Диссертация (1173009)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Федеральное государственное автономное образовательноеучреждение высшего образования«Российский государственный университет нефти и газа(национальный исследовательский университет)имени И.М. Губкина»На правах рукописиФЕДОСЕЕВ АРТЕМ ЮРЬЕВИЧПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ГАЗОТУРБИННОГОГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА АВИАЦИОННОГО ТИПАВ МЕЖРЕМОНТНЫЙ ПЕРИОД25.00.19 – Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ(технические науки)ДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степени кандидата технических наукНаучный руководитель:доктор технических наук,профессор А.Ф.

КалининМосква – 20192ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ…………………………………...………………………….4ГЛАВА1.ПОВЫШЕНИЕЭФФЕКТИВНОСТИЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВНА КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЯХ………………........................111.1 Причины снижения эффективности работы газотурбинныхгазоперекачивающих агрегатов……………………..…………….111.2 Основные способы повышения эффективности работыгазотурбинногогазоперекачивающегоагрегатавмежремонтный период…………………………………………….131.3 Оценка эффективности очистки осевых компрессоровгазотурбинных двигателей………………………………………...231.4 Комплексные воздухоочистительные устройства и ихвспомогательные системы…………………………………………351.5 Объект исследования…………………………………………..401.6 Цель и задачи диссертационной работы……………………..48Выводы по первой главе…………………………………………...50ГЛАВА 2.

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОЧИСТКИПРОТОЧНОЙЧАСТИОСЕВОГОКОМПРЕССОРАГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ…………………….…………....522.1 Влияние загрязнения проточной части осевого компрессорана параметры работы газотурбинной установки....………………522.2 Определение эффективности очистки проточной частиосевого компрессора……………………………………….............642.3 Оптимальная периодичность проведения промывкипроточной части осевого компрессора газотурбинногодвигателя………………………………………………………........702.4 Особенности проведения очистки осевого компрессора наработающем агрегате………………………………………………77Выводы по второй главе…………………………………………...913ГЛАВА 3. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫКОМПЛЕКСНОГОВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬНОГОУСТРОСТВА В СОСТАВЕ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГОАГРЕГАТА……………………………………………………………….943.1 Методы повышения эффективности работы комплексноговоздухоочистительного устройства………….................................943.2 Модернизация систем антиобледенения комплексноговоздухоочистительного устройства……………………………….1013.3 Определение исходных данных для проектированиятеплообменной секции системы антиобледенения на примереГПА-Ц-16……………………………….…………………………..1043.4Тепловойрасчётмодернизированнойсистемыантиобледенения……………………………………………………1103.5 Гидравлический расчет модернизированной системыантиобледенения……………………………………………………119Выводы по третьей главе…………………………………………..122ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………….………………………………………123СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………...1264ВВЕДЕНИЕВнастоящеевремявусловияхпостоянногоростапотребленияэнергоресурсов, а также их постепенного истощения, на первое место выходитзадача энергосбережения.Одной из отраслей промышленности обладающей большим потенциаломэнергосбережения является газовая промышленность.

Согласно реализуемойПАО«Газпром»«Концепцииэнергосбереженияиповышенияэнергоэффективности на период 2011 – 2020 годов» потенциал энергосбереженияопределен в 28,2 млн. т.у.т. и снижение удельного расхода природного газа насобственныетехнологическиенуждыдоуровня1,2%отобъематранспортируемого газа [61].Основныепричинывысокогопотребленияэнергоресурсовпримагистральном транспорте газа не только в большом количестве потребляемойэнергии, необходимой для этого технологического процесса, но и в постоянномухудшении параметров работы, как основного, так и вспомогательногооборудования компрессорных станций в процессе эксплуатации.Основныминаправлениямисниженияэнергетическихзатратпримагистральном транспорте природного газа в процессе эксплуатации являются: оптимизация режимов работы компрессорных станций (КС) припеременных расходах транспортируемого газа; оптимизация режимов работы энерготехнологического оборудованияпри переменных режимах работы компрессорных станций; очистка внутренней полости газопровода очистными поршнями дляснижения коэффициента трения между движущимся природным газом истенкой трубы; реконструкцияоборудованияимодернизациякомпрессорнойосновногостанциисивспомогательногоцельюэффективности их работы и снижения аварийных отказов;повышения5 ремонт газоперекачивающих агрегатов (ГПА) для поддержания ихэнергетическихитехнологическихпоказателейнавысокомэксплуатационном уровне; повышениеэффективностиработыэнерготехнологическогооборудования КС в межремонтный период за счет качественногообслуживания; использованиетеплотыотработавшихпродуктовсгораниягазотурбинных установок (ГТУ) и другие.Энергоемкость магистрального транспорта природного газа во многомопределяется эффективностью эксплуатации и обслуживания ГТУ – основноговидаэнергоприводагазоперекачивающихагрегатов,которыеявляютсяосновными потребителем газа на собственные технологические нужды вгазотранспортной системе.Одной из причин снижения энергетической эффективности работы ГТУявляется загрязнение проточной части осевого компрессора (ОК).

Для устраненияданного ухудшения используется очистка проточной части осевого компрессора.Данное мероприятие является одним из самых эффективных и обязательных дляподдержания технического состояния газотурбинных установок на высокомэксплуатационном уровне в межремонтный период.Несмотря на широкое распространение, которое получила очисткапроточной части осевого компрессора на компрессорных станциях магистральныхгазопроводов, до сих пор актуальными остаются вопросы правильной оценкитехнического состояния ОК до и после промывки, а также способы определениеоптимальных интервалов между очистками для получения наибольшего эффектаот выполняемого мероприятия. Всё это позволит снизить затраты природногогаза, используемого в качестве топлива газотурбинных установок.В тоже время рассматривать работу осевого компрессора в составегазотурбиннойустановкинужносовместноскомплекснымвоздухоочистительным устройством (КВОУ), основным назначением которогоявляется очистка циклового воздуха от пыли и других частиц, поступающих в6двигатель.

Дополнительной функцией КВОУ является защита входного трактаГТУ от обледенения, возникающего при осенне–зимней эксплуатации ГПА.Существующие системы антиобледенения либо требуют существенных затратэнергии, что приводит к снижению располагаемой мощности двигателя, либоимеют низкую эффективность и не справляются с защитой газотурбинногодвигателя от образования обледенения.Актуальность темы диссертации обусловлена, прежде всего, важностьюрешениязадачиснижениярасходатопливногогазагазотурбинныхгазоперекачивающих агрегатов – основных потребителей природного газа при егомагистральномтранспорте.Важнейшимнаправлениемповышенияэффективности работы газотурбинных установок в межремонтный периодявляется борьба с загрязнением проточной части осевого компрессора.

Разработкановых конструкций ГТУ, развитие методов очистки осевых компрессоров,отсутствие единого подхода к оценке качества выполненной промывки и влияниеработы других систем ГГПА, например системы антиобледенения комплексноговоздухоочистительногоустройства,наэффективностьработыосевогокомпрессора требуют решения целого ряда задач, направленных на повышениеэффективностиработыгазотурбинныхгазоперекачивающихагрегатовавиационного типа.Степень проработанности темы диссертационной работы подтверждаетсяшироким освещением различных аспектов вопросов энергосбережения примагистральном 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 [10, 16, 37, 38, 45, 48,49, 54, 63, 77, 95, 96, 97].Целью диссертационной работы является повышение эффективностиработы газоперекачивающих агрегатов авиационного типа в межремонтныйпериод за счет оптимизации проведения очисток проточной части осевого7компрессора(ОК)иповышенияэффективностиработыкомплексноговоздухоочистительного 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 ГТУ и методику его определения в условиях эксплуатации; обосновать применение предложенного критерия оценки качестваочистки проточной части ОК для определения экономии денежныхсредств при проведении промывок и оптимальной периодичности ихпроведения; определить особенности очистки проточной части осевого компрессорана работающем агрегате с экспериментальной проверкой выдвинутыхпредположений; исследоватьвлияниеконструктивногоисполнениясистемыантиобледенения комплексного воздухоочистительного устройства ГТУна эффективность её работы; разработать принципиально новую схему системы антиобледенениякомплексного воздухоочистительного устройства агрегата ГПА-Ц-16 свыполнение её теплового и гидравлического расчетов.Научная новизна выполненной работы заключается в следующем: обнаружены и математически описаны закономерности измененияэнерготехнологических характеристик ГТУ в результате загрязненияпроточной части осевого компрессора; предложен коэффициент эффективности очистки проточной частиосевого компрессора ГТУ и с его использованием разработана методикаопределения экономического эффекта от данного вида техническогообслуживанияпромывками;иоптимальноговременногоинтерваламежду8 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, схема антиобледенительной системы комплексноговоздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата.Теоретическая и практическая значимость работы определяется тем, чторассмотренные задачи ставились и решались в реальных условиях эксплуатациина компрессорной станции, оснащенной газоперекачивающими агрегатами типаГПА-Ц-16.Разработанные в диссертации методики могут быть использованы дляснижения энергетических затрат на магистральный транспорт природного газа засчетоценкиэффективностиэксплуатациииоптимизациитехническогообслуживания осевых компрессоров всех авиационных ГТУ без привязки кконкретному типу газоперекачивающего агрегата.На представленное в работе техническое решение по повышениюэффективностиработыантиобледенительнойсистемыкомплексноговоздухоочистительного устройства получен патент, как на полезную модель.Методология и методы исследования, применяемые в работе, включают всебяматематическиеподходылинейнойалгебры,математическогомоделирования, статистических исследований и регрессионного анализа, а такжетехнической термодинамики и теории тепломассообмена, теоретические иметодологические основы гидравлики и газовой динамики.Положения, выносимые на защиту:1.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации