Презентация на тему: "газоперекачивающий агрегат ( гпа )- предназначен для компримирования природного газа на компрессорных станциях газопроводов и подземных хранилищ, а также.". скачать бесплатно и без регистрации

Единая система газоснабжения России

«Газпром» располагает крупнейшей в мире газотранспортной системой. Ее основная часть входит в состав Единой системы газоснабжения (ЕСГ) России. ЕСГ представляет собой уникальный технологический комплекс, включающий в себя объекты добычи, переработки, транспортировки, хранения и распределения газа в европейской части России и Западной Сибири. ЕСГ обеспечивает непрерывный цикл поставки газа от скважины до конечного потребителя.

Основные активы и проекты Группы «Газпром» в транспортировке и подземном хранении газа

Увеличенная фотография (JPG, 1,3 МБ)

Благодаря централизованному управлению, большой разветвленности и наличию параллельных маршрутов транспортировки, ЕСГ обладает существенным запасом надежности и способна обеспечивать бесперебойные поставки газа даже при пиковых сезонных нагрузках.

Газовые артерии Бованенковского месторождения

Увеличенная фотография (JPG, 5 МБ)

Также Группа «Газпром» владеет магистральными газопроводами в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке России: «Сила Сибири», «Сахалин — Хабаровск — Владивосток», «Соболево — Петропавловск-Камчатский».

Общая протяженность газотранспортной системы на территории России составляет 176,8 тыс. км. В транспортировке газа используются 254 компрессорные станции с общей мощностью газоперекачивающих агрегатов 46,8 тыс. МВт.

Компрессорная станция «Атаманская»

Увеличенная фотография (JPG, 5,4 МБ)

Общие сведения о ГТД

Принцип функционирования общий для всех ГТД и заключается в трансформации энергии сжатого нагретого воздуха в механическую работу вала газовой турбины. Воздух, попадая в направляющий аппарат и компрессор, сжимается и в таком виде попадает в камеру сгорания, где производится впрыскивание топлива и поджег рабочей смеси. Газы, образовавшиеся в результате сгорания, под высоким давлением проходят сквозь турбину и вращают ее лопатки. Часть энергии вращения расходуется на вращение вала компрессора, но большая часть энергии сжатого газа преобразуется в полезную механическую работу вращения вала турбины. Среди всех двигателей внутреннего сгорания (ДВС), газотурбинные установки обладают наибольшей мощностью: до 6 кВт/кг.

Работают ГТД на большинстве видов диспергированного топлива, чем выгодно отличаются от прочих ДВС.

Задача импортозамещения решена

М55Р — важнейший элемент в составе главной энергетической установки кораблей проекта 22350. На каждом фрегате монтируется два агрегата — по одному на каждый борт. Электропитание обеспечивает дизель-генератор АДГ-1000НК разработки ООО «Уральский дизель-моторный завод» (Екатеринбург). Все материалы и комплектующие, использованные в М55Р, исключительно российского производства.

Создание ДГТА велось в кооперации с ведущими российскими предприятиями. В проектировке изделия рыбинским инженерам помогали специалисты Северного проектно-конструкторского бюро (Санкт-Петербург).

Также по теме

От торпед до беспилотников: какая техника представлена на военно-морском салоне в Петербурге

Ведущие российские оборонные предприятия представили широкий спектр перспективных и современных образцов техники на Международном…

Редуктор М55Р был изготовлен на ПАО «Звезда» (Санкт-Петербург), локальные системы управления — в АО «Концерн «НПО «Аврора» (Санкт-Петербург).

В 2023 году М55Р получит цифрового двойника. По информации ОДК, это позволит управлять жизненным циклом силовой установки, повысит надёжность и коммерческую привлекательность российских морских двигателей.

«Цифровизация сокращает сроки и стоимость проектирования силовых установок, в том числе линейки морских газотурбинных двигателей нового поколения, помогает достичь расчётных характеристик, минимизирует затраты на изготовление опытных образцов, а также испытания и доводку двигателей», — цитирует пресс-служба ОДК генерального конструктора корпорации Юрия Шмотина.

Мощность М55Р составляет 27,5 тыс. л. с. при КПД 36,8%. Как отмечают в ОДК, по своим характеристикам ДГТА не уступает зарубежным аналогам. Как сообщил в декабре 2020 года генеральный конструктор «ОДК-Сатурн» Роман Храмин, ДГТА является одним из самых передовых и надёжных агрегатов.

«Самое важное, что освоено серийное производство составных частей газотурбинного агрегата. Освоены дизель, редуктор, двигатель и все компоненты этой системы, в том числе электронная, топливная аппаратура», — цитирует Храмина пресс-служба Торгово-промышленной палаты Ярославской области.

Испытания дизель-газотурбинного агрегата М55Р

По словам Мураховского, М55Р отличается от украинского образца увеличенным эксплуатационным ресурсом, более эффективной топливной системой и повышенным коэффициентом полезного действия.

«После разрыва Киевом военно-технических отношений с Россией нам пришлось в сжатые сроки создать испытательный стенд и подготовить производственную площадку. В итоге российский двигатель получился более совершенным. Он в лучшую сторону отличается по материалам, КПД, техническим и эксплуатационным характеристикам», — пояснил Мураховский.

Также по теме

«Проект такого масштаба реализуется впервые»: чем уникальны модернизированные противолодочные корабли ВМФ

Впервые после модернизации фрегат проекта 1155 «Маршал Шапошников» провёл стрельбы из нового оружия, сообщает Минобороны РФ. На…

Как отмечал в 2017 году президент РФ Владимир Путин на встрече с представителями деловых кругов Ярославской области, на момент прекращения поставок украинских газотурбинных агрегатов Россия не имела научно-производственного фундамента для удовлетворения потребностей флота в двигателестроительных изделиях.

Тем не менее, с точки зрения главы государства, задача импортозамещения данной продукции была решена быстро, уверенно и с высоким качеством.

«Мы создали фактически новую научную школу и новую отрасль по морскому двигателестроению, чего в России раньше никогда не было, мы всё покупали на Украине. Но не было бы счастья, да несчастье помогло», — заявил Путин.

Дмитрий Корнев констатирует, что разрыв военно-технического сотрудничества, на который пошёл официальный Киев, на несколько лет затормозил кораблестроительные программы РФ. «Не будем лукавить: сроки сдачи кораблей ВМФ тогда поползли вправо, и это относилось не только к фрегатам 22350», — сказал Корнев.

Однако, как считает эксперт, «время расставило всё по своим местам» и теперь ключевое значение для промышленности и ВМФ имеет то обстоятельство, что М55Р является исключительно российской разработкой, обеспечивающей полную технологическую независимость от Украины и Запада, где выпускаются морские агрегаты такого же класса.

Объемы транспортировки

Поступление газа в ГТС «Газпрома» на территории России и объем газа, использованный на собственные технологические нужды ГТС, млрд куб. м

	За год, закончившийся 31 декабря
	2016	2017	2018	2019	2020
Поступление в газотранспортную систему (ГТС)	622,6	672,1	693,1	679,0	625,0
Собственные технологические нужды ГТС	32,0	37,5	40,1	38,0	33,5

Оказание для ПАО «Газпром» услуг по транспортировке газа по территории сопредельных государств, млрд куб. м

	За год, закончившийся 31 декабря
	2016	2017	2018	2019	2020
Через газоизмерительную станцию «Иматра» (для поставки в Финляндию)	2,5	2,4	2,6	2,5	1,6
Через Украину	82,2	93,5	86,8	89,6	55,9
Через Литву	2,2	2,4	2,6	2,5	2,4
Через Латвию	0,4	0,1	0,2	0,1	—
Через Эстонию	1,7	1,2	1,4	1,5	—
Через Молдову	18,5	20,2	18,1	10,2	0,9
Через Казахстан	27,7	32,7	33,2	21,6	22,5

Газотурбинный двигатель UGT 15000 Зоря — Машпроект

Трехвальный ГТД Компрессоры – осевые, КНД -9 ступеней, КВД — 10 ступеней. Камера сгорания – трубчато-кольцевая, противоточная, 16 трубная Турбины компрессоров – осевые, одноступенчатые. Силовая турбина – осевая, 3 и 4 ступени Запуск – раскруткой ротора ТКНД двумя электростартерами переменного тока длительной мощностью по 30 кВт каждый

В условиях по ISO 2314

Двигатель	UGT15000 ДБ90
Мощность ГТД, кВт	10500
КПД ГТД, %	36,0
Удельный расход топливного газа (Hu = 8555 ккал/нм³), нм³/(кВт ч)	0,279
Суммарная степень повышения давления в компрессорах	19,0
Расход газа на выходе из ГТД, кг/с	36,0
Температура газа на выходе из ГТД, оС	490
Частота вращения силовой турбины, об/мин	4800

На основе этого двигателя завод «Зоря-Машпроект» выпускает следующие энергоустановки:

Простого цикла

Тип установки	Мощность, kBт	КПД (ISO), %	Расход топлива	Выхлопные газы
газа, м 3 /ч	жидкого, кг/ч	расход, кг/с	температура, °С
UGT 15 000	17 500	35,0	5020	4215	72,0	414
UGT 15 000+	20 000	36,0	5560	4680	71,0	454

Когенерационная

Тип установки	Мощность, kВт	КПД электрический, %	КИТ, %	Расход
электрическая	паровая	водогрейная	паровой	паровой + водогрейный	пара,т/ч	топливного газа, м 3 ч	жидкого топлива, кг/ч
UGT 15000C	16000	19500	4390	32,5	72,1	81	24,4	4940	4150

Тип установки	Мощность электрическая, кВт	КПД электрический, %	Расход пара, т/ч	Расход топлива
STIG	сухая	STIG	сухая	газа, м 3 /ч	жидкого, кг/ч
UGT 15000S1	25 000	11 400	42,0	28,3	24,0	5980	5020

Установка типа «Водолей»

Тип установки	Мощность электрическая, кВт	КПД электрический, %	Расход пара, т/ч	Расход топлива
STIG	сухая	STIG	сухая	газа, м 3 /ч	жидкого, кг/ч
UGT 15000S2А	24 500	11 400	41,0	28,3	24,0	5960	5020

Комбинированная парогазовая установка

Тип установки	Количество и тип двигателей	Мощность электрическая, кВт	КПД электрический, %	Расход топлива
газа, м 3 /ч	жидкого, кг/ч
UGT 15 000 CC1	1 х UGT15 000 + 1 ПТ	22 700	45,3	4 940	4 150
UGT 15 000 CC2	2 х UGT15 000 + 1 ПТ	45 800	45,9	9 880	8 300

Малые ГТД: области применения

Микротурбины применяют в промышленности и быту в качестве автономных источников электроэнергии.
— Мощность микротурбин составляет 30-1000 кВт;
— объем не превышает 4 кубических метра.

Среди преимуществ малых ГТД можно выделить:
— широкий диапазон нагрузок;
— низкая вибрация и уровень шума;
— работа на различных видах топлива;
— небольшие габариты;
— низкий уровень эмиссии выхлопов.

Отрицательные моменты:
— сложность электронной схемы (в стандартном варианте силовая схема выполняется с двойным энергопреобразованием);
— силовая турбина с механизмом поддержания оборотов значительно повышает стоимость и усложняет производство всего агрегата.

На сегодняшний день турбогенераторы не получили такого широкого распространения в России и на постсоветском пространстве, как в странах США и Европы в виду высокой стоимости производства. Однако, по проведенным расчетам, одиночная газотурбинная автономная установка мощностью 100 кВт и КПД 30% может быть использована для энергоснабжения стандартных 80 квартир с газовыми плитами.

Коротенькое видео, использования турбовального двигателя для электрогенератора.

За счет установки абсорбционных холодильников, микротурбина может использоваться в качестве системы кондиционирования и для одновременного охлаждения значительного количества помещений.

Автомобильная промышленность

Малые ГТД продемонстрировали удовлетворительные результаты при проведении дорожных испытаний, однако стоимость автомобиля, за счет сложности элементов конструкции многократно возрастает. ГТД с мощностью 100-1200 л.с. имеют характеристики, подобные бензиновым двигателям, однако в ближайшее время не ожидается массовое производство таких авто. Для решения этих задач необходимо усовершенствовать и удешевить все составляющие части двигателя.

По иному дела обстоят в оборонной промышленности

Военные не обращают внимание на стоимость, для них важнее эксплуатационные характеристики. Военным нужна была мощная, компактная, безотказная силовая установка для танков

И в середине 60-ых годов 20 века к этой проблеме привлекли Сергея Изотова, создателя силовой установки для МИ-2 — ГТД-350. КБ Изотова начало разработку и в итоге создало ГТД-1000 для танка Т-80. Пожалуй это единственный положительный опыт использования ГТД для наземного транспорта. Недостатки использования двигателя на танке — это его прожорливость и привередливость к чистоте проходящего по рабочему тракту воздуху. Внизу представлено короткое видео работы танкового ГТД-1000.

https://youtube.com/watch?v=yjla0e9xTmk

Малая авиация

На сегодняшний день высокая стоимость и низкая надежность поршневых двигателей с мощностью 50-150 кВт не позволяют малой авиации России уверенно расправить крылья. Такие двигатели, как «Rotax» не сертифицированы на территории России, а двигатели «Lycoming», применяемые в сельскохозяйственной авиации имеют заведомо завышенную стоимость. Кроме того, они работают на бензине, который не производится в нашей стране, что дополнительно увеличивает стоимость эксплуатации.

Именно малая авиация, как ни одна другая отрасль нуждается в проектах малых ГТД. Развивая инфраструктуру производства малых турбин, можно с уверенностью говорить о возрождении сельскохозяйственной авиации. За рубежом производством малых ГТД занимается достаточное количество фирм. Сфера применения: частные самолеты и беспилотники. Среди моделей для легких самолетов можно выделить чешские двигателиTJ100A, TP100 и TP180, и американский TPR80.

В России со времен СССР малые и средние ГТД разрабатывались в основном для вертолетов и легких самолетов. Их ресурс составлял от 4 до 8 тыс. часов,

На сегодняшний день для нужд вертолета МИ-2 продолжают выпускаться малые ГТД завода «Климов» такие как: ГТД-350, РД-33,ТВЗ-117ВМА, ТВ-2-117А, ВК-2500ПС-03 и ТВ-7-117В.

Унификация

Конструкция ГПА должна быть технологичной, позволяющей в сжатые сроки и без потери качества выполнять монтаж оборудования и его дальнейшее обслуживание. Кроме того, с учетом сложной логистики ряда проектов должно быть минимизировано количество транспортных мест, оптимизированы работы по монтажу, наладке и испытаниям оборудования, выполняемые непосредственно на строительной площадке.

Основной проблемой остается сложность кооперации между различными специализированными предприятиями — изготовителями основных элементов и систем: приводных двигателей, центробежных компрессоров, систем обеспечения ГПА. Так, в случае сбоев в цепочке поставок оборудования или выхода его из строя оперативная замена на изделие другого производителя проблематична или вовсе не представляется возможной. Большой объем работ по сборке и наладке разнотипного оборудования на площадке повышает вероятность нестыковок, увеличивает сроки и стоимость монтажных и пусконаладочных работ (включая привязку ГПА к станционным системам).

Концепция унифицированных ГПА позволяет применить типовые, отработанные решения, обеспечить максимальную заводскую готовность и комплектование взаимозаменяемым оборудованием, оптимизировать поставки оборудования, его монтажа и наладки, что в целом положительно сказывается на экономических показателях инвестиционного проекта.

Работы по созданию унифицированных ГПА для объектов «Газпрома» ведутся с 2010 года. При этом было определено, что такое оборудование должно состоять из нескольких блоков, которые, вне зависимости от изготовителя, можно было бы собрать в единый агрегат.

В 2012 году была завершена разработка компоновочных решений и согласовано техническое задание на унифицированный газоперекачивающий агрегат ГПА-16У мощностью 16 МВт. В 2014-м на базе предприятий АО «Объединенная двигателестроительная корпорация» (АО «ОДК») изготовлен головной образец ГПА-16У. В качестве объекта для установки агрегата был принят проект реконструкции одного из цехов (КЦ-4) компрессорной станции (КС-15) «Нюксеница» в ООО «Газпром трансгаз Ухта».

В настоящее время на объектах «Газпрома» установлено четыре ГПА-16У, в том числе два агрегата на КС «Атаманская» магистрального газопровода «Сила Сибири» (всего на компрессорных станциях данного проекта будет установлено 26 единиц ГПА-16У).

Закачиваются пусконаладочные работы еще 11 агрегатов на КС «Балашов», КС «Калач» и КС «Петровск».

Опыт, полученный при разработке и доведении до серийного изделия ГПА-16У, используется в актуальном проекте по созданию нового унифицированного ГПА мощностью 16–25 МВт, который реализуется «Газпромом» совместно с АО «ОДК».

Заместитель генерального директора АО «ОДК» — Руководитель дивизиона «Энергетические и промышленные программы» Сергей Михайлов:

«Унифицированный газоперекачивающий агрегат блочно-модульного исполнения УГПА-16(25) — это новая эффективная разработка, создание которой стало возможным благодаря активному сотрудничеству с ПАО „Газпром“. Унифицированный ГПА позволяет применять в его составе различные типы газотурбинных двигателей, включая серии „ПС“, „АЛ“ и „НК“ производства предприятий, входящих в холдинг АО „ОДК“. Для нашей компании унификация является одним из базовых направлений работы по повышению качества и надежности выпускаемого оборудования. Переход на производство типовых, серийных блоков и модулей ГПА позволит сократить издержки заказчика на проектирование и строительство, применить отработанные и проверенные конструкторские решения, обеспечить взаимозаменяемость узлов и систем, а при необходимости — перераспределить поставки комплектующих между объектами».

Увеличенная фотография (JPG, 414,2 КБ)

Почему возникла необходимость создания нового унифицированного агрегата?

ГПА-16У и сейчас остается актуальным для «Газпрома»

Но важно понимать, что решения по унификации, разработанные для этого агрегата, были приняты с учетом возможностей промышленности и доступных технологий по состоянию на 2011–2012 годы. Проект позволил отработать подходы к оптимизации процессов проектирования и повысить качество кооперации отечественных предприятий при изготовлении газоперекачивающей техники

Однако за прошедший период были разработаны и успешно внедрены новые технические решения, технологии автоматизированного управления и цифровизации, использование которых позволяет еще больше повысить эффективность нашего оборудования.

Задача импортозамещения решена

Редуктор М55Р был изготовлен на ПАО «Звезда» (Санкт-Петербург), дизельная установка — в АО «Коломенский завод» (Подмосковье), локальные системы управления — в АО «Концерн «НПО «Аврора» (Санкт-Петербург).

Испытания дизель-газотурбинного агрегата М55Р
АО «Объединённая двигателестроительная корпорация»

Проблемы разработки малых ТГД

При уменьшении размера ГТД происходит уменьшение КПД и удельной мощности по сравнению с обычными турбореактивными двигателями. При этом удельная величина расхода топлива так же возрастает; ухудшаются аэродинамические характеристики проточных участков турбины и компрессора, снижается КПД этих элементов. В камере сгорания, в результате уменьшения расхода воздуха, снижается коэффициент полноты сгорания ТВС.

Снижение КПД узлов ГТД при уменьшении его габаритов приводит к уменьшению КПД всего агрегата

Поэтому, при модернизации модели, конструкторы уделяют особое внимание увеличению КПД отдельно взятых элементов, вплоть до 1%.. Для сравнения: при увеличении КПД компрессора с 85% до 86%, КПД турбины возрастает с 80% до 81%, а общий КПД двигателя увеличивается сразу на 1,7%

Это говорит о том, что при фиксированном расходе топлива, удельная мощность увеличится на ту же величину.

Для сравнения: при увеличении КПД компрессора с 85% до 86%, КПД турбины возрастает с 80% до 81%, а общий КПД двигателя увеличивается сразу на 1,7%. Это говорит о том, что при фиксированном расходе топлива, удельная мощность увеличится на ту же величину.