- •Глава 3 эксплуатация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом
- •3.1. Организация эксплуатации цехов с газотурбинным приводом
- •3.2. Схемы и принцип работы газотурбинных установок
- •3.3. Подготовка гпа к пуску
- •3.4. Проверка защиты и сигнализации гпа
- •Защита по давлению масла смазки
- •Защита по погасанию факела
- •Защита по осевому сдвигу роторов
- •Защита по перепаду между маслом уплотнения и газом в полости нагнетателя (защита "масло-газ")
- •Защита от превышения температуры газа
- •Защита по превышению частоты вращения роторов твд, тнд и турбодетандера
- •Защита по температуре подшипников
- •Система защиты от вибрации
- •3.5. Пуск гпа и его загрузка
- •3.6. Обслуживание агрегата и систем кс в процессе работы
- •3.7. Подготовка циклового воздуха для гту
- •3.8. Очистка осевого компрессора в процессе эксплуатации
- •3.9. Устройство для подогрева всасывающего циклового воздуха. Антиобледенительная система
- •3.10. Противопомпажная защита цбн
- •1’’’ - Режим работы нагнетателя с малыми возмущениями. I - линия контроля помпажа;
- •3.11. Работа компрессорной станции при приеме и запуске очистных устройств
- •3.12. Особенности эксплуатации гпа при отрицательных температурах
- •3.13. Система пожаротушения гпа и ее эксплуатация
- •3.14. Вибрация, виброзащита и вибромониторинг гпа
- •3.15. Нормальная и аварийная остановка агрегатов
- •3.16. Остановка компрессорной станции ключом аварийной остановки станции (каос)
3.10. Противопомпажная защита цбн
Помпаж, или неустойчивый режим работы, нагнетателя является наиболее опасным автоколебательным режимом в системе нагнетатель - газопровод, приводящий к срыву потока в проточной части нагнетателя.
Внешне помпаж проявляется в виде хлопков, сильной вибрации нагнетателя, отдельных периодических толчков, в результате чего возможны разрушение рабочего колеса нагнетателя, повреждение упорного подшипника, разрушение лабиринтных уплотнений и т.д. Возникновение помпажа в нагнетателе вызывает колебания частоты вращения и температуры газа РТУ, приводящей во вращение нагнетатель, и, как следствие, к возникновению неустойчивой работы осевого компрессора, что, в свою очередь, приводит к аварийной остановке ГПА.
Причинами возникновения помпажа является изменение характеристики сети (газопровода), вследствие:
- колебаний давления газа в газопроводе;
- влияния параллельно включенных, но более напорных нагнетателей;
- неправильной или несвоевременной перестановки кранов в трубной обвязке нагнетателя.
Изменение режима работы нагнетателя до значительного уменьшения расхода газа (приблизительно до 60% расчетного значения), вследствие:
- снижения частоты вращения нагнетателя ниже допустимой;
- ухудшения технического состояния газотурбинного привода;
- попадания посторонних предметов на защитную решетку нагнетателя и ее обледенение и др.
Режимы работы нагнетателя по расходу газа, как правило, ограничиваются 10%-м запасом от границы помпажа (рис. 3.18) и определяются как:
. (3.1)
Пример 3.2. Определить запас устойчивой работы нагнетателя ГПА-Ц-6,3/56М-1,45, имеющего следующие параметры рабочего режима: давление газа на входе нагнетателя = 3,9 МПа, давление газа на выходе нагнетателя = 5,3 МПа, температура газа на входе = 16 °С, частота вращения нагнетателя = 8100 об/мин, производительность нагнетателя = 475 тыс.н·м /ч, плотность газа = 0,676 кг/м .
Решение. Относительная плотность газа по воздуху
. (3.2)
Газовая постоянная
R= = 52,2 кг · м/кг · K 512 Дж/кг · K. (3.3)
Коэффициент сжимаемости газа по параметрам входа определяется по номограмме рис. 1.1, либо по соотношению [2]:
, (3.4)
где - соотношение температур газа на входе и критической
;
- соотношение давлений газа на входе и критического
;
- критическая температура ( = 190,1 К);
- критическое давление ( = 4,73 МПа).
Плотность газа на входе
= 10 · 3,9/0,93 · 289,2 · 52,2 = 28,32 кг/м .
Объемная производительность нагнетателя
= 475 · 0,676/0,06/28,32 = 189 м / мин.
Приведенная объемная производительность
= 189 · 8200/8100= 191,3 м /мин.
Запас устойчивой работы нагнетателя
· 100% = (191,3 - 135)/135 · 100% = 41,7%,
где = 135 м /мин определяется по характеристике нагнетателя.
Эксплуатационный персонал должен по показаниям штатных приборов периодически контролировать положение рабочей точки на характеристике нагнетателя и не допускать ее приближения к опасной зоне, для чего при работе на частичных режимах необходимо повышать частоту вращения нагнетателя либо уменьшать напор и расход параллельно работающей группы нагнетателей. При возникновении помпажа необходимо открыть перепускной кран, соединяющий линию нагнетания с всасывающей, при этом расход газа через нагнетатель увеличится, а степень сжатия снизится, рабочая точка нагнетателя переместится вправо от границы помпажа (см. рис. 3.18).
Рис. 3.18. Принципиальная характеристика нагнетателя с линиями ограничения по помпажу;
- объёмный расход газа; - относительный политропный напор;
1 - нормальный режим работы нагнетателя; 1’ - режим работы нагнетателя после открытия перепускного крана;
1’’ - режим полного открытия перепускного крана;