slogan

Турбодетандер-электрогенераторные агрегаты мощностью до 500 кВт на базе струйно-реактивной турбины (СРТ) для систем редуцирования давления природного газа

Продукция » Котельное и энергетическое оборудование » Турбодетандер-электрогенераторные агрегаты мощностью до 500 кВт на базе струйно-реактивной турбины (СРТ)

Турбодетандер-электрогенераторные агрегаты мощностью до 500 кВт на базе струйно-реактивной турбины (СРТ) для систем редуцирования давления природного газа

Параметры

ТДА-СРТ-100-7,5/2,5В

ТДА-СРТ-100/130-5,5/0,6ВРД

ТДА-СРТ-55-5,5/0,6В (ТДА-СРТ-15-5,5/1,2)

Мощность, кВт

100

100

55 (15)

Давление входа max, ати

80

64

64 (64)

Давление входа ном., ати

75

55

55 (55)

Давление выхода max, ати

25

6

6 (12)

Расход газа с подогр., кг/с

1,2…1,5

1,1…1,4

1,2…1,5 (0,3...0,5)

Масса турбоагрегата, кг

1600

1670

1400 (730)

Габаритные размеры, мм

1400; 700; 880

1500; 700; 880

1670; 1060 (диаметр); 700 (диаметр)

Турбодетандер-электрогенераторные агрегаты мощностью до 500 кВт на базе струйно-реактивной турбины (СРТ) для систем редуцирования давления природного газа

Турбодетандер – электрогенераторные агрегаты
ТДА-СРТ-100/130-5,5/0,6ВРД и ТДА-СРТ-100-7,5/2,5ВР
базовые параметрического ряда ТДА-СРТ мощностью 50…500 кВт

Турбодетандер-электрогенераторные агрегаты мощностью до 500 кВт на базе струйно-реактивной турбины (СРТ) для систем редуцирования давления природного газа

Агрегат ТДА-СРТ-100/130-5,5/0,6ВРД на ГРС-1 г. Сумы

Технические характеристики и краткое описание

1. Условное обозначение агрегата
ТДА-СРТ-100/130-5,5/0,6ВРД и ТДА-СРТ-100-7,5/2,5ВР,
где ТДА - турбодетандер-электрогенераторный агрегат;
СРТ – струйно-реактивная турбина;
100 - номинальная мощность ТДА в кВт;
130 – максимальная мощность ТДА в кВт при максимальном давлении на входе 64 ати (максимальное давление на входе 64 и 80 соответственно для каждого агрегата);
55 (75) - номинальное рабочее давление газа на входе ТДА, в ати;
Примечание: в скобках здесь и далее для ТДА-СРТ-100-7,5/2,5ВР.
0,6 (2,5) - максимальное давление газа на выходе ТДА, в ати;
В – внешняя электросеть - индекс, обозначающий исполнение ТДА-СРТ по условиям работы с внешней электрической сетью. Присутствие данного индекса указывает на назначение ТДА-СРТ только для работы с внешней сетью (возбуждение асинхронной электрической машины - генератора от внешней сети). Отсутствие индекса указывает на возможность применения ТДА-СРТ в качестве автономной электростанции (наличие собственной системы возбуждения с применением синхронного или асинхронного электрогенератора);
Р – редукторный (передача мощности с вала СРТ на вал генератора через зубчатый редуктор);
Д – давление (корпус редуктора под давлением газа на выходе ТДА).
2. Область применения - газораспределительные станции (ГРС) и блоки подготовки топливного газа (БПТГ) ГПА (только для ТДА-СРТ-100-7,5/2,5ВР).
3. Параметры номинального режима
3.1. Давление газа на входе – 55 ати.
3.2. Давление газа на выходе – 3,0 (22) ати.
3.3. Температура газа на входе - 0... +15°С (без подогрева газа).
3.4. Мощность – 100 кВт.
3.5. Расход газа - 1,1...1,4 кг/с (с подогревом газа).
3.6. Расход газа – 1,5...1,65 кг/с (без подогрева газа).
3.7. КПД турбины – 0,47 (с подогревом газа при частоте вращения СРТ 23746 об/мин и электрической мощности 100 кВт);
КПД турбины - 0,30 (без подогрева газа при частоте вращения СРТ 23746 об/мин и электрической мощности 100 кВт).
 Примечание: Возможно создание ТДА-СРТ с более высоким КПД (более 0,6) по специальному требованию заказчика, при этом необходим подогрев газа.

4. Массогабаритные показатели модуля ТДА-СРТ (турбодетандер с генератором на раме)
4.1. Масса модуля в целом – 1600 кг.
4.2. Масса турбодетандера – 350 кг.
4.3. Габаритные размеры:

  • длина и ширина рамы - 1400 ´ 700 мм;
  • высота по рым-болтам генератора – 880 мм.

5. Показатели надёжности (для номинального режима)
5.1. Полный ресурс модуля ТДА - 100000 час.
5.2. Средний ресурс ТДА между капитальными ремонтами - 20000 час.
5.3. Средняя наработка на отказ - 4000 час.
5.4. Работа ТДА непрерывная, круглосуточная, без остановок и без постоянного присутствия обслуживающего персонала:
время работы 8000‑8500 часов в год (не менее);
время работы без обслуживания в автоматическом режиме не более 1000 ч;

6. Условия эксплуатации
Условия эксплуатации модулей ТДА-СРТ в климатических исполнениях У1 и ХЛ1 - группа 3 по ГОСТ 15150-69.
Окружающая среда – атмосферный воздух с температурой:
для исполнения У1 (для районов с умеренным климатом) – от -40°С до +45°С;
для исполнения ХЛ1 (для районов с холодным климатом) – от -60°С до +45°С.

7. Состав ТДА-СРТ и особенности конструкции

ТДА-СРТ-100 представляет собой модуль полной заводской готовности со смонтированным на раме и обвязанным вспомогательным оборудованием, приборами и датчиками автоматики, контроля и защит. Основные составляющие модуля:

  • турбодетандер на базе струйно-реактивной турбины;
  • генератор трёхфазного переменного тока;
  • система автоматического управления, контроля и защиты (САУ);
  • система подключения к электрической сети.

Основным узлом турбодетандера является ротор струйно-реактивной турбины, консольно установленный в корпусе на скоростных радиально-упорных шариковых подшипниках разгруженных от осевой силы. Подача рабочей среды (газа) осуществляется посредством регулируемого подводящего сопла, выполненного в виде регулятора давления прямого действия после себя (на выходе ТДА-СРТ). Усилие струйно-реактивной турбины передается на вал генератора через скоростной одноступенчатый зубчатый редуктор в герметичном корпусе. Он находится под давлением газа равным давлению газа в корпусе СРТ, которое является выходным давлением ГРС. Такая конструкция исключает применение дорогостоящего концевого уплотнения скоростного вала СРТ. Кинематическое передаточное отношение редуктора - 7,85. Редуктор с блоком СРТ образуют сборочную единицу, устанавливаемую непосредственно на валу генератора без промежуточных деталей. Концевые уплотнения выполнены в виде торцевого масляного для выходного вала редуктора и сухого газового для вала СРТ. Система смазки редуктора и подшипников валов СРТ и редуктора - принудительная форсуночная от шестеренчатого насоса с электродвигателем.
Генератор трёхфазного переменного тока представляет собой взрывозащищённый асинхронный электродвигатель. Его возбуждение при этом обеспечивается от внешней электрической сети. Частота вращения ротора при номинальной мощности - 3025 об/мин, напряжение – 380 В.
Микропроцессорная система автоматического управления, контроля и защиты (САУ) выполнена на базе одноплатного контроллера РС 5066 или его аналога. Предпочтительно применение одной системы на несколько агрегатов. Для уменьшения стоимости одиночного агрегата возможна его поставка с релейной системой.
Система подключения к электрической сети предназначена для передачи в нее вырабатываемой электроэнергии, контроля ее показателей и защиты генератора от повреждений и ненормальных режимов работы.

Турбодетандер – электрогенераторные

агрегаты ТДА-СРТ-55-5,5/0,6ВБ-PN64 и ТДА-СРТ-15-5,5/1,2Б-PN64
базовые параметрического ряда ТДА-СРТ мощностью 4…55 кВт

Турбодетандер-электрогенераторные агрегаты мощностью до 500 кВт на базе струйно-реактивной турбины (СРТ) для систем редуцирования давления природного газа

Технические характеристики и краткое описание

1. Условное обозначение агрегата
ТДА-СРТ-55-5,5/0,6ВБ-PN64,
где ТДА - турбодетандер-электрогенераторный агрегат;
СРТ – струйно-реактивная турбина;
55 - номинальная мощность ТДА в кВт;
5,5 - номинальное рабочее давление газа на входе ТДА, в МПа (изб.);
6,4 - максимальное рабочее давление газа на входе ТДА, в МПа (изб.);
0,6 - максимальное давление газа на выходе ТДА, в МПа (изб.);
В – внешняя электросеть - индекс, обозначающий исполнение ТДА-СРТ по условиям работы с внешней электрической сетью. Присутствие данного индекса указывает на назначение ТДА-СРТ только для работы с внешней сетью (возбуждение асинхронной электрической машины - генератора от внешней сети). Отсутствие индекса указывает на возможность применения ТДА-СРТ в качестве автономной электростанции (наличие собственной системы возбуждения с применением синхронного или асинхронного электрогенератора);
Б – баррель (генератор с СРТ на его валу заключён в герметичный корпус-баррель, находящийся под давлением газа на выходе ТДА);

2. Область применения - газораспределительные станции (ГРС) газовой промышленности с давлением на выходе до 2,5 МПа (в зависимости от исполнения ТДА-СРТ под ГРС).
3. Параметры номинального режима
            3.1. Давление газа на входе – 5,5 МПа (изб.).
3.2. Давление газа на выходе – 0,6 МПа (изб.).
3.3. Температура газа на входе - +15°С.
3.4. Мощность – 55 кВт.
3.5. Расход газа – 1,1 – 1,5 кг/с.
3.6. КПД турбины – 0,2 – 0,25 (при частоте вращения 3025...3075 об/мин и электрической мощности 55 кВт).
4. Массогабаритные показатели модуля ТДА-СРТ-55-6,4/0,6ВБ (турбодетандер с генератором в герметичном корпусе-барреле под давлением газа на выходе ТДА)
4.1. Масса модуля в целом – 1400 кг.
4.2. Габаритные размеры:

  • длина (высота) - 1670 мм;
  • диаметр корпуса-баррели – 1060 мм.

5. Показатели надёжности

5.1. Показатели надёжности и ресурса ТДА соответствуют показателям по ТУ применяемой электрической машины (генератора).

5.2. Работа ТДА непрерывная, круглосуточная, без остановок и без постоянного присутствия обслуживающего персонала:

  • время работы 5000‑8500 часов в год (не менее);

время работы без обслуживания в автоматическом режиме не более 1000 ч;

6. Условия эксплуатации

6.1. Условия эксплуатации модулей ТДА-СРТ-55 в климатических исполнениях У1 и ХЛ1 - группа 3 по ГОСТ 15150-69.

Окружающая среда – атмосферный воздух с температурой:

  • для исполнения У1 (для районов с умеренным климатом) – от -40°С до +45°С;
  • для исполнения ХЛ1 (для районов с холодным климатом) – от -60°С до +45°С.

7. Состав ТДА-СРТ и особенности конструкции

ТДА-СРТ представляет собой модуль полной заводской готовности со смонтированным на раме и обвязанным вспомогательным оборудованием, приборами и датчиками автоматики, контроля и защит. Основные составляющие модуля:

  • турбодетандер на базе струйно-реактивной турбины;
  • генератор трёхфазного переменного тока;
  • система автоматического управления, контроля и защиты (САУ);
  • система подключения к электрической сети.

Основным узлом турбодетандера является ротор струйно-реактивной турбины, консольно установленный непосредственно на валу генератора. Генератор с турбиной заключены в герметичный корпус-баррель, находящийся под давлением газа на выходе турбины, которое является выходным давлением ГРС. Подача рабочей среды (газа) осуществляется посредством регулируемого подводящего сопла, выполненного в виде регулятора давления прямого действия после себя (на выходе ТДА-СРТ).

Генератор трёхфазного переменного тока представляет собой взрывозащищённый асинхронный электродвигатель. Его возбуждение при этом обеспечивается от внешней электрической сети. Частота вращения ротора при номинальной мощности - 3057 об/мин, напряжение – 380 В. Охлаждение генератора осуществляется холодным газом, вышедшим из турбины и циркулирующим в корпусе-барреле.

Микропроцессорная система автоматического управления, контроля и защиты (САУ) выполнена на базе одноплатного контроллера РС 5066 или его аналога. Предпочтительно применение одной системы на несколько агрегатов. Для уменьшения стоимости одиночного агрегата возможна его поставка с релейной системой.

Система подключения к электрической сети предназначена для передачи в нее вырабатываемой электроэнергии, контроля ее показателей и защиты генератора от повреждений и ненормальных режимов работы.

Оригинальное конструктивное исполнение этого ТДА, заключающееся в установке турбины непосредственно на валу генератора и размещение их в герметичном корпусе-барреле находящемся под давлением газа не выходе из турбины обеспечило исключение:

  • скоростного зубчатого редуктора;
  • системы смазки;
  • системы концевого уплотнения вала.

Эти решения снижают стоимость агрегата не менее чем в 3 раза при значительном росте показателей надёжности и снижении эксплуатационных расходов. Снижение КПД турбины, связанное с её установкой на валу генератора, что обуславливает ее низкую окружную скорость, в большинстве случаев конкретного применения ТДА не снижает суммарный экономический эффект за счет низких первоначальных затрат и эксплуатационных расходов.

На рисунке показан турбодетандер-электрогенераторный агрегат ТДА-СРТ-15-5,5/1,2Б-PN64 мощностью 15 кВт для автономного снабжения электроэнергией потребителей ГРС (входит в ряд ТДА-СРТ 4...55 кВт).

Турбодетандер-электрогенераторные агрегаты мощностью до 500 кВт на базе струйно-реактивной турбины (СРТ) для систем редуцирования давления природного газа

Конструкция предельно проста - отсутствуют редуктор, уплотнения, система смазки и система охлаждения. Генератор охлаждается холодным газом из турбины. В связи с этим агрегат очень прост и экономичен в обслуживании. Подвод газа по трубопроводу DN 40 (подогрев газа в принципе не требуется), выход газа по трубопроводу DN 100, который принят с некоторым запасом.

Агрегат может устанавливаться параллельно с регуляторами ГРС как на открытой площадке, так и в помещении ГРС.

На малых ГРС возможен пропуск всего объема газа через детандер, в таком исполнении агрегат обеспечивает выполнение функции регулятора давления после себя.

Полный ресурс агрегат 100000 часов.

Расход газа при отношении давлений входа и выхода 50/6 примерно 0,3 кг/с или 0,3/0,682=0,348 нм3/с=1253 нм3/час.

Возможно увеличение КПД турбины и соответственно уменьшение расхода газа, но при этом потребуется существенный подогрев газа при условии поддержания минимально-допустимой температуры газа на выходе ГРС.

Турбодетандер-электрогенераторные агрегаты мощностью до 500 кВт на базе струйно-реактивной турбины (СРТ) для систем редуцирования давления природного газа

Преимущества струйно-реактивной турбины и агрегатов на её основе
Струйно-реактивная турбина (СРТ)

В части применения СРТ в газовых турбодетандерах по сравнению с классическими лопаточными турбинами они обладают рядом преимуществ‚ основные из которых следующие.
1. Простота конструкции. Это обеспечивает возможность быстрого освоения производства и значительно более низкую себестоимость изготовления.
2. Высокий уровень унификации. На базе одного ротора могут выполняться СРТ нескольких типоразмеров по мощности. Заменяются только сопла и диффузор. Возможно также использование одного ротора для всего диапазона мощностей от 50 до 500 кВт.
3. Высокая надежность работы. СРТ могут работать на загрязненном‚ влажном газе при температуре до -60°С. Это обусловлено отсутствием лопаточных аппаратов и малозазорных уплотнений‚ чувствительных к эрозионному износу и обледенению. Исключена необходимость в системе предварительного подогрева газа, его очистки и осушки.
4. Стабильность выходных характеристик. Они остаются неизменными в широком диапазоне изменений давления‚ температуры и нагрузок. Производственно-технологические отклонения при изготовлении турбины оказывают на них слабое влияние. По величине КПД в рассматриваемом диапазоне мощностей до 500 кВт СРТ не уступает лопаточным турбинам с парциальным впуском.
5. Малая масса и момент инерции ротора. Это обуславливает:

  • хорошие динамические характеристики и‚ следовательно‚ эффективную работу в режиме регулирования;
  • устойчивую и надежную работу в части динамики на больших частотах вращения;
  • малые нагрузки на опоры вала ротора при сниженных требованиях статической и динамической балансировки ротора.

6. Оригинальность конструкции ТДА. Малая масса ротора СРТ обеспечивает возможность её консольной установки в обычных шариковых подшипниках. Корпус турбодетандера находится под низким выходным давлением газа, под высоким давлением находится только внутренняя проточная часть самой СРТ.
7. Низкие массо-габаритные показатели ТДА-СРТ. По сравнению с аналогичными ТДА с лопаточными турбинами масса ТДА-СРТ в 3 и более раз меньше.
Например, масса ТДА УКС2-300 ("Турбогаз", Харьков) мощностью 300 кВт составляет 16 т, а масса трёх агрегатов ТДА-СРТ-100 (по 100 кВт) составляет около 5 т.
8. Простота эксплуатации ТДА и низкие эксплуатационные затраты. Эти показатели являются одними из слагаемых высоких технико-экономических показателей их применения.

ОБ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТУРБОДЕТАНДЕР-ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРНЫХ АГРЕГАТОВ ТИПА ТДА-СРТ

Применение турбодетандер-электрогенераторных установок на основе классических лопаточных турбин в настоящее время является эффективным только для установок большой единичной мощности (более 1 МВт), то есть только на сравнительно крупных ГРС. Это связано с тем, что при уменьшении единичной мощности ТДА ниже 500 кВт начинает резко возрастать удельная стоимость (на 1 кВт мощности) классических лопаточных турбин и установок в целом, а их КПД снижается.

Технико-экономическими расчетами ориентировочно определены граничные мощности применения турбодетандерных установок на основе классических лопаточных турбин:

  • турбодетандеры с радиальной центростремительной турбиной - более 300 кВт;
  • турбодетандеры с осевой турбиной - более 400 кВт.

Основной парк ГРС обычно составляют малые и средние ГРС (до 90%), на которых возможно получение электрической мощности только до 500 кВт при применении ТДА. Именно диапазон установок малых и средних мощностей 50…500кВт, в которых испытывается наибольшая потребность, оказывается на границе эффективности применения турбодетандерных установок на основе классических лопаточных турбин и ниже ее, в связи с чем такие ТДУ в этом диапазоне мощностей практически не применяются.

Агрегаты типа ТДА-СРТ за счёт использования простой, дешёвой и надёжной струйно-реактивной турбины эффективны именно в этом диапазоне мощностей.

Скачать каталог PDF

Версия для печати Турбодетандер-электрогенераторные агрегаты мощностью до 500 кВт на базе струйно-реактивной турбины (СРТ) для систем редуцирования давления природного газа

Для просмотра файлов Вам понадобится программа чтения файлов в формате PDF



Если она у Вас не установлена — можете скачать и установить:

PDF Reader Оригинальная программа от компании Adobe — Adobe Reader (Acrobat Reader) (~ 24 Мб)



PDF Reader Альтернативная прогрограмма — Foxit Reader (Её преимущество — меньший обьем и большая скорость работы ) (~ 4 Мб)

spp
ООО "Флуитек Системз" является членом УСПП


+38 (0542) 677-271
+38 (0542) 677-272
+38 (050) 308-92-92

Одно из направлений нашей работы - силовые гидравлика и пневматика. Будучи партнером группы европейских фирм-производителей, мы предлагаем к поставке материалы и комплектующие для гидро- и пневмосистем высокого и низкого давления, работающих с любыми средами.

Мы находимся по аресу:

Украина, г. Сумы, ул. Черепина, 60, офис 3


Карту проезда и дополнительную информацию, вы всегда можете посмотреть в разделе Контакты

Всеми правами на сайт и размещенную на нем информацию обладает компания Флуитек Системс а также компании, которые она представляет © 2009-2011 Copyright Fluitech Systems®


Разработка, поддержка, раскрутка — Флуитек Системз