В числе стратегических задач ПАО «Газпром» стоит минимизация затрат путем внедрения унифицированных проектных решений. Группа ГМС на базе опыта разработки ГПА-16У создала унифицированный агрегат ГПА-25УМ, отвечающий техническим требованиям ПАО «Газпром».

На первом этапе работ был создан унифицированный ГПА мощностью 16 МВт, который прошел межведомственные испытания, запущен в серийное производство
и поставляется Группой ГМС на объекты ПАО «Газпром» в двух вариантах: ГПА-16У в блочно-контейнерном исполнении (рис. 1) и его модификация ГПА-16УА-П в ангарном исполнении.

Рис. 1. Унифицированный газоперекачивающий агрегат ГПА-16У

Следующим шагом конструкторских служб Группы ГМС стало создание унифицированного ГПА мощностью 25 МВт. На базе разработанного Департаментом ПАО «Газпром» основополагающего документа «Агрегат газоперекачивающий унифицированный ГПА-25У. Основные технические требования», утвержденного Членом правления начальником Департамента ПАО «Газпром» В.А. Михаленко, Группой ГМС созданы основные технические решения (ОТР) на унифицированный газоперекачивающий агрегат ГПА-25УМ.

Рис. 2. Унифицированный газоперекачивающий агрегат ГПА-25У разработки
Группы ГМС.

В ОТР отражены основные пути достижения задач унификации ГПА, поставленных
ПАО «Газпром»:

1) Унификация технических решений:

• возможность комплектования ГПА газотурбинными приводами и центробежными компрессорами различных производителей;
• взаимозаменяемость основных блоков ГПА различных производителей в процессе проектирования и строительства КС;
• модульная конструкция основных блоков и узлов, позволяющая повысить специализацию и кооперацию при изготовлении ГПА;
• однотипность по составу основных узлов, в том числе комплектующих изделий;
• однотипность аппаратуры КИП и А.

2) Унификация проектных решений:

• единые размеры фундаментов для блоков ГПА, позволяющие устанавливать функциональные блоки/модули, изготавливаемые различными производителями, с учетом расположения и конструкции их установочных, крепежных элементов (опорные платики, анкерные болты и т.п.);
• однотипность технологической газовой обвязки ГПА с едиными координатами расположения и конструкцией подключающих соединений (фланцев, штуцеров, патрубков и т.п.);
• однотипность инженерных сетей ГПА с едиными координатами расположения и конструкцией подключающих соединений (фланцев, штуцеров, патрубков, разъемов, клеммных коробок и т.п.);
• однотипность элементной базы и электротехнического оборудования ГПА, единая схема электроснабжения электропотребителей.

3) Сокращение затрат и сроков выполнения работ при проектировании и строительстве новых КС:

• проектные работы - сокращение сроков разработки Рабочей документации (РД), применение типовых решений;
• строительные работы - сокращение сроков, в связи с возможностью начала работ параллельно с разработкой РД, до проведения тендера по определению поставщика ГПА.

Блочно-модульный агрегат газоперекачивающий ГПА-25УМ

Разработанный Группой ГМС ГПА-25УМ представляет собой изделие в блочно-модульном исполнении с газотурбинным двигателем мощностью 25 МВт, центробежным газовым компрессором, оснащенным магнитными подшипниками и системой газодинамических «сухих» уплотнений, с микропроцессорной системой автоматического управления (рис. 2, 3).

Рис. 3. Компоновка ГПА-25УМ

А. Блок ЦБК:

1. 1. Модуль центробежного компрессора с ЦБК, установленным на раме, и зоной выкатки СПЧ.
2. 2. Блок-модуль левый нижний с компрессором защитного воздуха, блоками фильтров защитного воздуха и буферного газа, подогревателем буферного газа.
3. 3. Блок-модуль левый верхний с ресивером защитного воздуха, системой охлаждения опор ГТД и охладителем воздуха.
4. 4. Блок-модуль правый нижний с блоками фильтров топливного газа, стойкой ГДУ и узлом редуцирования и измерения расхода топливного газа.
5. 5. Блок-модуль правый верхний с подогревателем топливного газа и газомасляным теплообменником системы подготовки топливного газа.
6. 6. Крыша.
7. 7. Устройство грузоподъемное электрифицированное.
8. 8. Торцевая стенка с распашными воротами.

Б. Блок ГТУ:

1. 1. Блок силовой с газотурбинным двигателем, в том числе силовая рама и КШТ.
2. 2. Блок-модуль систем ГТД.
3. 3. Блок-модуль технологический для размещения газотурбинного двигателя при монтаже/демонтаже.
4. 4. Блок-модуль вентиляции и обогрева.
5. 5. Блок-модуль системы охлаждения ГТД.
6. 6. Блок-модуль отвода воздуха из КШТ.
7. 7. Блок-модуль электротехнический.
8. 8. Крыша.

В. Воздухозаборная система:

1. 1. Воздухоочистительное устройство (ВОУ).
2. 2. Проставка.
3. 3. Шумоглушитель.
4. 4. Камера всасывания.

Г. Выхлопная система:

1. 1. Компенсатор.
2. 2. Переходник улитки.
3. 3. Опора выхлопной шахты.
4. 4. Диффузор.
5. 5. Шумоглушитель.
6. 6. Переходник.
7. 7. Труба выхлопная.
8. 8. Козырек погодный.

Площадки обслуживания.

В блоке ГТУ, состоящем из отдельных блок-модулей, размещены приводной ГТД, системы и оборудование, обеспечивающие его работу и обслуживание.

Блок силовой представляет собой сборную металлоконструкцию из силовой рамы с установленным на ней шумотеплоизолирующим кожухом (КШТ), внутри которого размещено оборудование ГТУ: газотурбинный двигатель, входное устройство с лемнискатой, выходное устройство (улитка), шкаф топливных агрегатов. В КШТ предусмотрены люки для доступа внутрь обслуживающего персонала и распашные ворота для монтажа/демонтажа ГТД с последующей выкаткой на открытую площадку.

Конструкция блока предусматривает расположение ГТД различных производителей: ПС-90ГП-25 (АО «ОДК-Авиадвигатель», фото 1), НК-36СТ (АО «Кузнецов», фото 2). Конструкция предусматривает так же установку разрабатываемого ГТД АЛ-41СТ-25 (фото 3), опытный образец которого был представлен в Санкт-Петербурге на Газовом форуме в 2019 г.

Фото 1. Газотурбинный двигатель ПС-90ГП-25 разработки АО «ОДК-Авиадвигатель»	Фото 2. Газотурбинный двигатель НК-36СТ разработки АО «Кузнецов»

Фото 3. Опытный образец АЛ-41СТ-25	Рис. 4. Унифицированный корпус ЦБК с магнитными подшипниками

В блок-модуле систем ГТД размещено оборудование системы масляной газотурбинного двигателя (маслобак, фильтры масла, электронасосы, оборудование суфлирования, запорно-предохранительная арматура), системы охлаждения опор газотурбинного двигателя, устройства промывки проточной части газотурбинного двигателя. В отдельном отсеке блок-модуля расположено оборудование газового пожаротушения ГПА.

В блоке-модуле вентиляции и обогрева размещены два газовых рекуперативных воздухонагревателя (АГВ) мощностью по 50 кВт для нагрева и раздельной подачи атмосферного воздуха в отсеки блоков ЦБК и ГТУ по воздуховодам с устройствами контроля и автоматического регулирования потоков.

В блоке-модуле системы охлаждения газотурбинного двигателя установлены вентиляторы с регулируемой частотой вращения для подачи воздуха в КШТ, создания избыточного давления, вентиляции и охлаждения ГТД. Забор атмосферного воздуха осуществляется через воздушные фильтры G3 и шумоглушители щелевого типа.

В блоке-модуле электротехническом расположены шкафы обеспечения питанием электрооборудования и САУ ГПА. В ГПА применена САУ распределенного типа с применением технологии интерактивной сети, состоящей из размещенных по блок-модулям ГПА автономных устройств управления.

Блок-модуль технологический предназначен для размещения газотурбинного двигателя при монтаже/демонтаже. В отдельном отсеке размещено оборудование приема и распределения электропитания ГПА.

В блоке ЦБК установлен центробежный газовый компрессор с системами обеспечения его работы, оборудование системы подготовки топливного газа ГТД и системы подачи воздуха в кожух трансмиссии. Блок-модули ЦБК при монтаже образуют однообъемное помещение блока ЦБК. Внутри блока ЦБК предусмотрено место для разборки центробежного газового компрессора и условия для обслуживания технологического оборудования с применением электрифицированного грузоподъемного механизма г/п 8 тс.

Конструкция унифицированных модулей блока ЦБК предусматривает возможность поставки ГПА с центробежным газовым компрессором различных модификаций: с магнитными или масляными подшипниками; с газодинамическими или масляными уплотнениями вала.

Оборудование системы топливного газа газотурбинного двигателя обеспечивает полный цикл подготовки газа, подаваемого в ГПА от станционных трубопроводов: очистку, подогрев, редуцирование и замер расхода.

Для комплектации ГПА-25УМ Группа ГМС предлагает унифицированный центробежный компрессор производства ПАО «Казанькомпрессормаш» с магнитными подшипниками (рис. 4) производительностью до 90 млн м³/сут., конечным номинальным давлением 9,91 МПа абс., степенью сжатия 1,35…1,7 и КПД не менее 85%.

Заключение

Конструкция унифицированного ГПА-25УМ разработана специалистами Группы ГМС
с учетом предложений газотранспортных и газодобывающих предприятий на базе наиболее оптимальных конструкторских решений, имеющегося опыта поставки и эксплуатации унифицированных агрегатов.

Разработка ГПА-25УМ отвечает насущным потребностям ПАО «Газпром» и обладает следующими конструктивными особенностями и преимуществами для заказчика:

• позволяет оптимизировать временные и финансовые затраты Общества;
• максимальная унификация блок-модулей и систем для различных исполнений ГПА по типам ГТД и модификациям ЦБК. Конструкция и оборудование ГПА обеспечивают возможность применения малолюдной технологии эксплуатации ГПА;
• за счет унификации оборудования обеспечиваются оптимальные сроки изготовления оборудования;
• поставка на строительную площадку предусматривается отдельными блок-модулями со смонтированным оборудованием полной заводской готовности, с выполнением на заводе-изготовителе контрольной сборки блоков и систем с проведением заводских испытаний;
• на строительной площадке выполняется только установка отдельных блок-модулей на фундамент, стыковка между собой, соединение их трубопроводных коммуникаций и кабельных проводок. При этом объем монтажных работ и пятно застройки ГПА минимизировано;
• применение САУ распределенного типа позволяет сократить объем кабельной продукции и минимизировать сроки пусконаладочных работ на КС;
• снижение эксплуатационных затрат ПАО «Газпром» за счет единообразия унифицированного парка ГПА мощностью 25 МВт.

Учитывая заинтересованность ПАО «Газпром» в оснащении газовых магистральных трубопроводов унифицированными ГПА, позволяющими оптимизировать процедуру контроля качества поставляемого оборудования, сократить расходы при реализации инвестиционных проектов, а также уменьшить эксплуатационные затраты, Группа ГМС продолжает работы по внедрению унифицированного газоперекачивающего агрегата мощностью 25 МВт.

Авторы:
Марков А.А., Рыбницкий В. Г., Архипенков С. Н. – ООО "ЦПСиК" (Группа ГМС)

Загрузить (698.7KB)