sbornik_FTT_2015_1__1

411

УДК 622.691.4:621.433

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ПАРАМЕТРЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

А.А. Арнст, Н.А. Гаррис УГНТУ г.Уфа

Способность авиационных двигателей быстро изменять режим работы - их важнейшая эксплуатационная характеристика. Она в значительной степени определяет такие качества газоперекачивающей установки, как быстрота запуска двигателя и готовность к работе, маневренность и безопасность в критических ситуациях.

Правильный учет всех действующих факторов при расчете и регулировании двигателя на переходных режимах в разных условиях работы позволяют сочетать хорошие динамические свойства двигателя с надежной работой его элементов. С улучшением термодинамических характеристик ГТД, их конструкции и систем регулирования существенно улучшилась и динамика современных ГТД, сократилось время переходных процессов, в результате чего более существенной, чем раньше, стала роль тепловой и газодинамической нестационарности, изменяющей характеристики элементов. Эти явления осложняют теоретический анализ и экспериментальные исследования неустановившихся режимов ГТД.

Практика эксплуатации газотурбинного двигателя АЛ31-СТ(Н), созданного на базе авиационного двухконтурного двигателя АЛ-31Ф, показывала, что существенным недостатком данного двигателя является малый ресурс работы турбины высокого давления (ТВД). Недостаток проявляется в разрушении в корневом сечении пера рабочей лопатки турбины высокого давления, что является следствием усталостной прочности материала.

Возможной первопричиной слома пера лопатки являются переменные изгибные усилия, которые возникают при обтекании пера лопатки. Изгибные колебания, возникающие в результате неравномерности потока воздуха или газа.

413

УДК 656.56

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАПУСКА ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ АЛ-31 СТ

И.С. Артемьев, Д.А. Годовский, УГНТУ, г.Уфа

В настоящее время для запуска и холодной прокрутки газотурбинной установки (ГТУ) в составе газоперекачивающих агрегатов (ГПА) используются не только газовые стартеры, но и электростартеры. Для ГТУ АЛ-31 СТ разработаны системы электрического запуска СЭЗ-130 и СТЭ-18СТ АЛ.

Преимуществом электростартеров являются существенно меньшие эксплуатационные расходы. На один пуск газовым стартером АЛ-31 СТ расходуется 131 м3 газа, т.е. при средней оптовой цене на газ 3781 руб./тыс. м3 стоимость одного пуска составляет 495 руб. СЭЗ-130 на один пуск тратит 3,25 кВт электроэнергии и при средней цене 3,15 руб. за 1 кВт-ч стоимость одного пуска составит 10 руб. Для того чтобы определить насколько эффективно использовать электрический запуск относительно турбодетандерного, кроме эксплуатационных расходов, также необходимо учитывать и дополнительные капиталовложения в стоимость оборудования.

Расчет был произведен сроком на 20 лет с нормой дисконта по средней степени риска 10 %. Для расчета были учтены следующие данные: экономия полученная в результате сбережения природного газа; экономия за счет уменьшения платежей за негативное воздействие на окружающую среду; прирост эксплуатационных расходов на электроэнергию; темпы роста цены на газ и электроэнергию, цены за выбросы метана; прирост амортизационных отчислений; изменение налога на имущество и изменение налога на прибыль.

При числе пусков в год равном 20-ти (базовый класс использования ГПА), расчет показывает:

- его использование эффективно, в случае если электростартер и турбодетандер одной стоимости. Тогда за 20 лет на электростартере можно сэкономить около 117 тыс. руб. (по аналогии, если стоимость электростартера меньше стоимости турбодетандера).

417

УДК 66.073.3

АЛГОРИТМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА НА ВЫХОДЕ ИЗ АППАРАТОВ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

А.Н. Бахтегареева, Н.А. Гаррис УГНТУг.Уфа

Используя базу диспетчерских данных, которая представляет собой достаточный статистический материал, обновляемый регулярно, с интервалом в два часа, можно вести тепловой расчет, прогнозирование режимов и осуществлять опережающее регулирование температуры газа ^вых на выходе из КС.

Алгоритм (рисунок 1) предусматривает следующий порядок операций.

1.Вычисление теплового потока, теплофизических свойств газа.

2.Проверка условия t^>t/blx (допустимое отклонение ^вых=±0,2°С). Включение n' вентиляторов, в дополнение к уже работающим, создает ситуацию, когда условие t^^t/^ не выполняется.

3.В этом случае необходима проверка следующего условия t^<teix. При выполнении этого условия производится частотное регулирование по рассчитываемым параметрам мощности вентиляторов и частоты вращения двигателя АВО. Для того, чтобы избежать ситуации, когда работает максимальное количество АВО на небольшой частоте вращения, в режиме глубокого регулирования, вводится проверка условия ы < Mmin. При выполнении условия ш < Mmin, количество работающих вентиляторов уменьшают отключением n' вентиляторов. Если условие не выполняется, то число работающих вентиляторов остается неизменным.

4.Если фактическая температура не проходит проверки по условиям t ! ^ ^ 1 ^ ti^ti^, это значит, что фактическая темперaтурatф=tгeь'x. Т.е. система провела необходимые этапы по регулированию. Результаты расчета выводятся на экран пользователя.

Ввод

данных

Блок обработки диспетчерских данных

I

Блок вычислений теплофизических свойств газа

I

Вычисление теплового потока

I

Вычисление числа АВО пР необходимых для поддержания температуры t„2

п :=пР -Пф

I

Включить

п'АВО

I

Б4,:=Пф +п'

Вычисление числа АВО Пр необходимых для поддержания температуры t„2

п':=Бф-пр

Отключить

п'АВО

*

Пф:=Пф-п'

Рисунок 1 - Принципиальная блок-схема системы автоматического регулирования температуры газа

на выходе из АВО

-р=>

00

419

УДК 622.692.23.004.55

ВЛИЯНИЕ ВЯЗКОСТИ И ПЛОТНОСТИ НА ОБРАЗОВАНИЕ ОСАДКА ПРИ ХРАНЕНИИ ТЯЖЕЛЫХ И ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ

Л.М.Буранбаева, О.Ю.Полетаева, УГНТУ, г. Уфа

Рассмотрен вопрос образования донных отложений при хранении тяжелых и высоковязких нефтей, методы и оборудование для предотвращения образования осадка, а также подобрано оборудование для откачки высоковязких тяжелых нефтей. Актуальность темы вызвана тем, что накопление донных отложений ведет к снижению полезного объема резервуара, а так же ускорениюкоррозионных процессов, снижению производительности, возрастанию риска нарушения целостности резервуаров, ухудшению качественных характеристик продукта.

На скорость осаждениям донного осадка влияют плотность, вязкость, состав нефти, особенно содержание парафинов, смол, асфальтенов и металлы.Согласнозакону Стокса скорость осаждения вычисляется по формуле:

w = 2дг2(р0-рн)L,

Зная высоту взлива нефти в емкости Нвзл можно определить время осаждения частиц:Т= ^ ^ . Результаты расчетов отражены на диаграмме 1.

Подобные зависимости выявлены для разных вязкости и плотностей, по которым можно сделать следующий вывод: если функция зависимости скорости осаждения для легкой нефти убывающая, то для тяжелой нефти она достигает максимума, после которой начинается убывание. Определены нижняя и верхняя границы значений вязкостей, при которых возможен процесс осаждения.

Для откачки из резервуаров нефти используются в настоящий момент насосы центробежные, но при откачке высоковязких тяжелых нефтей данные насосы не пригодны. В связи с этим, нами предложено использование для этих целей винтовых насосов и произведенный расчет показал эффективность их применения.