Реферат на тему Применение ГТД в газовой промышленности

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3

Газотурбинный двигатель (ГТД) 4

Виды газотурбинных двигателей 8

Достоинства и недостатки ГТД 9

Применение ГТД в газовой промышленности 11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17

СПИСОК ИCПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 19

Введение:

Современная нефтегазовая отрасль характеризуется растущими темпами природных ресурсов. Рост нефтедобычи происходит в основном за счет ввода в эксплуатацию нефтедобывающих установок на новых месторождениях Европейской части страны, Восточной Сибири и Дальнего Востока, как правило, в труднодоступных районах со сложными ландшафтными и климатическими условиями, где не развита или вовсе отсутствует сетевая инфраструктура. В связи с этим, практически во всех компаниях нефтегазовой отрасли уже на протяжении ряда лет реализуются программы по энергосбережению и повышению энерго эффективности. Предприятия постоянно расширяют арсенал энерго эффективных технологий.

Газотурбинные установки эффективно применяются в различных диапазонах мощностей. Неотъемлемой частью газотурбинной установки является газотурбинный двигатель. Двигатель называется газотурбинным, если сжатый в компрессоре воздух подается в камеру сгорания, где к нему подводится теплота, а образовавшийся горячий газ, поступая в лопаточный аппарат турбины, преобразует свою потенциальную энергию в кинетическую. В свою очередь кинетическая энергия на лопатках рабочих колес превращается в механическую энергию, передавая её вращающемуся непрерывно валу, который соединен с компрессором и нагрузочным устройством[1].

Объект исследования: газотурбинный двигатель (ГТД).

Цель данного реферат : изучить применение ГТД в газовой промышленности.

Задачи данного реферата:

1. Изучить устройство газотурбинного двигателя.

2. Изучить применение применение ГТД в газовой промышленности.

Заключение:

Газовые турбины эффективно используются в различных диапазонах мощности. Газотурбинный двигатель (далее ГТД), тепловой двигатель для преобразования энергии сгорания топлива в кинетическую энергию реактивной струи и/или в механическую работу на валу двигателя. В 1791 году английский изобретатель Дж. Барбер впервые предложил идею ГТД. Русский инженер П.Д.Кузьминский в 1892 году разработал проект и в 1900 году построил ГТД со сжиганием топлива под постоянным давлением, предназначенный для небольшой лодки. В этом ГТД использовалась многоступенчатая газовая турбина.

Основными элементами ГТД являются воздушный компрессор, камера сгорания и газовая турбина. Сжатый атмосферный воздух из компрессора поступает в камеру сгорания, куда также подается топливо, которое нагревает воздух в процессе сгорания; энергия газообразных продуктов сгорания (в газовой турбине) преобразуется в механическую работу, часть которой используется для сжатия воздуха в компрессоре; оставшаяся (основная) часть энергии нагретого газа используется для производства полезной механической работы на валу двигателя (для вращения воздушного или основного ротора или для увеличения кинетической энергии газов, которую производит вал двигателя).

Перспективным приводом для нагнетателей природного газа при сжатии в газотранспортной системе на компрессорных станциях, расположенных в районах с водными ресурсами, является контактная газовая турбина системы «Водолей».

ПГТУ «Водолей» ориентируется на существующий уровень украинского машиностроения, на возможности штучного производства отечественными производителями.

Достигнутый КПД действующей ПГТУ «Водолей» составляет 42%, в ближайшем будущем есть возможность создания таких установок с КПД 45 — 47%.

Для будущих и модернизированных компрессорных станций использование ГТД с рекуперацией тепла дымовых газов представляется наиболее целесообразным.

На основе научно-технического и производственного потенциала ГП НПКГ «Зоря»-«Машпроект» предлагается создать перспективный ГТД с утилизацией тепла отработавших газов, обеспечивающий надежную работу в течение срока службы 100-150 тыс. часов, КПД не менее 40%, экологические характеристики по Nox ≤ 50 мг/нм3, с высокой ремонтопригодностью в условиях компрессорных станций.

Перспективный ГТД должен быть построен на базе очень надежного регенератора с ресурсом работы 100-150 тыс. часов и степенью регенерации σ = 0,85-0,90.

Современный уровень топливной экономичности перспективного ГТД достигается применением газодинамически совершенного турбомашинного оборудования, низкоохлаждаемых турбин, высокоэффективного регенератора, систем циклового транспорта воздуха и газа, оптимизированных по потерям полного давления.

Надежность работы перспективного ГТД в течение ресурса 100-150 тыс. часов достигается за счет принятия умеренного значения температуры газа на выходе из камеры сгорания, низкого значения степени повышения давления, за счет применения конструкции ГТД с минимально возможным числом опор роторов турбомашины, использования существующего, тщательно отработанного компрессора, а также конструкции трубчатого регенератора.

Применение единой камеры сгорания в конструкции перспективного ГТД в сочетании с параметрическим поддержанием большого избытка воздуха создает благоприятные условия для создания управляемой камеры сгорания с ультранизкими выбросами загрязняющих веществ.

Создание перспективного ГТД на базе конструктивно и технологически отработанных компрессоров производства государственного научно-производственного объединения «Зоря»-«Машпроект» позволит минимизировать затраты на создание и ввод в эксплуатацию «пилотных» образцов.

Фрагмент текста работы:

Виды газотурбинных двигателей

Конструктивно газотурбинные силовые установки делят на четыре типа.

Турбореактивные установки.

Двигатель этого типа используют в авиационной промышленности, когда важен показатель скорости передвижения (например, военные самолёты). Работа происходит за счет выхода газов из сопла самолёта на повышенной скорости. Газы толкают транспорт и таким образом двигают изделие вперёд.

Турбовинтовая установка.

Конструктивным отличием с предшественником считается дополнительная турбинная секция. Устройство вращает винт, забирая энергию у газов, прошедших компрессорную турбину. Визуально, механизм представлен рядом лопаток, размещают деталь в передней или задней части.

Для отвода выхлопа применяют отводящие патрубки. Аппарат предназначен для установки на летательных аппаратах, используемых на малых высотах и скоростях, может оснащаться биротативным воздушным винтом [4].

Топливо для газотурбинной установки. Газотурбинная установка может работать как на газообразном, так и на жидком топливе. Так, в газотурбинных агрегатах может использоваться:

– дизельное топливо;

– керосин;

– природный газ;

– попутный нефтяной газ;

– биогаз (образованный из отходов сточных вод, мусорных свалок и т. п.);

– шахтный газ;

– коксовый газ;

– древесный газ и др.

Большинство газотурбинных установок могут работать на низкокалорийных топливах с минимальной концентрацией метана (до 30 %). Основное направление, по которому развивается газотурбиностроение, – это повышение экономичности ГТУ за счет увеличения температуры и давления газа перед газовой турбиной. С этой целью разрабатываются сложные системы охлаждения наиболее напряженных деталей турбин или применяются новые, высокопрочные материалы – жаропрочные на основе никеля, керамика и др.

Газотурбинные установки обычно надежны и просты в эксплуатации при условии строгого соблюдения установленных правил и режимов работы, отступление от которых может вызвать разрушение турбин, поломку компрессоров, взрывы в камерах сгорания и др.