Способ регулирования мощности группы из двух газоперекачивающих агрегатов

СЭОЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН св с 19 1)5 Е 02 С 7/08, Е 23/08(72)Т 0,03. 93, Бюль3826142 /0618.128 чСеверо-Западиого научно-ис ге Всее отделследоват льског инстнтуктно-конструк ипиэнергопром .Б.Грибов, Е,1 исарчик, Б,И уров, В,Б.Фр торского11,ПруткоФинкельумкин и вский,штейн,11,Г.Гей.Н,Ком(5 б) Гурби ма автомат Ю.А. Систеования рестанций. ханизация Ю.Л,и 11 орозо еского регул бо жимов р Сер. Ав и связь М;.: ВНИИ с, 22-2 ы компрессорных тизация, телем азовой промьппл эпром, 1917, в ом енностидп, б,ОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИГ(54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИОЩНОС- ти ГРуппь из дВух ГлзОпеРе 1 слчиВА 10 п 1 их АГРЕГАТОВ путем изменения частотывращения ведущего агрегата с газотурбинным приводом при поддержании заданного значения запаса по помпажу нагнетателей и отвода иэ последних газа параллельными потоками в общую магистраль, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения мощности и экономичности группы при подключении нагнетателУ ведоггого агрегата к паровому турбоприводу парогазовой установки, при снижении частоты вращения ведущего агрегата повыФ шают частоту вращения ведомого агрегата и пелдераивают ее иакеииалеиа 1 щ возможной в зависимости от запасапо помпажу цагнетателя ведущего агре- фатер гата,гав1254795 Изобретение относится к области теплоэнергетики я именно к способам регулирования групп гаэоперекачива 1 ощих агрегатов, и может быть использовано на компрессорцых станциях магистральных газопроводов,Цельо изобретения является повы-.шение мощности и экономичности группы лри подключении нагцетателя ведомого агрегата к паровому турбоприводу парогазовой установки,На фиг,1 представлена принципиальная схема группы из двух газоперекачивающих агрегатов; на фиг.2 - диаграмма характеристик нагнетателей исети в координатах относительный весовой расход (ло отношению к цоминальному)к степень сжатия,".".Группа иэ двух газоперекачивающихагрегатов содержит газотурбиццую установку (нецущий агрегат) 1, состоящу 1 о из воздушного компрессора 2, камеры 3 сгорания) Газовых турбие 4,5 высокого и низкого давления (ТБДи ТНД), Парогаэовая установка содержит устройство 6 дожигания топлива,уста Овлецпое эа ТНД 5, и паровойкотел-утилизатор 7 сообщенный ло паруПаровой т-;трбицой (ведомь.11 агрегат, 8, имеющей кочдецсатор 9, НагцетсСл 11.1 лркродцОГО Гяэя лодкл 1 о "чец к газо;урбиццому приводу (ТБД 4,тНД 5) и к гЯровому турбоприводу (паровая турбина 8),Ьлапаны 12, 13 регулирования пОДводя топлива, клялан 1 ряСходя паряч 1 ереэ паровую турбину 8 и клапан 15сброса пара в конденсатор 9 лодкл 1 оче-.ны к системе 16 автоматического регулирования (СЛР) Группы.Нагцетателц 1011 вкл 1 очены параллельно. По природному газу. Приводыцагцетателей газотурбицная устя 1 Овка 1 и паровая турбина 8 входят в)состав парогазовой установки. На диаграмме (фиг,2) представлены: семейство А - линии постоянной мощности одного нагнетателя 10; 11 - величина относительной мощности (по отношению к цоминяльцОЙ)1 семейство Б - линии пОстОяннОЙ мощности двух параллельно работающих цагцетателей 10,1. при этом первое слагаемое н обозначении линий - мощность гязолтурбинной "стац 013 ки 1Я второе - ла- рое 1 ОЙ турбины 8; Б - лиця характсристики сети", Г - линия границы допустимеэ 1 х 1 ежимов 110 ломпажу цяГцетятелей 10,11. 11 цции Б и Г 1 Острогцылри условии постоянства коцечцогвдавления цагцетателя 10,Точка 17 характеризует режим работы двух лолцостью нагруженных нягнетателей 10,11, Я точка 18 - режим работы одного цагцетятеля 10, входящего в груггпу газоперекачивающих агре-,гатов. Точки 19 и 20 хяректеризуют1 О режим работь аналогично точкам 17,18для 603-ной нагрузки обоих нагнетателей 10,11 (этот режим реализуетсяв прототипе), Точка 21 соответствуетрежиму работы лри 607,-но 1 нагрузке15 газотурбиццой установки 1 р 1007-нойнагрузке паровой турбины 8. В этомслучае режимы работы гаэотурбиннайустановки 1 к паровой турбины 8 в отдельности представлены точками 22 и20 23. Точки 2426 характеризуют режимработы при удержании газотурбиннойустановки 1 в зоне допустимых режи-мов лри мощности паровой турбины,равной 807-, номинальной,25 1Гпособ реГулирования мощностигруппы реализуется следующим образом.Воздух цз атмосферы поступает вкомпрессор 2 газотурбинцой установкигде сжимается,и направляется вкамеру 3 сгорания, куда через клапан 12 регулирования подвода топливаподается на горение топливный газ.Продукты сгорания топлива с температорой 700-900 С расширя:отся до атмосферного давления последовательно вТБД 4, приводящей компрессор 2, иТНД 5, лриводящей во вращение нагнетятель 10 природного газа. Уходящиегазы газотурбинной установки 1 пос 4 Отупают в паровой котел-утилизатор 7,в котором вырабатывается пар среднихили низких параметров, При необходимости температура газон на входе вкотел-утилизатор 7 может быть повышена в устройстве а дожигания толли"ва за счет сжигания в среде уходящих газон, содержащих достаточноеколичество кислорода, топлива, подводимого через клапан 13 регулированияподвода топлива. Уходящие газы изкотла-утилиэатора 7 выбрасываются ватмосферу. Пар нз котла-утилизятврапоступает в паровую турбину 8, приводящую во вращение нягцетятегь 11.55 После расширения в паровой турбице8 отработавший лар конденсируется вконденсаторе 9, и конденсат поступает в паровой котел-утилизатор5 10 15 20 25 30 35 40 45 Регулирование группы осуществляется СЛР 16, которая воздействует ца клапдцы 12-15.Частота вращения, мощность и все остальные параметры гаэотурбиццой установки 1, являющейся ведущим агрегатом, однозначно задаются САР б положением клапана 2, определяющего расход топлива в камеру 3 сгорания,Режим работы паровой турбины 8 при заданном режиме работы газотурбинной установки 1 может быть выбран в широком диапазоне, определяемом положением клапанов 13-15. Максимдльная мощность и частота вращения паровой турбины 8 соответствуют максимальному открытию клапана 13, при котором температура газов на входе в котел-утилизатор 7 равна допустимой (500-600 С). При этом клапан 15 полностью закрыт, а клапан 14 полностью открыт. Минимальная мощность паровой турбины 8 может быть нулевой, чему соответствует полное открытие клапана 15 и полное закрытие клапана 1 г, Пролгежуточным значениям параметров паровой турбины 8 соответствует промежуточное положение клапанов 13-15, задаваемое САР 16. Снижение мощности паровой турбины 8 от максимальной осуществляется сначала уменьшением подвода топлива в устройство б дожигания через клапан 13, а затем перепуском свежего пара в конденсатор 9 с помощью клапа.на 15. Последнее для реальньгх установок является основным средством снижения мощности гтаровой турбины (80- 907 регулировочного диапазона) и связано со снижением мощности и КПД парогазовой установки.При работе однотипных наг цетателей 10,11, что соответствует равенству номинальных мощностей ведущего и ведомого агрегатов, при температуре наружного воздуха ниже 0-10 С оба агрегата несут полную нагрузку и имеют одинаковые мощность и частоту враще" ния. При повышении температуры наружного воздуха выше 15 С максимально возможная мощность гаэотурбинной устацовки 1 цачицдет ггдддть и для среднцх условий лета составляет около607 номинала. Что касается паровойтурбины 8, то ее мощность и частотавращения могут поддержггггдться номг 1 нальцыми вне зависимости от темггературы наружного воздуха. При снижениичастоты вращения ведущего агрегата(газотурбинная установка 1) повышаютчастоту вращения и мощность ведомогоагрегата (паровая турбшга 8), поддерживая ее максимально возможной в зависимости от запаса по помпажу нагие"тателя 10 ведущего агрегата,При 607-ной нагрузке гдзотурбинной установки 1 и 1007-ной нагрузкепаровой турбины режим их работь 1 характеризуется точкой 21, а в отделгности - точками 22 и 23. В этом слу"чае газотурбинная установка 1 находится в недопустимой зоне режимов.Максимальная загрузка паровой турбины при удержании гаэотурбинной установки в зоне допустимьгх режггмов достигается при мощности паровой турбины, равной 802 номинальной (точки 2 ч 26),Ло сравнению с прототипом (точка19) описываемьггг способ позволяетобеспечить большую мощность,Повышение экономичггости парогдзо"вой установки (группы) прц реализации данного способа связано с отха"эом от перепуска пара в конденсатор9, который для прототипа необходимдля обеспечения сниженной мощностипаровой турбины 8,Аналогично изложенному этот способ можно использовать и для группы из разнотипных нагнетателей 10,11,При включении в состав группы одной паровой турбины 8 и двух или более газотурбинных установокспособ регулирования мощности такой группыосуществляется аналогично описанномус той лишь разницей, что частотавращения паровой турбины поддеряпгвается максимально возможной, исходя из обеспечения необходимого запасапо помпажу каждого из нагнетателейгазотурбинных агрегатов,1254795 орректор Г.Рещетник Составитель В.ГутоТехред Г.Гербер едахтор Н.Цалихии Заказ 1963 Подписи В ИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий13035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5 Пронводственн графическое предприятие, г, Упгород, ул, Проектно