Основные технические показатели поршневых гпа

Таблица 3.1.

* Спаренный ПГПА, остальные – ГМК.

Таблица 3.2

Технические данные двигателей ПГПА ГМ8, МК8, ДР12 и ГПА-5000

Параметры	Марка ПГПА
	ГМ8	МК8	ДР12	ГПА-5000 (двигатель 61 ГА)
Диаметр цилиндра, мм 220 435 508 230 Длина хода поршня, мм 225 485 508 2 х 39 Средняя скорость порш­ня, м/с 4,5 4,85 5,58 7,1 Степень сжатия 6,5 7,5 8 11 Давление наддува, МПа 0,160-0,165 0,15-0,17 0,185-0,205 0,175-0,160 Давление газа в выхлопном коллекторе, МПа — 0,138-0,157 0,160-0,165 0,160-0,164 Расход воздуха, тыс. м3/ч 8 21-23 50 30 Температура воздуха в ре­сивере, °С, не более 60 50 60 50 Максимальное давление сгорания, МПа 5,5 5,1 6,0 7,0 Среднее эффективное дав­ление, МПа 0,658 0,734 0,844 0,8 Температура выхлопных газов, °С, не более 460 400 400-470 380-400 Габаритные размеры ПГПА*, м: длина 6,6 9,2 10,8 16,5 ширина 3,4 5,2 10,6 10,5 высота 4,0 3,3 5,2 5,1

*Габаритные размеры указаны для модификации ГПА с давлением нагнета­ния 5,6 МПа.

Места соединений уплотнены кольцами из маслотермостойкой резины.

Наиболее мощным из эксплуатируемых в настоящее время в отечественной промышленности газомотокомпрессоров являет­ся ГМК ДР12, являющийся стационарным автоматизированным агрегатом, состоящим из двухтактного U-образного 12-цилиндро­вого двигателя и горизонтального поршневого компрессора, ци­линдры которого располагаются по обе стороны от общих для двигателя и компрессора фундаментной рамы и коленчатого вала.

Цилиндры двигателя ГМК ДР12 имеют диаметр 508 мм, что вместе с высокими удельными показателями рабочего процесса обеспечивает наибольшую в настоящее время цилиндровую мощ­ность двигателя ГМК — 460 кВт.

Высокая удельная мощность ГМК ДР12 (среднее эффективное давление 0,844 МПа) получена за счет повышения давления надду­ва до 0,205 МПа, степени сжатия - до 8, максимального давления сгорания — до 6,0 МПа (у ГМК 10ГКН максимальные значения этих параметров равны 0,165; 7 и 5,1 МПа соответственно). Для обеспечения надежной, бездетонационной и высокоэкономичной работы двигателей ГМК ДР12 при указанных высоких параметрах рабочего процесса в конструкции ГМК принят ряд новых ориги­нальных решений и применены высококачественные материалы.

Нашел распространение также газоперекачивающий агрегат ГПА-5000, представ-ляющий собой компоновку двух машин: газо­вого двигателя внутреннего сгорания и поршневого компрессора оппозитной конструкции. Основная идея создания оппозитных компрессоров заложена в стремлении уравновесить возвратно-поступательные силы, действующие в кривошипно-поршневой группе агрегата. ГПА-5000 обладает следующи-ми преимущества­ми: уравновешивание масс позволило повысить обороты компрес­сора и снизить затраты на фундамент, облегчить ремонт и реви­зию оборудования, уменьшить высоту здания для установки агре­гата. Подача ГПА-5000 составляет 4,0 млн. м³/сут, мощность — 3680 кВт.

В СССР первый агрегат ГПА такого типа был создан на базе дизеля марки 61 завода "Русский Дизель" и оппозитного компрес­сора 6М25-125/38-55 Сумского завода тяжелого компрессоростроения (рис. 3.4), установленных на одном фундаменте. Основные элементы масляной и водяной систем, которые не навешивают на двигатель или компрессор (маслобак, холодильники, фильтры, ре­гуляторы, насосы), объединены в водомасляный блок, поставляе­мый заводом-изготовителем в собранном виде.

Двигатель 61ГА агрегата ГПА-5000 - двухтактный, двухряд­ный, 16-цилиндровый со встречно-движущимися поршнями и турбонаддувом. Особенность двигателя 61 ГА - встроенная зубчатая передача, соединяющая верхние и нижние коленчатые валы.

Продувку и наполнение воздухом цилиндров производят с помощью турбокомп-рессора, связанного с помощью шестеренчатой передачи и гидромуфты с коленчатым валом двигателя. Воздух по­ступает из нагнетателя в цилиндр через окна, управляемые верх­ним поршнем, и вытесняет отработавшие газы через окна, управ­ляемые нижним поршнем.

Рис. 3.4. Спаренный агрегат ГПА-5000:

1 — поршневой компрессор; 2 — разделительная стенка; 3—газовый дви­гатель

На двигателе 61 ГА применена система форкамерно-факельного воспламенения.

В форкамеру, объем которой составляет 2,9 % от объема каме­ры сжатия цилиндра, подается в начале сжатия небольшая допол­нительная порция газа через автоматический (открывающийся под действием перепада давления) клапан. В результате смешения дополнительной порции газа с обедненной газовоздушной сме­сью, поступившей из цилиндра, в форкамере образуется обога­щенная легковоспламеняемая смесь, которая поджигается в конце сжатия искрами на двух свечах зажигания, расположенных в крышке форкамеры. Из форкамеры выбрасывается в цилиндр факел горящих газов, который, разогревая и турбулизируя основ­ной заряд, обеспечивает надежное воспламенение и быстрое сго­рание рабочей смеси в цилиндре в широком диапазоне ее состава (коэффициента избытка воздуха). Благодаря этому двигатель мо­жет устойчиво работать от холостого хода до полной нагрузки, при этом частота вращения двигателя регулируется в основном изме­нением подачи (давления) топливного газа.

Агрегат ГПА-5000 полностью автоматизирован. Запуск, оста­новка и управление режимом работы агрегата выполняются с цен­трального пульта управления. Имеется мест-ный щит, позволяю­щий аварийно останавливать агрегат, а также управлять им при выпол-нении наладочных и регулировочных работ.

Отличительной особенностью агрегата ГПА-5000 является ма­лая удельная масса (34,5 кг/кВт); при этом двигатель 61 ГА в сборе имеет массу 39 т, компрессор с цилинд-рами и коллекторами — 88 т. Малые габариты и масса двигателя позволяют блочно компоно­вать, транспортировать и монтировать их на КС. Отрегулирован­ный на заводе двигатель устанавливают на фундамент и после присоединения к топливной, водяной и масляной системам запус­кают в работу без переналадок и регулировок.

На компрессорных станциях магистральных газопроводов применяют также комбинированные ГПА. Под комбинированны­ми ГПА понимают агрегаты, сочетающие в себе принципиально различные двигатели (газотурбинный, электрический, поршне­вой) с разными типами нагнетателей (компрессоров), объединенных с целью повышения эконо-мических показателей в каждом главном элементе ГПА и максимального использования их термодинамиче­ских, конструктивных и эксплуатационных преимуществ.

К числу комбинированных ГПА, нашедших практическое при­менение в газовой и нефтяной промышленности, относят, напри­мер, электроприводные поршневые ГПА (ЭПГПА), установленные на КС в Котур-Тепе (рис. 3.5). Эти агрегаты 6М25-210/3-56 с высоким уровнем автоматизации имеют синхронный электродвигатель типа СДКП мощностью 4000 кВт с частотой вращения n = 375 об/мин, во взрывобезопасном испол-нении, позволяющем его установку в общем зале с оппозитным шестирядным поршневым компрессо­ром 6М25. Попутный нефтяной газ, который прежде сжигали на факелах нефтяных промыслов Западной Туркмении, стали компримировать агрегатами в три ступени. Диаметр цилиндров первой, второй и третьей ступеней 750, 450, 290 мм соответственно, ход поршней 400 мм со средней скоростью 5 м/с, охлаждение цилинд­ров масла и газа между ступенями — двухконтурное водяное. Для удаления влаги и масла, сконденсировавшихся в процессе охлаж­дения, смонтированы масловлагоотделители жалюзийного типа. Производительность и нагрузка ГПА регулируются ступенчато подключением восьми дополнительных полостей на цилиндрах первой ступени. В области поршневых двигателей и компрессоров к комбини­рованным ГПА могут быть отнесены газовые поршневые двигате­ли, соединенные с центробежным нагнетателем, или поршневые компрессоры, приводимые в действие от газовых турбин.

Рис. 3.5. Схема комбинированного ГПА типа 6М25-210/3-56:

1 — влагомаслоотделитель; 2 — коллектор холодильника; 3 — холодильник I сту-пени; 4, 5 — холодильники II и III ступеней; 6 — трубопровод; 7 — влагомаслоотделитель II и III ступеней; 8 — коллектор всасывания I ступени; 9 — буферные емкости II и III ступеней; 10 — блок масляной системы компрессо­ра; 11 — электродвигатель; 12 — сепаратор с электродвигателем