Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Газоперекачивающие агрегаты
Газоперекачивающие агрегаты (ГПА) в составе газотурбинной установки и центробежного нагнетателя предназначены для транспортирования природного газа по магистральным газопроводам.
Газоперекачивающие агрегаты мощностью 16 и 25 МВт устанавливаются на компрессорных станциях современных газопроводов диаметром до 1420 мм.
Создание ГПА типа ГТН-6У предусмотрено для замены действующего парка агрегатов мощностью 6 МВт, выработавших свой ресурс. Новый ГПА имеет в 2,5 раза меньшую массу и на 26 % меньший удельный расход топлива.
Каждый из агрегатов оснащается семейством нагнетателей природного газа на конечное давление от 6 до 76 кгс/см2 производительностью от 12 до 51 млн. м2 в сутки.
Газотурбинные установки максимально унифицированы между собой и выполнены по схеме простого открытого цикла без регенерации тепла уходящих газов. Различие в мощности ГПА ГТН-16М-1 и ГТН-25-1 обеспечивается выбором соответствующих параметров и конструкции деталей горячего тракта.
В состав ГТУ включены газогенератор, состоящий из циклового компрессора, камеры сгорания, турбины высокого давления, узлов регулирования, системы пуска и маслоснабжения, и силовая турбина для привода нагнетателя природного газа. Вращение роторов газогенератора (турбина высокого давления - ТВД) и привода нагнетателя (турбина силовая - ТС) - независимое.
Нагнетатели природного газа выполнены одно- и двухступенчатыми, проточные части каждого семейства нагнетателей максимально унифицированы и размещаются в одном и том же корпусе.
Маслосистема выполнена общей для газотурбинной установки и нагнетателя природного газа.
ГТУ и нагнетатель имеют собственные рамы, которые стыкуются при монтаже на компрессорной станции, образуя газоперекачивающий агрегат.
Дистанционная система автоматического управления, контроля, защиты и система регулирования позволяют обходиться без обслуживающего персонала в машзале.
Агрегаты снабжены противообледенительной системой, обеспечивающей автоматическую подачу горячего воздуха на обогрев входного направляющего аппарата компрессора, а также системой подачи выпускных газов на вход комплексной воздухоочистительной установки и воздушного тракта. Пуск ГТУ осуществляется с помощью турбодетандера, работающего на природном газе, либо с помощью электропривода. Агрегаты устанавливаются на отметке 0,5 м. Блок ГТУ на раме-маслобаке и блок нагнетателя на раме нагнетателя поставляются в виде отдельных транспортабельных мест.
Фундаменты газоперекачивающих и насосных агрегатов насосных и компрессорных станций испытывают два вида нагрузок: статические — собственный вес фундамента и перекачивающего агрегата, и динамические — от действия вращающихся частей привода и нагнетателя или насоса перекачивающих агрегатов.
Расчет фундаментов перекачивающих агрегатов на статические нагрузки практически не отличается от аналогичных расчетов фундаментов зданий и сооружений.
Однако расчет на статические нагрузки фундаментов под машины и, в частности, под перекачивающие агрегаты насосных и компрессорных станций отличается меньшим объемом по сравнению с подобным расчетом фундаментов зданий и сооружений.
Это связано со значительно меньшим весом перекачивающих агрегатов (максимальный вес наиболее крупных агрегатов ГТН-25 — 1470 кН).
Поэтому статический расчет фундаментов перекачивающих агрегатов ведут не в полном объеме, а именно: для массивных или рамных фундаментов на естественном основании проверяют среднее статическое давление на грунт.
Коэффиценты условий работы, учитывающие наличие динамических нагрузок для фундаментов машин с вращающимися частями, к которым относятся перекачивающие агрегаты насосных и компрессорных станций, принимают следующими: n0 = 0,8; mi зависит от вида грунтов оснований: для мелких и пылеватых водонасыщенных песков и глинистых грунтов текучей консистенции mi = 0,7; для всех остальных видов и состояний грунтов mi=l.
Размеры подошвы массивных или рамных фундаментов под перекачивающие агрегаты предварительно назначают исходя из габаритов агрегатов в горизонтальной плоскости.
Колебания фундамента передаются как на грунты основания, так и обратно на перекачивающие агрегаты.
В первом случае колебания фундамента могут вызвать его дополнительную осадку, а во втором случае разбалансировку агрегата, его вращающихся частей.
Расчет воздействия вынужденных колебаний массивного фундамента на работающие перекачивающие агрегаты связан с ограничением максимальных амплитуд вынужденных колебаний фундамента какими-то предельно допустимыми величинами.
Для фундаментов машин с вращающимися частями, в том числе и для перекачивающих агрегатов насосных и компрессорных станций предельно допустимая амплитуда колебаний зависит от частоты вращения ротора машины и равняется 0,1 — 0,2 мм.
При работе перекачивающего агрегата в фундаменте возникают три вида колебаний: вертикальные (по вертикальной оси Z); горизонтальные (по горизонтальной оси X) и вращательные (крутильные вокруг оси X).
Газоперекачивающие агрегаты компрессорных станций размещают в зданиях двух видов: в общих (газоперекачивающие агрегаты с электроприводом и приводом от газовых турбин ГТК-10, ГТ-6-750 и ГТ-750-6); в индивидуальных для каждого агрегата (газоперекачивающие агрегаты с приводом от газовых турбин ГТН-25, ГТН-16, ГТН-6, ГПУ-10 и ГТН-25И).
Габариты общих и индивидуальных зданий зависят от мощности и числа газоперекачивающих агрегатов.
На компрессорных и насосных станциях в традиционном исполнении основные перекачивающие агрегаты и часть вспомогательного оборудования размещали в тяжелых капитальных зданиях, главным образом с железобетонным несущим каркасом.
|
Параметр |
Тип газоперекачивающего агрегата |
|||
|
ГТН-25-1 |
ГТН-16М-1 |
ГТН-6У* |
||
|
Мощность номинальная на муфте привода нагнетателя, МВт |
25 |
16,8 |
6,5 |
|
|
КПД, % |
32 |
31 |
31 |
|
|
Температура газов перед ТВД, 0С |
1090 |
920 |
920 |
|
|
Частота вращения ротора силовой турбины, об/мин |
5650 |
5100 |
8200 |
|
|
Температура уходящих газов, 0С |
500 |
420 |
410 |
|
|
Степень повышения давления в компрессоре |
13 |
11,5 |
12 |
|
|
Типы нагнетателей природного газа |
2Н-25-76-1,44 |
2Н-16-76-1,44М-1; 2Н-16-76-1,5М-1; 2Н-16-76-1,37М-1; 2Н-16-56-1,44М-1; |
Н-6-56-1,25У |
2Н-6-76-1,5У |
|
Производительность объемная, м3/сут 10-6 |
47 |
33,3 |
20,5 |
12 |
|
КПД политропный в области рабочих режимов, %, не менее |
83 |
83 |
83 |
83 |
|
Отношение давлений |
1,44 |
1,44; 1,5; 1,37 |
1,25 |
1,5 |
|
Давление газа на выходе из нагнетателя, кгс/см2(МПа) |
76(7,45) |
76(7,45) 56(5,5) |
56(5,5) |
76(7,45) |
|
Количество ступеней в нагнетателе |
2 |
2 |
1 |
2 |
|
Габаритные размеры ГПА, мхмхм |
14,6х3,2х3,6 |
14,6х3,2х3,6 |
16,7х3,2х3,8 |
|
|
Масса турбогруппы, т |
48 |
46 |
25 |
Табл.1 Параметры ГПА.
Устройство свайных фундаментов осуществляется по проекту производства работ, который должен содержать рабочие чертежи всех вспомогательных приспособлений и внутренних коммуникаций, связанных с выполнением свайных работ.
Для устройства свайных фундаментов применяют сплошные сваи квадратного сечения. Для устройства ограждений котлованов применяются шпунты. Сваи квадратного сечения могут быть с ненапрягаемой продольной арматурой и предварительно напряженной арматурой.
Для устройства свайных фундаментов применяют забивные, винтовые и набивные сваи. Два первых типа свай изготавливают на заводах, а третий устраивают на месте из монолитного железобетона или в сочетании со сборными элементами заводского изготовления. За рубежом свайные фундаменты изготавливают преимущественно буронабивным способом, который и в нашей стране начинает находить все более широкое применение. Нормы и допуски на установку фундаментов опор ВЛ с оттяжками.
В процесс устройства свайных фундаментов входит разбивка мест погружения отдельных свай, бурение направляющих скважин, заливка скважин водой и погружение свай. Исходной точкой при разбивке мест погружения свай является пикетный столб, по которому определяется место установки опоры ВЛ.
Правил при устройстве свайных фундаментов зданий и сооружений, поскольку проектными организациями ранее выпускались, а заказчиками и подрядчиками соответственно передавались или принимались к производству работ рабочие чертежи с записью о том, что параметры свайных фундаментов являются неокончательными и подлежат уточнению в процессе строительства. В настоящее время такие рабочие чертежи не должны передаваться или приниматься.
Сваи предназначаются для устройства свайных фундаментов зданий, возводимых на слабых или насыпных грунтах. При строительстве на насыпных грунтах используются составные сваи сплошного сечения 400x400 мм, изготавливаемые из 2 - х и более звеньев, соединяемых в процессе погружения стыками различной конструкции.
Типы свай, используемые для устройства свайных фундаментов.
Рассмотрим некоторые особенности работ по устройству свайных фундаментов перекачивающих агрегатов насосных и компрессорных станций. Для насосных агрегатов с приводом от электродвигателей на сваи монтируют стальные наголовники, а затем проверяют точность их установки на одном уровне. На наголовники монтируют стальные рамы. Стальная рама для электродвигателя состоит из двух спаренных продольных балок и трех спаренных поперечных балок. Рама под насос состоит из двух спаренных продольных балок и двух поперечных балок. Аналогична технология монтажа свайного фундамента под газоперекачивающие агрегаты СТД-12500, фундаменты которых отличаются числом свай и высотными отметками рам под электродвигатель и центробежный нагнетатель с редуктором. Для свайных фундаментов под газоперекачивающие агрегаты, монтируемые на столбчатых фундаментах с высотной отметкой до 4-8 м, на забитые в грунт или на буронабивные сваи устанавливают специальные стальные наголовники. На эти наголовники монтируют трубчатые стойки ( из стальных труб), на верхних концах которых закреплены специальные стальные башмаки с горизонтальными опорными поверхностями. На эти башмаки устанавливают газоперекачивающий агрегат. Стойки под газотурбинную установку и центробежный нагнетатель соединяют специальными связями. На практике пока применяют промежуточное решение с использованием массивной плиты-ростверка из монолитного железобетона на уровне поверхности земли.
Прорезают просадочную толщу грунта до подстилающего его слоя устройством свайных фундаментов или же столбами и лентами из грунта с искусственным закреплением его силикатизацией или термическим способом. Основные размеры и масса свай-оболочек цельных и отдельных секций по ГОСТ 19804. 6 – 83, толщина стен 120 мм.
Наряду с составными полыми круглыми сваями и сваями-оболочками при устройстве свайных фундаментов применяются и составные сваи квадратного сечения.
В течение 1959 - 1962 годов широкое распространение при устройстве свайных фундаментов получили самоходные копровые установки на базе трактора С-80. Эти машины изготавливались в основном силами строительных организаций и имели ряд конструктивных недостатков.
При выборе метода защиты свай необходимо учитывать свойства грунта, в частности его абразивность, что связано со спецификой устройства свайных фундаментов. Так, при механической забивке свай в грунт, содержащий включения абразивных пород, поверхностное покрытие может оказаться нарушенным. В этих случаях эффективной оказывается защита свай методом пропитки, так как пропиточный материал проникает на некоторую глубину в толщу бетона и возможность нарушения изоляции практически исключается.
Характеристика района строительства
Ямало-Ненецкий автономный округ расположен в трех климатических поясах: арктическом (климат полярных пустынь и тундры), субарктическом (климат лесотундры) и умеренном (климат тайги). В целом климат округа характеризуется суровой продолжительной зимой с длительным залеганием снежного покрова, короткими переходными периодами, коротким холодным летом, поздними весенними и ранними осенними заморозками.
По данным Ямало-Ненецкого центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды в 2010 году среднегодовая температура воздуха соответствовала норме и составляла от -5,3 0С до -9,3 0С.
Годовое количество осадков в большинстве районов достигло 462-590 мм, что соответствует 107-117 % нормы. Наибольшее количество осадков зафиксировано на территории МО п. Тазовский - 641 мм, или 180 % нормы.
Максимальная высота снежного покрова достигала 77-89 см. Наибольшая максимальная высота снежного покрова 102 см, наименьшая максимальная высота – 37 см.
Образование устойчивого снежного покрова во всех районах округа произошло в 3 и 4 декадах октября. Самая ранняя дата образования устойчивого снежного покрова 17 октября 2010 года зафиксирована в муниципальных образованиях г. Салехард, г. Надым, п. Красноселькуп, самая поздняя – 28 октября – в г. Ноябрьск.
Дата схода устойчивого снежного покрова пришлась на 10-15 мая. Наиболее ранняя дата схода пришлась на 30 апреля 2010 года и зафиксирована в п. Мужи, наиболее поздняя дата схода – 4 июня в п. Тазовский.
Принципиальная схема коммуникаций, предусматривающая проведение всех необходимых производственных операций по перекачке, называется технологической.
Технологическая схема КС зависит от типа установленного оборудования, числа параллельно или последовательно работающих групп агрегатов, пропускной способности магистрального газопровода. Однако независимо от типа основного оборудования технологическая схема КС состоит из следующих узлов: приема, регулирования и замера газа, очистки газа на приеме КС, компримирования газа, охлаждения газа, маслохозяйства, водо - и энергоснабжения.
Состав КС. Оборудование системы охлаждения масла; оборудование системы подготовки топливного, пускового и импульсного газа. К вспомогательному оборудованию обслуживания КС относят оборудование систем водоснабжения, канализации, связи, телемеханики и электроснабжения. Таким образом, КС магистрального газопровода состоит из большого числа связанных между собой технологических объектов. Основным сооружением КС является главный корпус компрессорного цеха.
Система топливного и импульсного газа на КС.
Подача топливного газа к камерам сгорания ГТУ производится либо из магистрального газопровода, либо из технологической коммуникации. Для снижения давления топливного газа на КС имеется пункт редуцирования с автоматическим управлением, оборудованный двумя параллельно действующими регуляторами давления, расходомерами и маслосепараторами. Каждая газотурбинная установка имеет независимую от коллектора обвязку по топливному газу.
Организация управления КС.
При использовании электроприводных ГПА и газомотокомпрессоров каждый агрегат имеет свой местный щит управления (МЩУ), на котором размещается аппаратура контроля и управления ГПА. Размещение этой аппаратуры на местных щитах управления прямо в машинном зале, в непосредственной близости от агрегата, позволяет за счет коротких коммуникаций и более простой аппаратуры существенно упростить обслуживание.
Монтаж агрегатов.
Монтаж агрегатов со вспомогательным оборудованием и цеховых газопроводов с аппаратурой считается законченным после опрессовки оборудования по газовому тракту, прокачки и проверки на плотность и чистоту масляной и водяной вспомогательных систем агрегата. Проведение пусконаладочных работ с приемом газа в технологические трубопроводы КС разрешается осуществлять только после выполнения обязательного для пускового минимума комплекса.
Технологическая схема КС представляет собой принципиальную схему расположения коммуникаций, предусматривающая проведение операций по перекачке.
Упрощенный вид ее представлен на рисунке ниже:
1 - магистральный газопровод;
2 - кран подключения станции;
3 - байпасная линия для возможности работа "на себя";
4 - пылеуловители и фильтры сепараторы;
5 - газоперекачивающие агрегаты (ГПА);
6 - продувные свечи;
7- АВО газа;
8 - обратный клапан и кран;
9 - линия для отключения отдельных агрегатов при последовательной
работе их;
10 - линия, собирающая газ на свечи.
Технологическая схема компрессорной станции с центробежными
нагнетателями.
Технологическая обвязка обеспечивает:
1 - прием на станцию транспортируемого по МГ газа;
2 - очистку газа от механических примесей и капельной жидкости;
3 - распределение потоков газа по агрегатам;
4 - охлаждение потоков газа после его сжатия;
5 - вывод цеха для работы на "станционное кольцо";
6 - сброс газа в атмосферу при ремонте.
Основа компрессорной станции - компрессорный цех с ГПА, которые состоят из центробежного нагнетателя (одно- или двухступенчатого) и привода (газотурбинной установки). Газоперекачивающие агрегаты размещают в индивидуальных зданиях, общих зданиях для всех агрегатов и блок-контейнерах (для агрегатов с приводом от авиационных газовых турбин). Поступающий газ очищают в аппаратах по очистке от пыли и механических примесей, в качестве которых применяют вертикальные масляные или циклонные сепараторы-пылеуловители. Используют также установки с двухступенчатой очисткой газа, состоящие из вертикальных пылеуловителей и горизонтальных фильтров тонкой очистки. Компримированный газ охлаждают в аппаратах воздушного охлаждения газа.
На компрессорных станциях, оснащенных ГПА с приводом от газовых турбин, в качестве топлива последних применяют природный (топливный) газ из магистрального газопровода. Перед подачей в газовые турбины его очищают от пыли, механических примесей и влаги в специальной установке подготовки топливного пускового и импульсного газа. Пусковой газ - газ, используемый для запуска газовой турбины, импульсный газ - газ, применяемый в системе КИП и системах управлениях КС. Нормальную работу газоперекачивающих установок обеспечивают системы смазки, уплотнения нагнетателей и управления. Во всех этих системах используют турбинное масло. Системы смазки, уплотнения и управления обслуживают с помощью оборудования, сосредоточенного в блоке маслохозяйства. Производственные службы, обеспечивающие управление и энергоснабжение КС с газотурбинным приводом (операторная, аккумуляторная и др.), размещают в производственно-энергетическом блоке. Рассмотренные объекты головной КС входят в производственную зону. В состав КС также входит служебно-производственная зона, важным объектом которой является служебно-эксплуатационный и ремонтный блок. В этом блоке размещают различные вспомогательные службы, обеспечивающие нормальную работу КС: ремонтно-механические мастерские, гараж, узел связи, лаборатории, административно-бытовые помещения. В служебно-производственной зоне расположены также водопроводные сооружения, резервуары противопожарного запаса воды, подстанция, различные склады и стеллажи, очистные сооружения хозяйственно-бытовой канализации и др.