СПЧ мощностью 12 МВт для нагнетателя типа 370

Центробежный нагнетатель типа 370-18-1 с СПЧ 370 1,4/76-16/5300АЛ предназначен для сжатия природного газа на КС и транспортировки по магистральному газопроводу. Привод нагнетателя осуществляется от газотурбинных двигателей АЛ-31СТ(Н), имеющими номинальную мощность 16МВт и номинальную частоту вращения выходного вала 5300об/мин.

Нагнетатель предназначен для сжатия газа, имеющего следующие характеристики:

Номинальный состав газа, поступающего в нагнетатель в объемных процентах:

- Метан СН4 - 98,6%;

- Этилен С2Н4, пропилен С3Н6, бутан С4Н10+ высшие - 0,7%;

- Углекислый газ СО2 - 1,12%;

- Азот N2-0,84%.

- Физико-технические данные газа поступающего в нагнетатель:

- Пределы изменения температуры газа на входе в нагнетатель от -20 до +600С.

- Максимальная влажность - состояние насыщения при условии всасывания.

- Сжимаемый газ не токсичен, горюч, взрывоопасен при объемной доле газа в воздухе от 5% до 15%.

- Массовая концентрация примесей твердых частиц свыше 20мкм должна быть не более 5мг/м3.

Содержание в газе реагентов, вызывающих коррозию металлов, не более:

- сероводорода -20мг/ м3;

- натрия, калия -3мг/ м3.

 Рабочий диапазон изменения частоты вращения ротора СПЧ должен обеспечиваться в пределах 65... 100% от номинальной частоты вращения.

 

 Предельная частота вращения - 110% от номинальной. Расчетный запас по критическим частотам вращения системы валопровода «СТ-трансмиссия-нагнетатель» должен быть не менее 20% от границ рабочего диапазона частоты вращения. Фактическая величина запаса по критике оформляется двухсторонним заключением разработчиков ГПА, СПЧ. Нагнетатель с СПЧ должен устойчиво работать в рабочем диапазоне изменения частоты вращения и в диапазоне изменения объемной производительности по условиям всасывания 65-100% от номинальной величины (запас по помпажу уточняется по результатам испытаний).

 

 Должна быть обеспечена эффективность работы СПЧ на переменных режимах: на кривой политропного КПД для постоянной частоты вращения в диапазоне от границы номпажа до точки, соответствующей 80% от номинальной величины политропного напора снижение КПД по сравнению с оптимумом не должно превышать 10% (относительных). Снижение политропного КПД нагнетателя за межремонтный период не более 1% (относительных). После проведения капитальных ремонтов значения КПД должно восстанавливаться. Нагнетатель является турбомашиной центробежного типа. Движение газа и повышение давления в проточной части нагнетателя происходит за счет создания поля центробежных сил в рабочем колесе, которое обеспечивает движение газа от центра колеса к его периферии за счет преобразования кинетической энергии (скорости) газа в потенциальную (давления).

 

 В процессе сжатия газ из всасывающего трубопровода поступает во всасывающую камеру нагнетателя, затем в рабочее колесо 1 -й ступени, лопаточный диффузор, обратный направляющий аппарат, рабочее колесо 2-й ступени, лопаточный диффузор, сборную кольцевую камеру и далее по нагнетательному трубопроводу в трассу. Система уплотнений нагнетателя поддерживает заданный положительный перепад давления масла над газом в уплотняемой полости. Нагнетатель двухступенчатый с радиальным подводом и тангенциальным отводом газа. Патрубки корпуса нагнетателя с внутренним диаметром 680 мм (Ду700) расположены соосно и соединяются с газопроводом при помощи сварки.

 

 Нагнетатель оснащен автоматической системой регулирования, управления и защиты. Система является общей для всего газоперекачивающего агрегата и обеспечивает работу без постоянного присутствия обслуживающего персонала у агрегата. В модернизированной конструкции использован корпус нагнетателя типа 370-18-1. Корпус нагнетателя состоит из цилиндра и крышки. Цилиндр выполнен из стали 20ГСЛ, не имеет горизонтального разъема, входной и выходной патрубки отлиты за одно целое с цилиндром для присоединения к газопроводу (кольца, приваренные к патрубкам нагнетателя, выполнены из стали 25). Во время работы нагнетателя усилие от давления газа притягивает пакет к дну цилиндра. В момент заполнения газом пакет находится в равновесном состоянии, поэтому предусмотрено дополнительное крепление пакета к дну цилиндра через всасывающую часть. В дне цилиндра имеются отверстия, через которые специальными болтами с резиновыми уплотнительными кольцами пакет притягивается к торцовой поверхности дна цилиндра. Отверстия соединены между собой кольцевой канавкой, выполненной на торцовой поверхности пакета. Кольцевая канавка заполняется маслом, подводимым на торцовое уплотнение, что позволяет исключить прорыв газа.

 

 В дне цилиндра выполнены каналы: подвода масла на торцовое уплотнение; слива протечек загазованного масла; слива масла с торцовых уплотнений; наддува чистого газа в концевое уплотнение; отбора импульса газа (газ перед входом в колесо 1-й ступени) на сигнализатор помпажа и расходомерное устройство; сдува газа из поплавковой камеры в полость перед первым колесом.

 

 На наружной поверхности цилиндра в верхней части имеется канал отбора импульса газа после диффузора 1-й ступени на сигнализатор помпажа. Герметизация каналов в месте их стыковки с каналами в пакете выполнена при помощи резиновых уплотнительных колец, установленных в кольцевых канавках на торце пакета. На всасывающем и нагнетательном патрубках предусмотрены места для отбора импульса газа на сигнализатор помпажа и контрольно-измерительные приборы. С наружной стороны дна цилиндра выполнен паз для установки шпонки, фиксирующей положение пакета относительно цилиндра. В верхней части цилиндра выполнены приливы, на которых установлен аккумулятор масла. Со стороны привода к дну цилиндра крепится кожух стыковой части. К фундаменту цилиндр крепится шпильками через отверстия O56, выполненные в лапах цилиндра.

 

 К цилиндру при помощи шпилек с гайками крепится крышка. Вертикальный разъем между крышкой и цилиндром герметизирован при помощи резинового кольца установленного в кольцевой канавке крышки. Крышка выполнена из стали 34ХМ.

 

 В крышке выполнены каналы: подвода масла на торцовое уплотнение; слива протечек загазованного масла; слива протечек масла с торцового уплотнения; канал перепуска задуммисных протечек во всасывающий патрубок. Каналы в крышке соединяются с соответствующими каналами пакета и герметизируются резиновыми уплотнительными кольцами, установленными в кольцевых канавках пакета.

 

 В корпус нагнетателя устанавливается пакет. Центровка пакета производится при помощи посадочных поясков, выполненных с высокой точностью на всасывающей, средней и нагнетательной частях корпуса пакета.

 

 Части пакета по вертикальным разъемам связаны крепежными деталями. Все элементы, входящие в пакет, не имеют горизонтального разъема, который выполнен только в местах размещения опорных и упорного вкладышей. Это дает возможность повысить точность изготовления посадочных поверхностей и снизить перетечки газа при работе нагнетателя. Перетечкам газа препятствуют лабиринтные уплотнения, состоящие из обойм с зачеканенными в них латунными гребнями.

 

 В нагнетателе применена система концевых уплотнений вала типовой конструкции, состоящая из торцовых уплотнений и опорных подшипников полного давления.

 

 Осевые усилия, действующие на ротор нагнетателя, воспринимаются упорным подшипником с выравнивающим устройством для равномерного нагружения колодок подшипника. Опорные подшипники нагнетателя расположены непосредственно во всасывающей части и в нагнетательной части пакета, что дает возможность уменьшить расстояние между опорами и иметь "жесткий" ротор. Для контроля над работой ходовой части нагнетателя имеются 4 вибродатчика, которые определяют амплитуду вибрации ротора относительно опорных вкладышей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, и 4 термодатчика, расположенные в опорных вкладышах и колодках упорного вкладыша. Снятие и установку вибро- и термодатчиков можно производить без разборки, на работающем нагнетателе.