Выбор системной характеристики турбокомпрессорного агрегата на основе анализа его эффективности по результатам натурных испытаний. Ч. III. Исследование эффективности основных систем турбокомпрессорного агрегата ГПА-Ц-6,3А/56-1,45 по результатам его натурных испытаний

Abstract

В работе представлены расчетные и экспериментальные характеристики центробежного компрессора (ЦК) природного газа и приводного газотурбинного двигателя на различных режимах их работы, полученные по результатам натурных экспериментов, проведенных в процессе испытаний агрегата типа ГПА-Ц-6,3А на стенде замкнутого контура (ЗК). Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных характеристик ЦК показал, что для проектного режима работы компрессора наблюдается удовлетворительное совпадение характеристик. Полученные данные показали, что при расчетном режиме работы ЦК обеспечивается коммерческая производительность 12,2 млн нм3/сутки, отношение давлений 1,45, политропный КПД равен 85%, а потребляемая мощность на валу компрессора составляет 6,17 МВт, что соответствует требованиям технического задания. По результатам теплотехнических испытаний двигателя в составе агрегата получены его характеристики. При мощности силовой турбины равной 6,3 МВт эффективный КПД двигателя соответствовал 30%, а удельный расход топлива 0,24 кг/кВт∙ч. Получены также данные о влиянии гидравлических потерь в воздухоприемном и выхлопном трактах газотурбинного привода на полезную мощность и эффективность приводного двигателя на номинальном режиме работы. Эти данные, а также параметры работы турбокомпрессорного агрегата в составе стенда ЗК являются исходными для составления системной характеристики исследуемого агрегата и оптимизации режимов его работы при дальнейших исследованиях

На стенді замкнутого контуру ПАТ «Сумське машинобудівне НВО» в процесі випробувань газоперекачувального агрегату типу ГПА-Ц-6,3А одержані характеристики енергетичної ефективності відцентрового компресора (ВК) природного газу і приводного газотурбінного двигуна на різних режимах їх роботи, а також дані про гідравлічні втрати в повітряприймальному та випускному трактах турбокомпресорного агрегату ГПА-Ц-6,3А/56-1,45, які впливають на енергетичну ефективність газотурбінного приводу. Одержані дані показали, що при розрахунковому режимі роботи ВК політропний коефіцієнт корисної дії досягає 85%, а ефективний ККД двигуна, на його номінальному режимі роботи, складає 30%, що відповідає технічним умовам на створення агрегату

The paper is concerned with design and experimental characteristics of efficiency of natural gas centrifugal compressor (CC) and driven gas turbine at different conditions obtained on the results of physical experiments conducted during full-scale tests of GPA-C-6,3А. Comparative analysis of CC design and experimental characteristics showed that it is observed the good agreement of design and experimental characteristics for compressor design condition. Data analysis showed that under CC design condition the commercial capacity 12.2 MMNCMD, pressure ratio 1.45, polytropic efficiency 85% are provided, and consumed shaft power is 6.17 MW meeting technical requirements. The paper also presents data on hydraulic pressure losses effect in air intake and exhaust ducts on useful power and efficiency of driven engine under nominal condition. Thermaltechnical characteristics were obtained upon turbine (being the part of the package) test results. Under power turbine power 6.3MW the turbine effective efficiency was 30%, and specific fuel rate was 0.24 kg/kW∙h. This data as well as operation parameters of TCA being the part of back-to-back test rig is the initial data to make up system characteristics of the package to be researched