ПРИМЕНЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ III-IV ПОКОЛЕНИЙ ГП НПК ГАЗОТУРБОСТРОЕНИЯ "ЗОРЯ"-"МАШПРОЕКТ" В ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ СЕТЯХ

Использование двигателей, созданных ГП НПК газотурбостроения "Зоря"-"Машпроект" в газотранспортных сетях является одним из трёх основных направлений деятельности предприятия (морское, газотранспортное, энергетическое). По количеству выпущенных двигателей (особенно за последние 15-20 лет) оно является важнейшим. Количество только эксплуатирующихся в составе газоперекачивающих агрегатов и электростанций на газопроводах и подземных хранилищах газа Украины, Российской Федерации, Казахстана, Туркмении, Белоруссии, Ирана, Чехии двигателей, приведенных в реферативном списке применения ГТД, превышает 600. С учётом двигателей, находящихся в обменном фонде, их общее количество перевалило за 700.

Газотранспортная отрасль является чрезвычайно важной для газодобывающих и транзитных стран и является одной из структур, определяющих их энергетическую и экономическую безопасность. Несмотря на то, что период наиболее бурного развития газотранспортной системы в странах СНД уже прошёл, она требует непрерывного поддержания в работоспособном состоянии и совершенствования.

Одно из важнейших направлений в этой работе – замена изношенной газоперекачивающей техники, прежде всего – газоперекачивающих агрегатов (ГПА), и повышения их экономичности с целью снижения потребления газа на собственные нужды газотранспортной системы, достигающего, например, в Российской Федерации 12% от объёма добычи.

Проблемы, стоящие перед газотранспортной отраслью, определяют основные направления деятельности нашего предприятия по продвижению создаваемой им газотурбинной техники для их решения:

• создание базовых двигателей, находящихся по своим потребительским качествам на уровне современных требований, предъявляемым к приводам ГПА и электрогенераторов, приспособление их к условиям применения на газокомпрессорных станциях;

• создание совместно с предприятиями-разработчиками ГПА новых газоперекачивающих агрегатов с использованием базовых двигателей;

• разработка комплектов материальной части (КМЧ) для глубокой модернизации эксплуатирующихся газоперекачивающих агрегатов с заменой физически изношенных и морально устаревших приводов на двигатели нашей разработки;

• создание энергоблоков электростанций собственных нужд, покрывающих потребности в электроэнергии и повышающих устойчивость работы энергосетей компрессорных станций, подземных хранилищ газа, предприятий по переработке газа, инфраструктуры газотранспортной отрасли;

• создание детандер-генераторных установок, позволяющих преобразовывать работу расширения, выделяемую газом при его редуцировании перед подачей в газораспределительные сети, в электроэнергию.

ГП НПК газотурбостроения "Зоря"-"Машпроект" создан широкий мощностной ряд базовых газотурбинных двигателей третьего и четвёртого поколений, применение которых возможно в газоперекачивающих агрегатах различной мощности и назначения и приводах различного технологического оборудования. В основном это конвертированные корабельные двигатели, общим для которых является трёхвальная схема, двухкаскадный осевой компрессор, петлевая камера сгорания трубчато-кольцевого типа, одноступенчатые турбины высокого и низкого давлений, свободная силовая турбина, подшипники качения роторов, контактные уплотнения масляных полостей опор, запуск с раскруткой компрессора низкого давления при помощи электростартёра переменного тока. Именно такое конструктивное исполнение определяет "фирменный стиль", присущий последним поколениям наших корабельных конвертированных двигателей.

Специально для наземного использования разработан двигатель UGT 2500 - однокаскадный, с осецентробежным компрессором, выносной камерой сгорания, с блокированной турбиной (имеется модификация со свободной силовой турбиной).

Основные параметры базовых двигателей приведены в табл.1.

Все приведенные в таблице двигатели приспособлены для работы на газообразном топливе. Корабельные конвертированные двигатели могут оснащаться силовыми турбинами правого и левого вращения.

Использование тепла продуктов сгорания двигателей характерно для газоперекачивающих агрегатов. Довольно часто, а в северных районах преимущественно все агрегаты оснащаются утилизаторами, позволяющими получать значительное количество тепловой энергии в виде горячей воды, подогреваемыми уходящими газами. Однако совершенно особое место среди ГПА занимает ГПУ-16К "Водолей", созданный совместно с ОАО "СМНПО им. М.В. Фрунзе". Схемой (рис.5) и конструкцией агрегата предусмотрена паровая утилизация тепла выхлопа ГТД, экологический и энергетический впрыск пара за компрессором высокого давления и за зоной горения камеры сгорания двигателя (с получением дополнительно 60% мощности в силовой турбине двигателя), а также регенерация в конденсаторе, располагаемом за утилизационным котлом, воды, подаваемой в двигатель и образующейся при сгорании углеводородного топлива.

Внедрение приводов, реализующих принцип "Водолей", разработанный для всех двигателей III и IV поколений, позволит существенно повысить их экономичность и снизить эмиссию вредных веществ в продуктах сгорания ниже современных требований.

Вторым по количеству поставляемых двигателей является направление по их использованию при модернизации эксплуатирующихся ГПА с заменой устаревших приводов.

ГП НПК газотурбостроения "Зоря"-"Машпроект" стояло у истоков теперь уже широко распространённого метода реконструкции действующих газопроводов путём глубокой модернизации ГПА. Такой метод позволяет, заменив существующие привода, модернизировав нагнетатель, системы, обслуживающие ГПА, используя существующие здания, сооружения, фундаменты, кондиционное технологическое оборудование, инфраструктуру, часто без остановки цеха в условиях действующего производства, получить в результате качественно новый, современный компрессорный цех. В некоторых случаях, например, при трудностях с отводом площадки под новое строительство, в условиях гор, Крайнего Севера и др. экономия средств при модернизации составляет до 40% от стоимости строительства нового цеха.

С 1991 г. предприятием разработано и реализовано 34 проекта модернизации ГПА с использованием созданных им двигателей II, III и IV поколений. С двигателями III и IV поколений разработаны (или находятся в стадии разработки) проекты модернизации следующих ГПА:

Труды XIII международной научно-технической конференции по компрессоростроению. Сумы 2004