Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Турбомашины и турбоустановки

Диссертационная работа:

Прокопец Алексей Олегович. Повышение эффективности работы приводных стационарных газотурбинных установок в условиях эксплуатации ооо «Газпром Трансгаз Югорск»: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.04.12 / Прокопец Алексей Олегович;[Место защиты: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина].- Екатеринбург, 2012.- 20 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность проблемы. В настоящее время парк газотурбинных приводов газоперекачивающих агрегатов (ГПА) предприятия ООО «Газпром трансгаз Югорск», эксплуатирующего крупнейшую газотранспортную систему в мире, насчитывает более 1100 ГПА. В составе парка около 50 % - это ГТУ отечественного и зарубежного производства общепромышленного типа (стационарные), установленные в основном в 70-80-х годах прошлого века с наработкой около 100 тыс. часов либо значительно превышающей назначенный суммарный ресурс. Темпы реконструкции компрессорных цехов, с заменой физически и морально устаревших приводных ГТУ на более совершенные, в основном авиационного и судового типов, значительно отстают от темпов «старения» эксплуатируемых ГТУ. В связи с этим необходимо уделять особое внимание техническому состоянию работающих стационарных ГТУ и реализовывать мероприятия для максимально эффективной их эксплуатации в части вырабатываемой мощности, экономичности и надежности.

Помимо проблем, связанных с большой наработкой ГТУ стационарного типа, в процессе длительной эксплуатации в результате реализации различных инженерных решений при строительстве объектов, мероприятий по ремонтно-техническому обслуживанию и реконструкции ГТУ сформировалось многообразие основных и вспомогательных систем ГПА - типов конструкций КВОУ, регенеративных теплообменников, конструкций камер сгорания - для одного и того же типа ГТУ. Указанные причины приводят к отклонению (зачастую ухудшению) основных характеристик как ГТУ в целом, так и осевых компрессоров и турбин в частности, от паспортных значений.

В связи с этим актуальность работы, определяющая ее цели и задачи, заключается в исследовании влияния указанных факторов на основные характеристики ГТУ и разработке способов (методов) повышения эффективности работы стационарных ГТУ с учетом многообразия эксплуатационных факторов.

Цель работы: повышение эффективности работы ГТУ общепромышленного типа в условиях эксплуатации газотранспортного

предприятия 000 «Газпром трансгаз Югорск» на основе современных возможностей, знаний и достижений в области экспериментальных исследований и методов численных исследований с применением современных программных средств.

Для достижения указанной цели в ходе исследований поставлены и решены следующие основные задачи:

Исследование причин недостаточной газодинамической устойчивости осевых компрессоров ГТУ типа ГТК-10-4 в различных условиях эксплуатации;

Разработка метода проведения в условиях эксплуатации экспериментальных исследований с целью определения срывных и неустойчивых режимов работы и регистрации срывных явлений в проточной части осевых компрессоров стационарных ГТУ;

Исследование влияния конструктивных особенностей системы воздухозабора и воздухоподготовки (КВОУ) на запас газодинамической устойчивости (ГДУ) осевых компрессоров ГТУ;

Численное исследование процесса сжатия воздуха в проточной части ОК ГТУ ГТК-10-4 и верификация численного метода на основе экспериментальных данных. Уточнение физической картины обтекания лопаточных венцов ОК ГТУ ГТК-10-4 на номинальном и переменных режимах работы;

Реализация и апробация способа повышения эффективности работы ГТУ типа ГТН-16 в условиях эксплуатации.

Научная новизна полученных результатов. 1. Предложен, обоснован и разработан метод проведения специальных экспериментальных исследований в условиях эксплуатации, направленных на определение неустойчивых режимов работы осевого компрессора ГТУ и регистрацию срывных явлений в проточной части ОК. На основании разработанного метода обоснованно определены границы газодинамической устойчивости работы осевого компрессора ГТУ ГТК-10-4.

  1. Установлены причины появления срывных явлений в проточной части ОК на основании численного исследования процесса сжатия воздуха в ОК ГТУ типа ГТК-10-4. Уточнена физическая картина течения воздуха в проточной части компрессора.

  2. Установлено влияние конструктивных характеристик системы воздухоподготовки и воздухоочистки ГТУ на запас ГДУ ОК на основе численных и экспериментальных исследований.

  3. Предложен и обоснован способ повышения эффективности работы ГТУ типа ГТН-16 с учетом эксплуатационных факторов за счет перераспределения работы расширения продуктов сгорания между турбинами высокого и низкого давления путем раскрытия лопаток соплового аппарата (СА) ТНД.

Практическая значимость заключается в следующем:

  1. Апробирован метод проведения специальных экспериментальных исследований по выявлению и регистрации срывных и неустойчивых режимов работы ОК ГТУ в условиях эксплуатации;

  2. Установлены границы газодинамической устойчивости осевого компрессора ГТУ типа ГТК-10-4 с внесением соответствующих ограничений по приведенной относительной частоте вращения ротора ОК в систему управления ГТУ для предотвращения срывных режимов его работы и помпажа;

  3. Определены «узкие» места в конструкции лопаточного аппарата ОК ГТУ ГТК-10-4 и показаны перспективы его совершенствования;

  4. В условиях эксплуатации апробирован способ повышения эффективности работы ГТУ типа ГТН-16. Проведены работы по изменению угла установки лопаток С А ТНД с целью перераспределения работы расширения в турбине. Подтверждено повышение вырабатываемой мощности ГТУ на 4 %.

Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечена:

хорошей воспроизводимостью экспериментальных данных и сходимостью их с результатами численных исследований;

совпадением результатов экспериментальных работ с теоретическими представлениями и опытными данными по теме исследований других авторов;

тем, что основные результаты прошли промышленную апробацию и уже использованы для повышения эффективности эксплуатации стационарных ГТУ ООО «Газпром трансгаз Югорск» и предотвращения аварийных ситуаций на компрессорных станциях;

использованием в работе современных, апробированных и научно обоснованных программ и методик на основе численного трёхмерного анализа течений в каналах и лопаточных аппаратах турбомашин.

Личный вклад соискателя заключается в постановке целей и задач исследования, научно-техническом обосновании положений, выносимых на защиту, участии в разработке метода проведения специальных экспериментальных исследований осевого компрессора ГТУ в условиях эксплуатации, анализе структурного и технического состояния парка газотурбинных ГПА 000 «Газпром трансгаз Югорск» и обобщении результатов проведения экспериментальных и численных исследований, а также в реализации и апробации способа повышения эффективности работы ГТУ типа ГТН-16.

Автор защищает следующие основные положения:

Метод проведения специальных экспериментальных исследований ОК стационарных ГТУ в условиях эксплуатации с целью определения и регистрации срывных и неустойчивых режимов его работы;

Результаты численных и экспериментальных исследований процесса сжатия воздуха в ОК ГТУ ГТК-10-4 и влияния конструктивных особенностей КВОУ на запас ГДУ ОК;

Результаты реализации и апробации способа повышения эффективности работы ГТУ ГТН-16 за счет перераспределения работы расширения в турбине раскрытием лопаток СА ТНД.

Апробация результатов работы. Основные результаты исследований, изложенных в диссертации, были представлены и обсуждались:

на LII научно-технической сессии РАН по проблемам газовых турбин
(г. Самара, 2005);

X, XI, XII, XIII, XIV, XV Международных симпозиумах «Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования» (г. Санкт-Петербург, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2010);

III и IV Международных научно-технических конференциях «Газотранспортные системы: настоящее и будущее» (г. Москва, 2009, 2011).

Реализация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы прошли промышленную апробацию и используются в ООО «Газпром трансгаз Югорск» при эксплуатации и ремонтно-техническом обслуживании стационарных ГТУ. Также отдельные результаты работы используются в научно-исследовательской деятельности и в учебном процессе подготовки специалистов, бакалавров и магистров кафедры «Турбины и двигатели» УрФУ.

Публикации. По теме повышения эффективности работы ГТУ опубликовано 23 работы, из них 5 статей в реферируемых изданиях по списку ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения по работе, списка использованной литературы, включающего 87 наименований. Работа изложена на 130 страницах, содержит 53 рисунка и 13 таблиц.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net