Снижение энергопотребления при транспортировке газа за счет оптимизации газодинамических характеристик центробежных компрессоров газоперекачивающих агрегатов

Центробежные компрессоры Газпрома в 2000 г. потребляли энергии стоимостью 6,5 млрд долл. США в год по мировым ценам 2000 г.. Соответственно, повышение КПД типичного компрессора ГПА мощностью 16 МВт на 1 % при современных ценах дает годовую экономию более 100 тыс. долларов США. В газовой промышленности РФ работает более 4000 центробежных компрессоров с общей мощностью примерно 43 млн кВт.. Большинство этих машин спроектировано и построено в середине прошлого столетия и их КПД и форма газодинамических характеристик не соответствуют современным возможностям.

Кафедра КВХТ имеет уникальные возможности оптимального газодинамического проектирования центробежных компрессоров. Компьютерные программы Метода универсального моделирования основаны на моделях течения, разработанных в результате интенсивных исследования, проблемной лаборатории компрессоростроения, созданной по решению Правительства в середине прошлого столетия. Использованы результаты физических экспериментов на мощных стендах для испытания моделей центробежных компрессоров, не имеющие мирового аналога измерения внутри вращающихся со скоростью до 350 м/с роторах компрессоров, визуализация течения, расчеты невязкого и вязкого потока. Компьютерные программы позволяют оптимизировать количество ступеней, скорость вращения ротора, основные соотношения размеров проточной части и форму лопаточных аппаратов. Расчет газодинамических характеристик спроектированного компрессора настолько точен, что обязательный ранее этап экспериментальной проверки на моделях стал не нужен.

Кафедра была привлечена к созданию компрессоров ГПА нового поколения в середине 1990-х гг. в рамках программы «Урал-Газпром», сотрудничая с традиционными производителями и предприятиями, привлеченными по программе конверсии. Последним была оказана методическая помощь, вплоть до передачи компьютерных программ Метода универсального моделирования. Для отечественных и некоторых зарубежных производителей кафедра КВХТ разработала газодинамические проекты компрессоров ГПА с количеством ступеней 1-8, в диапазоне мощностей 4000-25000 кВт, при конечном давлении до 16 МПа. С учетом более ранних проектов в газовой промышленности РФ и других стран работает более 300 центробежных компрессоров пятидесяти типоразмеров с общей установленной мощностью почти 4,5 млн кВт, созданных с участием кафедры КВХТ. По оценке специалистов, средний эксплуатационный КПД этих машин на 3-4 % больше, чем у машин, находящихся в эксплуатации.

Хорошая точность моделирования рабочего процесса позволила обеспечить соответствие заданных параметров, проверенных в процессе приемосдаточных испытаний при передаче компрессоров Заказчикам. В результате кафедра КВХТ располагает сейчас банком данных по характеристикам 98 ступеней в широком диапазоне геометрических и газодинамических параметров. Для центробежных ступеней это беспрецедентно высокая эффективность. Наличие этих данных в дополнение к компьютерным программам метода универсального моделирования дает дополнительные возможности быстрого создания высокоэффективных компрессоров. Работа по созданию новых центробежных компрессоров для российской промышленности продолжается.

Дата публикации: 03.02.2012

Похожие записи:

• Отработанные железнодорожные шпалы — экологически безопасный, возобновляемый вид топлива
• Опыт реализации магистерском программы «возобновляемые источники энергии» в национальном исследовательском томском политехническом университете
• Автономный энергетический центр по утилизации отходов сельскохозяйственных предприятий
• Кластерный подход при формировании технопарков рационального природопользования
• Акустическая паровая внутрикапельная кавитация — новое направление для создания эффективных энергосберегающих и экологически чистых технологий
• Каталитическая интенсификация процессов переработки возобновляемого растительного сырья в биотоплива