ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 6
АННОТАЦИЯ 7
ВВЕДЕНИЕ 10
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11
1.1. Основные показатели проектируемых магистральных газопроводов 11
1.2. Повреждения, возникающие вследствие недостаточной очистки
воздух 18
1.3. Влияние систем фильтрации циклового воздуха на технические показатели
конвертированного газотурбинного двигателя 22
1.4. Основные способы борьбы с эрозией и отложениями на лопатках осевого
компрессора 24
1.5. Обзор методов расчета 25
1.6. Цели и задачи исследования 27
2. РАСЧЕТ ИНЕРЦИОННОГО ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯ СО ШТАМПОВАННЫМИ
РЕШЕТКАМИ 28
2.1. Описание объекта исследования 28
2.2. Посторенние геометрии в КОМПАС-3И. Импортирование геометрии в
Ansys 32
2.3. Построение расчётной сетки 36
2.4. Задания граничных условий в Ansys Fluent 39
2.5. Модель турбулентности 41
2.6. Вывод расчетной модели в Ansys Fluent - CFD-Post 41
2.7. Верификация 45
3. РАСЧЁТ БАТАРЕЙНОГО ЦИКЛОНА С ЗАВИХРИТЕЛЕМ «РОЗЕТКА» ... 48
3.1. Описание объекта исследования 48
3.2. Построение геометрии батарейного циклона 50
3.3. Расчет батарейного циклона на модели турбулентности к-8 58
3.4. Расчет эффективности батарейного циклона на модели к-8 66
3.5. Расчет батарейного циклона на модели турбулентности ЯЗМ. 69
3.6. Расчет эффективности батарейного циклона на модели КЗМ. 73
3.7. Анализ результатов 76
4.0. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ
ВХОДНОГО ТРАКТА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ НК-16СТ
ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА ГПА-Ц-16 80
4.1. Цель обоснования 80
4.2. Особенности расчёта 80
4.2.1. Особенности расчёта денежных потоков 80
4.3. Исходные данные для расчёта 81
4.4. Расчёт экономической эффективности проекта 82
4.5. Капитальные вложения 83
4.6. Расчёт эффективности инвестиций 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 85
Приложение А 88
Приложение Б 90
Приложение В 91
Одним из главных направлений в развитии газотранспортной системы ПАО «Газпром» является обеспечение эффективности и надежности транспортировки газа. Согласно комплексной программе реконструкции и технического перевооружения газотранспортной системы потребности ПАО «Газпром» в газоперекачивающих агрегатах до 2020 года оцениваются в 100125 единиц в год суммарной мощности 1500-2000 МВт, около 50% из которых приходиться на модернизацию [1,2].
Надежная работа ГТУ с приводом от конвертированного авиационного газотурбинного двигателя в значительной степени определяется качеством очистки и подготовки циклового воздуха, которое обеспечивает воздухоочистительное устройство. Обеспечение надежности работы газотранспортной системы является одним из приоритетных направлений деятельности ПАО «Газпром». Правильный выбор ВОУ является одним из ключевых факторов, обеспечивающий высокую надежность и экономичность их работы, оптимизацию затрат на плановые остановки, а также снижения до минимума количества незапланированных и аварийных остановок. Следует отметить, что на сегодняшний день на большинстве эксплуатируемых ГПА установлены морально и физически устаревшие ВОУ, фильтрующие элементы которых, по утверждению авторов [3], полностью выработали свой ресурс. В связи с этим в ООО «Газпром» необходимо активно внедрять новые ВОУ.
На сегодняшний день в компрессорном парке ПАО «Газпром» эксплуатируется большое количество ГПА с газотурбинными приводами 2 -го и 3-го поколения, требующих уровня очистки циклового воздуха, в соответствии с требованиями для данного типа ГТД. Как правило, эти требования удовлетворяются применением фильтров класса Г7-Г9 по ГОСТ Р 51251.
В ходе выпускной квалификационной работы было выполнено ряд задач:
1. Проведен анализ литературных источников по вопросам касающихся, требований, предъявляемых к комплексному воздухоочистительному устройству, а также рассмотрены конструктивные особенности входной системы ГПА. Было рассмотрено влияние скорости на глубину очистки от мелкодисперсной пыли.
2. Выполнено построение расчётной 31) модели инерционного пылеуловителя со штампованными решетками, батарейного циклона с завихрителем «розетка».
3. Проведён анализ характера течения потока в циклонах. В результате расчёта были определены скорости потока воздуха, глубина очистки, гидравлическое сопротивление, потери полного давления, в различных сечениях циклона. Данная оценка характера и структуры течения потока позволяет определить пути повышения надёжности и увеличения эффективности работы первой ступени очистки.
4. В связи с тем, что ицерционный пылеуловитель относится к классу очистки - 02, он не отвечает требованиям СТО Газпром. Предложена замена инерционного пылеуловителя со штампованными решетками, на батарейный циклон с завихрителем «розетка», который соответствует классу Б5-Г9, что удовлетворяет требованиям.
5. Проведено технико-экономическое обоснование замены инерционного пылеуловителя со штампованными решетками на батарейный циклон, газоперекачивающего двигателя ГПА-Ц-16.
6. Применение батарейного циклона, позволит достичь ежегодной экономии топливного газа в объёме 2 285 тыс. м3/год и электроэнергии 140 000 кВт-ч., что составляет экономию финансовых средств 6 692,76 млн. руб. на один ГПА в годовом цикле.
