Статья 4. БУТЭК. Опыт создания и эксплуатации БУТЭК на КС «Чаплыгин».
- Четверг, 19 Февраль 2009, 21:47
- БУТЭК, Газ
- 2685 смотр.
- Нет комментариев
На компрессорной станции «Чаплыгин» Первомайского управления магистрального газопровода ООО «Мострансгаз» в декабре 2002 г. запущен в эксплуатацию утилизационный комплекс мощностью 500 кВт, работающий на выхлопных газах газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-6,3.
Технический проект комплекса разработан научно-производственным внедренческим предприятием «Турбокон», рабочий проект — ОАО «Гипрогаз-центр», разработчик и изготовитель энергетического оборудования — ОАО «Калужский турбинный завод», котел-утилизатор разработан и изготовлен ОАО «Белэнергомаш».
Основное назначение энергокомплекса — накопление опыта эксплуатации в качестве источника электроэнергии на КС для последующего внедрения более мощных и совершенных установок такого типа.
Принципиальная тепловая схема энергокомплекса приведена на рис. 4. Выхлопные газы ГТУ агрегата ГПА-Ц-6,3 с температурой 340-360°С поступают в котел-утилизатор, в котором охлаждаются до ~220°С. Тепло газов используется для выработки 11,2 т/ч водяного пара с температурой 200°С и давлением 0,99 МПа. Пар поступает на турбину типа «Кубань-0,75» (ТГ 0,75/04 Р 13/2, работающую на пониженных параметрах пара), производит 500 кВт электрической мощности и конденсируется в воздушно-конденсационной установке при атмосферном давлении. Конденсат пара из конденсатосборника откачивается конденсатно-питательным насосом в котел-утилизатор, и цикл замыкается. В схеме предусмотрена система охлаждения для обеспечения работы охладителя генератора, маслоохладителя и эжектора отсоса из уплотнений турбины. Маневровые качества энергокомплекса обеспечивается байпасированием ТГ «Кубань-0,75» с использованием редукционно-охладительной установки.
Таблица 2. Наименование оборудования
| Котел-утилизатор КГТ-11/0,9-200 |
| Модуль турбогенераторный «Кубань 1- 0,5 МТГ» |
| Блок конденсатно-питательной системы — БКПС |
| Блок системы охлаждения — БОХ |
| Воздушно-конденсационная установка — ВКУ |
| Блок химводоочистки |
| Установка заполнения и подпитки систем |
| Шкаф силовой тепломеханического оборудования (ТМО) |
| Пульт управления ТМО №1 |
| Пульт управления ТМО №2 |
| Главный щит управления |
Рис. 4. Принципиальная тепловая схема энергокомплекса.
Таблица 3. Параметры оборудования.
| Наименование оборудования | Наименование параметров | Значения параметров |
| Котел-утилизаторКГТ-1 1/0,9-20 | Расход пара, т/ч | 11,2 |
| Давление пара, МПа | 0,99 | |
| Температура пара, ºС | 209 | |
| Паровая турбина | Расход пара, т/ч | 9,5 |
| Давление пара, МПа | 0,75 | |
| Температура пара, ºС | 200 | |
| Мощность, кВт | 500 | |
| Частота вращения ротора, об/мин | 8000 | |
| Воздушный конденсатор и водоохладительные модули | Тепловая нагрузка воздушного конденсатора, МВт | 6,2 |
| Давление в оздушном конденсаторе, МПа | 100 | |
| Тепловая нагрузка водоохладительных модулей, МВт | 0,89 | |
| Количество вентиляторов | 4 | |
| Тип вентиляторов | ВГ 25-РК | |
| Частота вращения рабочего колеса, об/мин | 572 |
Котел-утилизатор (КУ) — барабанный, водотрубный, с многократной принудительной циркуляцией, вертикальный. Каркас котла устанавливается на портале над выхлопом ГПА.
Турбогенератор выполнен в виде моноблока из рамы-маслобака и установленных на ней турбиной, редуктором, генератором номинальной мощностью 750 кВт номинальным напряжением 400 В.
Турбогенератор смонтирован в контейнере вагонного типа. Вспомогательное оборудование состоит из блока конденсато-питательной системы (БКПС), блока системы охлаждения (БСО), ВКУ.
ВКУ для ТГ состоит из 8 модулей, расположенных в 2 ряда по 4 модуля в каждом. Из общего количества модулей ВКУ — 2 выделены под модули с газоохладителями (ГО) и 2 модуля для системы водяного охлаждения генератора (СВО). ВКУ конструктивно оформлено в виде шатра.
На 2 модуля приходится 1 вентилятор с диаметром колеса 2,5 м, всего на установке 4 вентилятора. ВКУ смонтирована на отдельной площадке и расположена выше уровня боксов с оборудованием.
Как следует из рассмотрения схем и технических характеристик, проектанты и изготовители преследовали цель создания опытного образца установки небольшой мощности для наработки опыта эксплуатации. В связи с этим были приняты решения, упрощающие установку, в определенной мере в ущерб ее экономичности.
В условиях большого расхода горячих газов это оправдано. В частности принято расчетное давление в воздушном конденсаторе равное 0,1 МПа, что позволило сократить размеры поверхности теплообмена и отказаться от элементов вакуумирования конденсатора.
В декабре 2002 года комиссия приняла установку БУТЭК-0,5 в эксплуатацию. К этому времени наработка составила около 3000 часов при мощности 200-450 кВт. В целом расчетные эксплуатационные характеристики были подтверждены. Процесс эксплуатации не создавал каких-либо проблем для персонала станции в плане обеспечения главной функции — перекачки газа.
Вместе с тем были выявлены некоторые недостатки установки: поверхность воздушного конденсатора оказалась недостаточной для обеспечения заданного давления и конденсации при расчетной температуре воздуха плюс 20°С, в связи с этим принято решение об использовании водоохладительных модулей ВКУ (2 шт) в составе конденсационной части, а охладитель воды выполнить отдельной секцией на базе аппарата воздушного охлаждения.
Таблица 4. Неисправности оборудования.
| Характер неисправности | Последствия неисправности | Способ устранения | Необходимость изменения проектной документации |
| Поломка лопастей вентилятора ВКУ | Ухудшение вакуума | Замена лопастей | Переход на вертолетные лопасти |
| Размораживание труб ВКУ | Ухудшение вакуума | Глушение труб | Изменение движения пара в модуле ВКУ |
| Повышенное парения из контура конденсации | Рост нагрузки на химводоочистку | Не требуется | Изменения схемы слива конденсата под вакуумом |
| Трудности пуска котла-утилизатора | Перегорели трубки пароперегревателя | Пуск КУ с заполнением водой пароперегревателя | Переход на теплоутилизаторы без кипения в трубках |
