Нагнетатель природного газа

Нагнетатели природного газа предназначены для его перекач­ки (транспортировки) от месторождений к местам потребления. Нагнетатель породного газа представляет собой компрессор цент­робежного типа (рис. 141). Массивный ^^^LTollycl нагнетателя с торцов закрыт крышками 5 я 8. Внутри корпуса Слагаются детали статора 6, образующие проточную часть

гсГи ротор 7 с двумя рабочими колесами 9 центробежного rtZ. Рото? Опирается на опорные подшипники 2 я И «|в-осевом направлении фиксируется упорным подшипником 10. Роторi нагне­тателя жесткий; его критическая частота вращения намного боль-

"'в'м^тах'пр'охода ротора через крышки 5 и 8 корпуса нагнетателя расположены концевые уплотнения 1 и 12, предотвращаю­щее утечки из него газа. Ротор нагнетателя соединен с ротором газовой турбины торсионным валом 3.

Таз из магистрали попадает в камеру 15, расположенную перед первой ступенью нагнетателя, через приваренный сбоку на ци­линдрической поверхности его корпуса патрубок. Пройдя рабочее колесо 9, газ направляется в межступенную диафрагму 14, а за­тем __в рабочее колесо второй ступени. За второй ступенью из

камеры 13 через второй патрубок, также приваренный к цилиндра* ческой поверхности корпуса нагнетателя, газ уходит в напорный участок газопровода.

Нагнетатель обеспечивает перекачку природного газа по маги­стральным газопроводам, рассчитанным на давление 7,6—10 МТДа, Степень повышения давления газа в двух ступенях нагнетателя составляет 1,44.

Рис. 141. Нагнетатель природного газа: <

/ 12 — уплотнения, 2, 11 — опорные подшипники, 3 — торсионный вал, 4 — корпус, 5, 8 — крышки, б — элементы статора, 7 —ротор, 9 — рабочие колеса первой и второй ступеней, Ю — упорный подшипник, 13. IS — камеры для выхода и входа газа, 14 — межступенная ди­афрагма

Для привода таких нагнетателей используют ГТУ, выполнен­ные на основе авиационного двигателя, который является генера­тором рабочего тела для силовой турбины, приводящей во враще­ние ротор нагнетателя.

Масло к подшипникам ГТУ и нагнетателя подается двумя на­сосами, один из которых приводится в действие ротором нагнета­теля, а второй ротором ГТУ. Для охлаждения масла служат воз­душные теплообменники.

Пуск установки, выход на рабочий режим и его поддержание осуществляются автоматически.

% 42. Характеристики потребителей мощности ГТУ

Стационарные ГТУ, как уже отмечалось, наиболее широко ис­пользуются для привода электрических генераторов и нагнетате­лей природного газа. Чтобы определить режимы работы ГТУ при различных нагрузках,. необходимо знать зависимость мощности,Потребляемой генератором или нагнетателем природного газа, от_ч Частоты вращения их роторов. Такую зависимость называют ха­рактеристикой потребителя мощности.При пуске ГТУ электрический генератор переменного тока от­ключен от сети. Чтобы подключить электрический генератор к се­ти, необходимо вращать его ротор с такой частотой, при которой частота и фаза эдс, вырабатываемой генератором, совпадали бы

с частотой и фазой напряжения электрической сети. Иначе в момент подключения генератора возникает большой ударный крутящий мо­мент, воздействующий на его ротор, а через соединительную муфту — на ротор турбины или компрес­сора.

Мощность, потребляемая генератором на холостом ходу (до под-

частоты^Ив?ащения°$о- ключения к сети), очень мала и тора электрического генератора расходуется на преодоление трения от мощности в подшипниках и ротора о газообразную среду, а также на привод вентиляторов, обеспечивающих охлаждение генератора, и др.

После подключения к сети частота вращения ротора генерато­ра совпадает с частотой сети и не зависит от мощности, вырабаты­ваемой генератором. Так как частота электрического тока в сети изменяется очень мало, можно считать, что электрический -гене-

Рис. 143. Распределение давления в магистраль­ном газопроводе:

/ — нагнетатели, 2 — участки магистрального газопрово­да; р_к — давление за нагнетателем в начале последую­щего участка газопровода; р_н — давление перед нагне­тателей в начале предыдущего участка газопровода, I — расстояние вдоль газопровода

ратор практически работает с постоянной частотой вращения ро­тора п. Если обозначить частоту вращения ротора при номиналь­ном режиме работы генератора через л₀, то его характеристика (рис. 142) может быть представлена следующей зависимостью:

п/п₀ =1.

Нагнетатели природного газа располагают на магистральных газопроводах примерно на равном расстоянии друг от друга. Что-

л=const

Рис. 144. Характеристика нагнета-• теля природного газа

IHL.......

бы прокачать газ через газопровод, необходимо преодолеть сопро­тивление трения, которое возникает при движении газа по трубам. Вся мощность нагнетателей расходуется на преодоление этого трения. По мере удаления от нагнетателя по ходу газа давление газа уменьшается (рис. 143). Обычно расстояние между газопере­качивающими станциями выбирают так, чтобы давление в газо­проводе, выполненном из труб диаметром 1420 мм, не падало ниже 7,6 МПа, а за нагнетателем составляло 10 МПа.

Зависимость между степенью повышения давления в нагнета­теле е_г от расхода газа G_r, пере­качиваемого по газопроводу, и от частоты вращения ротора нагне­тателя называют характеристи­кой нагнетателя (рис. 144). Рас­четный режим работы нагнетате­ля соответствует приведенному расходу G_T—l и расчетной сте­пени .повышения давления е_г =

= 8г.расч.

Так же, как и компрессор, нагнетатель может попадать в помпаж. На характеристике нагнетателя зона режимов, при которых его работа не допускается, выделена пунктирной линией.

Контрольные вопросы

1. Каков принцип действия электрических генераторов и из каких основных частей они состоят?

2. Какие виды охлаждения генераторов вы знаете?

3. Какие системы возбуждения используются в генераторах?

4. Каков принцип действия нагнетателей природного газа и из каких основ­ных частей они состоят?