5.5. Газоперекачивающие агрегаты

В качестве газоперекачивающих агрегатов применяются поршневые газомотокомпрессоры или центробежные нагнетатели.

Поршневые газомотокомпрессоры представляют собой агрегат, в котором объединены силовая часть (привод) и компрессор для сжатия газа. Принцип работы поршневого компрессора такой же, как у поршневого насоса.

Наиболее распространенными типами газомотокомпрессоров являются 10 ГК, 10 ГКН, МК-10 и ГПА-5000 (табл. 5.2), имеющие подачу от 0,8 до 10,0 млн. м³/сут и развивающие давление 5,5 МПа. Поршневые газомотокомпрессоры отличаются высокой эксплуатационной надежностью, способностью работать в широком диапазоне рабочих давлений, возможностью регулировать подачу за счет изменения «вредного» пространства и частоты вращения.

Область преимущественного применения поршневых газомотокомпрессоров - трубопроводы для перекачки нефтяного газа и станции подземного хранения газа.

Таблица 5.2

Основные параметры ГПА, используемых на КС

Тип ГПА (завод - изготовитель)	Давление на выходе КС, МПа	Марка нагнетателя	Номинальные значения
			Подача, млн. м^3/сут	Степень сжатия в одном агрегате	Мощ-ность, кВт
Привод от газового двигателя
10 ГКН-1/25-55	5,5	-	0,856	2,2	990
МК-8(25-43)-56	5,6	-	1,538-5,28	2,24-1,3	2060
ГПА-5000/(33-44)-56	5,6	-	6,9-8,5	1,47-1,27	3700
ДР-12/(35-46)-56	5,6	-	8,04-13,3	1,6-1,24	5500
Привод от электродвигателя
СТД-4000-2 (Энергомаш)	5,6	280-12-7	11	1,25	4000
Привод от газовой турбины
ГТН-6 (УТМЗ)	5,6	Н-6-56	20	1,23	6000
ГТН-6 (УТМЗ)	7,6	Н-6-76	19	1,23	6000
ГТК-10-4 (НЗЛ)	5,6	520-12-1	29	1,25	10000
ГТК-10-4 (НЗЛ)	7,6	370-18-1	37	1,25	10000
ГТК-16 (УТМЗ)	5,6	Н-16-56	52	1,25	16000
ГТК-16 (УТМЗ)	7,6	Н-16-76	52	1,25	16000
ГТК-16 (УТМЗ)	7,6	Н-16-76/1,25	52	1,25	16000
ГТК-16 (УТМЗ)	7,6	Н-16-76/1,37	40	1,37	16000
ГТК-16 (УТМЗ)	7,6	Н-16-76/1,44	32	1,44	16000
ГТН-25 (НЗЛ)	7,6	650-21-2	53	1,44	25000
ГПА-Ц-6,3 с авиационным двигателем НК-12СГ	5,6	-	10	1,45	6000

Примечание. УТМЗ - Уральский турбомоторный завод им. К. Е. Ворошилова; НЗЛ - Невский машиностроительный завод им. В. И. Ленина.

На магистральных газопроводах пропускной способностью более 10 млн. м³/сут применяют центробежные нагнетатели с газотурбинным приводом или электроприводом.

Принцип работы центробежных нагнетателей аналогичен работе центробежных насосов. Наиболее распространенным приводом нагнетателей на компрессорных станциях является газотурбинный. В состав газотурбинной установки входят (рис. 5.5): турбодетандер 1, редуктор 2, воздушный компрессор 3, блок камер сгорания 4, турбины высокого 5 и низкого 6 давлений. Турбодетандер является пусковым двигателем установки, работающим на природном газе. Расчетная продолжительность пуска агрегата из холодного состояния - 15 мин. Турбодетандер 1 через редуктор 2 запускает в работу воздушный компрессор 3. Атмосферный воздух засасывается компрессором и сжимается в нем до рабочего давления. Далее сжатый воздух направляется в блок камер сгорания 4, где он нагревается за счет сжигания природного газа. Продукты сгорания направляются в газовую турбину (сначала высокого, а затем низкого давления), где они расширяются. Процесс расширения сопровождается падением давления и температуры, но увеличением скорости потока газа, используемого для вращения ротора турбины. Отработавший газ через выхлопной патрубок выходит в окружающую среду.

На газопроводах применяются газовые турбины мощностью от 2500 до 25000 кВт.

Начиная с 1974 г., на отечественных магистральных газопроводах в качестве привода центробежных нагнетателей начали применять авиационные двигатели, отработавшие свой ресурс. После относительно небольшого числа часов работы их по соображениям безопасности полетов снимают с самолетов. Однако они способны еще длительное время с большой надежностью работать на земле.

Недостатком газотурбинного привода является относительно невысокий кпд (не выше 30 %), а также высокое потребление газа на собственные нужды в качестве топлива.

В последние годы в качестве привода центробежных нагнетателей все шире используются электродвигатели АЗ-4500-1500, СТМ-4000-2, СТД-4000-2, СДСЗ-4500-1500. Они подключаются к нагнетателям через повышающий редуктор.