноговидатехнического обслуживания и оптимального временного интервала междупромывками;• экспериментально обнаружены особенности очистки проточной частиосевого компрессора на работающем агрегате и даны рекомендации пооптимизации выполнения данного вида технического обслуживания;• предложена принципиально новая более эффективная, по сравнению ссуществующими,схемаантиобледенительнойсистемыкомплексноговоздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата.Теоретическая и практическая значимость работы определяется тем, чторассмотренные задачи ставились и решались в реальных условиях эксплуатации накомпрессорнойстанции,оснащеннойгазоперекачивающимиагрегатамитипаГПА-Ц-16.

Разработанные в диссертации методики могут быть использованы для5снижения энергетических затрат на магистральный транспорт природного газа за счетоценки эффективности эксплуатации и оптимизации технического обслуживанияосевых компрессоров всех авиационных ГТУ без привязки к конкретному типугазоперекачивающего агрегата. На представленное в работе техническое решение поповышению эффективности работы антиобледенительной системы комплексноговоздухоочистительного устройства получен патент, как на полезную модель.Методология и методы исследования, применяемые в работе, включают в себяматематические подходы линейной алгебры, математического моделирования,статистических исследований и регрессионного анализа, а также техническойтермодинамики и теории тепломассообмена, теоретические и методологическиеосновы гидравлики и газовой динамики.Положения, выносимые на защиту:1) результаты исследования по определению чувствительности выходныххарактеристик газотурбинной установки к загрязнению проточной частиосевого компрессора;2) критерий оценки эффективности промывок и результаты его апробации;3) методика определения оптимальной периодичности промывок и результатыее апробации;4) результаты аналитических и экспериментальных исследований по оценкеэффективности промывок на работающем агрегате и рекомендации поповышению их эффективности;5) способ повышения эффективности работы антиобледенительной системыза счет использования новой схемы с использованием теплообменныхсекций.Достоверность результатов исследований подтверждается использованиемсовременныхметодикопределенияпараметровработыгазотурбинныхгазоперекачивающих агрегатов, в частности, вычислительного комплекса (КТС ГПАIngoil), полученные зависимости имеют высокий коэффициент корреляции сэкспериментальными данными.

Выполненные в ходе диссертационной работыэксперименты легко воспроизводимы и соответствуют причинно-следственнымотношениям, для подтверждения которых выполнялись.6Апробация результатов диссертации. Основные результаты проведенногоисследования докладывались, обсуждались и получили положительные отзывыотраслевых научных конференциях и семинарах:1.Всероссийский конкурс «Инженер года», Москва, 26 декабря 2014 года.2.Одиннадцатаяспециалистоввсероссийскаяистудентовконференция«Новыемолодыхтехнологиивученых,газовойпромышленности» (газ, нефть, энергетика), Москва, 20 – 23 октября 2015года.3.Международная научно-техническая конференция студентов и молодыхученых «Молодежь. Наука. Технологии» (МНТК-2017), Новосибирск,18 – 20 апреля 2017 года.4.71-я Международная молодежная научная конференция «Нефть и газ –2017», Москва, 18 – 20 апреля 2017 года.5.Двенадцатая всероссийская конференция молодых ученых, специалистови студентов «Новые технологии в газовой промышленности (газ, нефть,энергетика) », Москва, 24 – 27 октября 2017 года.6.XII Всероссийская научно-техническая конференцияпроблемыразвитиянефтегазовогокомплекса«АктуальныеРоссии»,Москва,12 – 14 февраля 2018 г.7.72-я Международная молодежная научная конференция «Нефть и газ –2018», Москва, 23 – 26 апреля 2018 года.Публикации.