237 236 Глава 4

Если, к примеру, степень сжатия принять равной е = 1,20, то для электропривода здесь возможен только один режим работы, определяе­мый пересечением линий 8=1,20 и п = 4800 об/мин. Этому режиму соответствует подача газа Q = 600 м³/мин.

Для ГТУ на кривой е = 1,20 возможен выбор различных режимов работы, причем эта кривая имеет экстремальный характер по энерго­затратам, что дает возможность оптимизировать работу газоперекачи-вающих агрегатов.

Возьмем величину подачи газа на уровне Q_r = 475 м³/мин с мини­мальными для этой степени сжатия энергозатратами. Суммарная пода­ча газа при совместной работе этих видов привода составит

Q = Q₃ + Q = 600 + 475 = 1075 м³/мин. Суммарные удельные энергозатраты при этом будут

NIG = NJ С_э + n_t/ G_r = 0,478 + 0,462 = 0,960 кВт/(кг/мин).

В условиях варианта максимальной суммарной подачи газа при этой степени сжатия, режим работы нагнетателя с приводом от ГТУ будет со­впадать с режимом работы нагнетателя с приводом от электродвигателя, и подача газа для каждого агрегата будет Q_r = Q_J = 600 м³/ мин.

Суммарная производительность Q — 1200 м³ / мин, а суммарные удельные энергозатраты

MQ = NJQ₃ + NJG_t = 0,478 + 0,478 = 0,956 кВт/(кг/мин).

Следует заметить, что в условиях параллельной работы электропри­вода и газотурбинного агрегата общая степень сжатия после изменения подачи газа будет устанавливаться одинаковой. При снижении подачи она возрастает, при увеличении - снижается (см. рис. 4.16).

Рассмотренный способ регулирования может иметь место и при ра­боте агрегатов с различной единичной мощностью. Установление режи­ма совместной параллельной работы агрегатов будет определяться ра­венством степени сжатия по станции.

Анализ опыта эксплуатации газотурбинного и электрического ви­дов привода показывает, что рациональность использования того или иного вида привода в значительной степени определяется ценой на топ­ливный газ для ГТУ и ценой на электроэнергию для электроприводных агрегатов.

Эксплуатация ГПА с электроприводом

Соотношение цен на электроэнергию и топливный газ и позволяет в первом приближении определить области рационального использова­ния каждого из них. Расчеты показывают, что при существующих ценах на топливный газ и электроэнергию целесообразность использования газотурбинного привода оправдывается даже при КПД работающих агрегатов на уровне 18-20%. При повышении численных значений КПД газотурбинного привода область рационального использования его зна­чительно расширяется.

238

Глава 5

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ, ДИАГНОСТИКА

И СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОЗАТРАТ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ

5.1. Показатели надежности газоперекачивающих агрегатов

Одной из важнейших эксплуатационных характеристик газоперека-чивающего агрегата является его надежность. Под понятием надеж­ность агрегата понимается его свойство выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных пока­зателей в заданных пределах, соответствующих режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки.

Как видно из приведенного определения, надежность агрегата явля­ется комплексным свойством, которое в зависимости от назначения и условий работы агрегата включает в себя такие понятия, как работос­пособность, неисправность, наработка на отказ, ремонтопригодность. Надежность агрегата в общем случае определяется надежностью его эле­ментов, систем, его обслуживающих, и характером их взаимодействия.

Под понятием работоспособность эксплуатации агрегата понима­ется способность агрегата выполнять заданные функции эксплуатации в пределах, допустимых нормативно-технической документацией и ин­струкциями по его эксплуатации.

Под понятием неисправность агрегата понимается состояние, при котором агрегат не соответствует хотя бы одному из требований, уста­новленных нормативно-технической документацией, даже в том случае, если эта неисправность и не приводит сразу к отказу в его работе.

Под понятием отказ понимается событие, заключающееся в полной или частичной потере работоспособности агрегата. Поэтому безотказ­ностью агрегата называется его свойство непрерывно сохранять рабо­тоспособность в течение заданного времени эксплуатации.

Отказы в работе агрегата на КС возникают по разным причинам: из-за недостатков в конструкции узла или агрегата, так называемые кон-

Показатель надежности, диагностика и снижение энергозатрат ГПА 239

структивные отказы; из-за нарушения правил технологии изготовления или монтажа агрегата на станции, так называемые технологические отказы, и эксплуатационные отказы - из-за нарушения правил эксплуа­тации агрегатов на станции. Отсюда и возникает очень важное для экс­плуатации понятие как наработка на отказ, одно из основных понятий надежности агрегатов при их эксплуатации на газопроводах.

Кроме приведенных определений отказов в работе оборудования, можно различать еще отказы систематические, полные, частичные, вне­запные и постепенные.

К систематическим отказам можно отнести отказы элементов, уз­лов и обслуживающих вспомогательных систем ГПА, долговечность которых во много раз меньше, чем долговечность самого агрегата, на­пример, работа систем разного рода уплотнений, износ масляных и воз­душных фильтров и т.п., требующих периодического ремонта и замены; обычно эти дефекты устраняются на станции силами обслуживающего персонала.

Под понятием полного отказа понимается нарушение работоспособ­ного состояния агрегата в целом, требующее длительной его остановки, замены или сложного ремонта.

Под понятием частичного отказа понимается состояние, после воз­никновения которого агрегат может использоваться по назначению, но с меньшей эффективностью, например, при разгерметизации регенера­торов, утечке масла и т.п.

Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением од­ного или нескольких параметров, определяющих работу ГПА. Внезап­ный отказ практически мгновенно переводит агрегат из работоспособ­ного состояния в состояние отказа.

Постепенный отказ характеризуется монотонным изменением одно­го или нескольких заданных параметров ГПА, например, снижением мощности агрегата из-за износа узлов и деталей.

Под понятием долговечность понимается способность агрегата со­хранять свою работоспособность при установленной системе техничес­кого обслуживания и ремонта до наступления предельного состояния. Под предельным состоянием агрегата понимается состояние, когда его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена вследствие неуст­ранимого отклонения заданных параметров от установленных преде­лов или неустранимого снижения эффективности эксплуатации ниже допустимой, или неустранимого нарушения требований техники безо­пасности, или необходимости проведения капитального ремонта.

Под понятием ремонтопригодность агрегата понимается его при­способленность к предупреждению и обнаружению причин возникнове-