розглянуто комплексна електромеханічна система газотурбінної компресорної установки ГТТ-3 схеми АК-72 з виробництва азотної кислоти. Установка ГТТ-3 це технологічна установка, призначена для отримання стисненого повітря необхідної температури.

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - Степанов Володимир Михайлович, Циганов Максим Володимирович


PERFORMANCE ANALYSIS ELECTROMECHANICAL SYSTEM OF GAS TURBINE COMPRESSOR UNIT OF GTT-3 CIRCUIT AK-72

Invention covers complex electromechanical system of gas turbine pressing plant GTT-3 scheme of nitric acid AK-72 production. The GTT-3 unit is designed to produce compressed air of the required temperature for the process.


Область наук:
  • Механіка і машинобудування
  • Рік видавництва: 2019
    Журнал: Известия Тульського державного університету. Технічні науки

    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ електромеханічні системи газотурбінного КОМПРЕСОРНОЇ УСТАНОВКИ ГТТ-3 СХЕМИ АК-72'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ електромеханічні системи газотурбінного КОМПРЕСОРНОЇ УСТАНОВКИ ГТТ-3 СХЕМИ АК-72»

    ?УДК 537.39

    АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ електромеханічні системи газотурбінного КОМПРЕСОРНОЇ УСТАНОВКИ ГТТ-3 СХЕМИ АК-72

    М.В. Степанов, М.В. Циганов

    Розглянуто комплексна електромеханічна система газотурбінної компресорної установки ГТТ-3 схеми АК-72 з виробництва азотної кислоти. Установка ГТТ-3 - це технологічна установка, призначена для одержання стисненого повітря необхідної температури.

    Ключові слова: стиснене повітря, газотурбінна компресорна установка, електромеханічні системи, ефективність, відмови роботи установки, алгоритм управління.

    Схема АК-72 була розроблена ще в СРСР для виробництва неконцентрованої азотної кислоти, в основі якої лежить замкнутий енерготехнологічний цикл з двоступеневої конверсією аміаку: охолодження нітрозних газів під тиском 0,42 .. .0,47 МПа; абсорбція оксиду азоту при тиску 1,1.1,26 МПа. Технологічна схема виробництва азотної кислоти АК-72 представлена ​​на рис. 1.

    Мал. 1. Технологічна схема виробництва азотної кислоти АК-72

    Технологічна схема (рис.1) включає в себе: 1 - ресивер; 2 - випарник; 3, 24 - фільтри; 4, 15 - підігрівачі; 5 - рекупераційних турбіна; 6 - реактор каталітичного очищення; 7 - змішувач; 8 - топковий пристрій; 9 - продувальна колона; 10 - абсорбційна колона, II, 14 -водяние холодильники; 12, 23 - компресори; 13 - газовий промивач;

    16, 18 - холодильники нітрозних газів; 17 - Деаераційно колона; 19 - котел-утилізатор; 20 - контактний апарат; 21 - барабан з сепарації-онним пристроєм; 22 - камера змішувача; 25 - труба для забору повітря.

    У загальну електромеханічну систему схеми АК-72, яка здійснює вищевказаний технологічний процес, входить велика кількість вузлів різного призначення:

    - турбокомпресор;

    - нагнітач;

    - проміжний холодильник;

    - редуктор;

    - електродвигун;

    - камера згоряння турбіни;

    - валоповоротного пристрій;

    - рідинної регулятор ковзання.

    З перерахованих вузлів для даної роботи найбільший інтерес викликає аналіз функціонування - газотурбінна компресорна установка ГТТ-3, яка запускається за допомогою електричного стартера і призначена для одержання стисненого повітря.

    Установка ГТТ-3 являє собою автономний одновальний лопатковий агрегат, що складається з осьового компресора і осьовий газової турбіни. Для надійної і безвідмовної роботи ГТТ-3 передбачена система мастила складається з:

    - масляного бака;

    - головного масляного насоса;

    - пускового і резервного маслонасоса;

    - інжектора насоса і інжектора мастила;

    - маслоохладителей;

    - здвоєного зворотного клапана і трубопроводів з необхідною арматурою.

    Установка ГТТ-3 універсальна і використовується для:

    - воздухоснабжения цеху у виробництві слабкої азотної кислоти,

    - вироблення пара за допомогою тепла відвідних з турбіни газів.

    Крім того, ця установка маючи деякий запас по потужності, може бути додатковим джерелом деякої кількості електроенергії.

    Незважаючи на всі переваги цієї системи, вона в даний час є морально і фізично застарілою, що відбивається в наступних їй недоліки:

    - тривалий запуск і тривалий гальмування установки ГТТ-3 через наявність багатокомпонентних складових частин;

    - застаріла система автоматичного регулювання та керування установки;

    - нераціональне використання газотурбінної установки (газотур-бінно-компресорна установка направлена ​​тільки на отримання стисненого повітря підвищеної температури);

    - дорогий ремонт через часті відмов установки ГТТ-3.

    На рис. 2 представлена ​​діаграма зі статистикою відмов установок ГТТ-3 за категоріями обладнання. З цієї діаграми видно, що найбільш частою причиною відмов є вихід з ладу системи регулювання та захисту, контрольно-вимірювальних приладів і автоматики. Відсоток цих відмов складає 23% від загальної кількості відмов (рівному 100%). У ці 23% входять також відключення системи через неякісну подачі електричної енергії.

    Мал. 2. Категорії устаткування відмов роботи установки ГТТ-3

    Для підвищення ефективності комплексної електромеханічної системи газотурбінної компресорної установки ГТТ-3, а також зменшення відмов роботи установки і усунення недоліків необхідно розробити сучасну структурну схему з новим алгоритмом управління, який дозволить підвищити енергетичну ефективність режимів роботи комплексної електромеханічної системи. Також необхідно розглянути інші електромеханічні системи, які використовуються у виробництві азотної кислоти. Це дозволить знайти більш ефективне схемне рішення для створення нової електромеханічної системи газотурбінної компресорної установки.

    Список літератури

    1. Степанов В.М., Циганов М.В. Аналіз ефективності функціонування електромеханічної системи газотурбінного-компресорної установки для одержання стисненого повітря // Известия Тульського державного університету. Технічні науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. Вип. 12. Ч. 3. С. 116-119.

    2. Маркін М.Н. Надійність газотурбінних установок у виробництві азотної кислоти: автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 2006. 16 с.

    3. Рудаченко А.В., Чухарева Н.В., Байкин С.С. Газотурбінні установки: навчальний посібник. Томськ: Изд-во Томського політехнічного університету, 2008. 139 с.

    Степанов Володимир Михайлович, д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри, energy @ tsu. tula.org.ua, Росія, Тула, Тульський державний університет,

    Циганов Максим Володимирович, аспірант, hezsmertnik amail. ru, Росія, Тула, Тульський державний університет

    PERFORMANCE ANALYSIS ELECTROMECHANICAL SYSTEM OF GAS TURBINE COMPRESSOR UNIT OF GTT-3 CIRCUIT AK-72

    V.M. Stepanov, M. V. Tsyganov

    Invention covers complex electromechanical system of gas turbine pressing plant GTT-3 scheme of nitric acid AK-72 production. The GTT-3 unit is designed to produce compressed air of the required temperature for the process.

    Key words: compressed air, gas turbine compressor plant, electromechanical systems, efficiency, unit operation failures, algo-rhythm control.

    Stepanov Vladimir Mikhaylovich, doctor of technical sciences, professor, head of the chair, energya tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,

    Tsyganov Maxim Vladimirovich, postgraduate, hezsmertnik @, mail. ru, Russia, Tula, Tula State University


    Ключові слова: СТИСНЕНЕ ПОВІТРЯ / Газотурбінних КОМПРЕСОРНА ВСТАНОВЛЕННЯ / ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ СИСТЕМИ / ЕФЕКТИВНІСТЬ / Відмови РОБОТИ УСТАНОВКИ / АЛГОРИТМ УПРАВЛІННЯ / COMPRESSED AIR / GAS TURBINE COMPRESSOR PLANT / ELECTROMECHANICAL SYSTEMS / EFFICIENCY / UNIT OPERATION FAILURES / ALGO-RHYTHM CONTROL

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити