Газотурбинные электростанции для нефтяных месторождений

 

    Пусковая  система 

    В пусковую систему входят стартер и соответствующие приборы системы контроля для создания крутящего момента, необходимого для начала вращения и разгона турбины до достижения установившегося режима. При отключении стартера работает его обгонная муфта, и турбина разгоняется самостоятельно до полной нагрузки.

    Электрическая пусковая система прямого действия состоит из двух основных компонентов: электродвигателя переменного тока и частотно- регулируемого привода.

    Двигатель поставляется смонтированным непосредственно на редукторе вспомогательного оборудования или на газогенераторе турбины.

    Электрический стартер имеет преимущество перед  газовым турбодетандером, так как  является экологически чистым и более  компактным элементом.  

    Топливная система  

    Топливная система способна работать на природном газе или жидком топливе и включает компоненты, необходимые для управления подачей топлива согласно требуемым нагрузкам, а также все необходимые элементы управления для перехода с одного вида топлива на другое в процессе работы.

    В топливную систему для газа входит следующее: главный запорный топливный  клапан;

• дополнительный запорный топливный клапан с управляющим приводом;
• управляющий топливный клапан для газа; узел дроссельного клапана;
• электрогидравлический привод топливной системы;
• 10-мкм газовый фильтр для системы импульсного газа; манометр топливного газа;
• 12 узлов топливных форсунок;
• реле давления предохранительного клапана;
• отключающее реле высокого давления топливного газа;
• фильтр-сепаратор топливного газа.

    Топливный газ должен удовлетворять требованиям Технических условий ЕS 9-98 компании Solar.  

    Система смазки 

    В агрегате используется комплексная  система смазки. Масло из системы  смазки подается под давлением к  различным рабочим узлам турбины  и приводимого оборудования. Масло в систему поступает из масляного бака, установленного на стальной монтажной раме турбины. Необходимая температура масла обеспечивается маслоохладителем. 

    В систему смазки входят:

• масляный бак;
• главный масляный насос с электродвигателем;
• вспомогательные насосы с электродвигателями;
• двойные масляные фильтры со сменными 10 мкм элементами;
• маслоохладители;
• приборы контроля уровня, давления и температуры масла;
• датчики давления масла;
• сетчатые фильтры.

 

    В систему входят все трубки и коллекторы, установленные внутри монтажной рамы.

    Система пред/послеэксплуатационной смазки обеспечивает подачу масла к подшипникам  турбины до пуска турбины, а также  для дополнительной смазки после  ее останова. Система состоит из установленного на монтажной раме масляного насоса с приводом от электродвигателя.

    Нагреватель масляного бака обеспечивает предпусковую температуру смазочного масла не ниже 10⁰ С.

    Система охлаждения масла состоит из воздушного маслоохладителя с приводом вентилятора  от электродвигателя переменного тока и предназначена для поддержания температуры масла в системе смазки турбины и генератора в допустимом интервале температур. Маслоохладитель предназначен для работы при окружающей температуре воздуха от –55⁰ С до 37⁰ С.  

    В технических условиях ES 9-224 фирмы «Солар» указывается вид смазочного масла, предназначенного для использования в газовых турбинах «Солар», редукторах и приводимом оборудовании при нормальной эксплуатации. Разрешено использование турбинного смазочного масла российского производства марки ТП-22С. 

    5. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ  ОБОРУДОВАНИЕ 

    Магистраль  отбора сжатого воздуха 

    Газоперекачивающий  агрегат оснащается магистралью  отбора воздуха, стравливаемого из турбокомпрессора, присоединяются к самоочищающемуся воздушному фильтру турбины. Охлаждение воздуха перед подачей в фильтр обеспечивается в теплообменнике, устанавливаемом в воздухозаборном тракте, между входным воздушным фильтром и глушителем. 

    Система промывки турбокомпрессора 

    Система промывки компрессора турбины обеспечивает возможность его периодической очистки. В систему входит распределительный коллектор с распылительными форсунками и соответствующей трубной разводкой с электромагнитными запорными клапанами. Эта система предназначена для промывки с проворачиванием ротора с помощью системы старта. Турбина вращается с максимальной скоростью, обеспечиваемой пусковой системой, но с отключенными системами подачи топлива и зажигания.

    Моющий  раствор, отвечающий техническим требованиям  ЕS 9-62 компании Бо1аг, подается в систему под давлением по трубопроводу, присоединяемому к входному штуцеру системы на раме блока. Подача моющего раствора обеспечивается под давлением 0.138 – 0.276 МПа. Расход воды составляет 23-30 л/мин при минимальном потреблении воды 114 л за цикл промывки.

    Установка подачи воды для промывки турбокомпрессора состоит из тележки, с монтируемым на ней насосом с электродвигателем переменного тока, смесительного бачка из нержавеющей стали емкостью 257л. Установка обеспечивает подачу раствора или дистиллированной воды 23-30 л/мин при давлении 0.138 – 0.276 МПа к промывочному коллектору турбины.  

    Грузоподъемная  оснастка и такелажный комплект  

    В такелажный комплект входят стропы, траверсы и вспомогательные приспособления для такелажных операций с газотурбинным  энергоблоком с укрытием или без него.  

    Комплект  для перемещения турбины состоит  из следующего:

• внутренний рельс для блока техобслуживания;
• внешняя надставка рельса блока техобслуживания длиной 3048 мм;
• устройство для подъема с одной точкой крепления;
• цепной полиспаст и блок.

 

    Устройство  для подъема с одной точкой крепления, которое имеет регулируемый центр тяжести, закрепляется на фланцах  турбины, образуя одноточечное грузовое крепление к цепи лебедки, так  чтобы обеспечить перемещение целой  турбины, либо ее отдельных узлов.

    Надставка рельса позволяет вынести турбину  через одну из сторон укрытия. Один конец надставки прикрепляется  к внутреннему рельсу, второй конец  имеет опору на землю. Газовая  турбина затем удаляется через  боковую сторону укрытия и  помещается в кузов грузовика или на тележку. 

    Укрытие турбины 

    Стальной  корпус укрытия представляет собой  автономное, защищенное от внешних  воздействий, изолированное и шумозащищенное сооружение, смонтированное на платформе  турбоагрегата.

    Панели  стен и крыши, а также стальные двери укреплены стальной рамой. Панели стен и крыши легко снимаются по отдельности для обеспечения полного доступа к основным компонентам для инспекции и обслуживания, для удаления компонентов с помощью погрузчика или крана. Панели покрыты фиберглассовым материалом для шумо- и теплоизоляции, а между всеми панелями установлены прокладки для герметизации и шумоизоляции.

    В укрытии находится отсек приводной  системы, только до выходного вала редуктора. Генератор находится за пределами  укрытия.

    В укрытии предусматривается система вентиляции, освещение, система обнаружения и тушения пожара, система обнаружения горючих газов, а также установлен датчик, приводящий в действие сигнализацию при повышении температуры в укрытии.  

    6. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ.  

    В приложении 1 представлена принципиальная технологическая схема ГТЭС.

    По  оси каждого энергоблока со стороны  ГТУ примыкает тракт выхлопа, образованный выхлопным устройством  ГТУ, газоходом, шумоглушителем и дымовой  трубой.

    Комплексное воздухоподготовительное устройство со встроенным шумоглушителем (КВОУ), которое соединяется с всасывающей улиткой, образует тракт всаса ГТУ.

    Прежде  чем поступить в ГТУ, топливо  проходит установку подготовки  

    6.1 Исполнение ГТЭС  в легкосборном  укрытии  

    Компоновка  ГТЭС в легкосборном укрытии представлена в двух вариантах в приложениях 3 – 6.  

    Вариант 1 

    Основное  оборудование скомпоновано в здании размером 15 х 24 м и высотой по низу балок 7.8 м.

    В машинном зале размещены три энергоблока. Расположение энергоблоков поперечное. Расстояние между осями энергоблоков составляет 6 метров. 

    Базовая сборочная единица электроагрегата  – энергоблок, представляющий собой  составную раму, на которой смонтированы ГТУ с редуктором, турбогенератор и укрытие (контейнер ГТУ).

    Выхлоп  – осевой, образован диффузором, шумоглушителем и дымовой трубой, имеющей высоту Н=20 м и диаметр устья с1 =1.6 м.

    У ряда «А» на своих металлоконструкциях  располагается воздухоподготовительное  устройство (КВОУ).

    Слева от энергоблоков (если смотреть со стороны  генератора) располагается двухэтажный блок вспомогательных служб, в котором размещаются помещения электротехнического оборудования и АСУТП.

    Со  стороны ряда «В» на открытой площадке располагаются маслоохладители.

    Для ремонта и обслуживания оборудования предусматриваются три монорельса грузоподъемностью Зт.

    Вдоль ряда «А» организован автомобильный  заезд.  

    Вариант 2  

    В этом варианте основное оборудование размещается в здании размером 9 х 45 м и высотой по низу балок 6.0 м.

    Расположение  энергоблоков продольное. Расстояние между осями КВОУ энергоблоков составляет 15 м. Выхлоп осевой.

    Компоновка  энергоблоков аналогична компоновке в  варианте 1. Маслоохладители располагаются  на открытой площадке со стороны ряда «Б».

    КВОУ (воздухоподготовительное устройство) располагается на своих металлоконструкциях у ряда «А».

    Для ремонта и обслуживания оборудования предусматриваются три монорельса грузоподъемностью Зт и автозаезд  у ряда «А».

    Со  стороны постоянного торца размещается  одноэтажное здание, в котором  располагаются помещения электротехнического оборудования и АСУТП.  

    6.2 Здание компрессорной  топливного газа  

    В здании размером 6 х 6 м и высотой 3.6 м по низу балок размещаются  три компрессорных установки.

    Компрессор  с приводом смонтированы на одной  раме и поставляется на площадку полной заводской готовности.

    Из  коллектора топливного газа низкого  давления газ направляется в скруббер на всасе компрессора. Каждый компрессор подсоединен к коллектору. Рядом  с компрессором размещается масляная ловушка.

    Охладители  газа и смазочного масла располагаются на открытой площадке рядом со зданием. 

    7. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ  

    7.1 Главная схема  электрических соединений  

    Для приема и распределения энергии  генераторов предусматривается  распределительное устройство генераторного  напряжения – ГРУ-б кВ.

    Схема ГРУ-б кВ выполняется с одной  рабочей секционированной системой сборных шин, между секциями устанавливается  секционный выключатель.

    Выдача  мощности в систему осуществляется по двум отходящим от разных секций линиям 6.3 кВ. Собственные нужды 0.4,кВ питаются от двух подключенных к разным секциям б.3 кВ трансформаторов (ТСН) 6.310.4 кВ, работающим по схеме взаиморезерва.