2 / 17
В.А. Седунин, А.С. Шемякинский
106
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 5
ность компрессорных станций в электроэнергии составляет порядка 4 МВт.
В настоящее время на компрессорных станциях для выработки электроэнергии
используют дизельные и газотурбинные электростанции собственных нужд, рабо-
тающие на органическом топливе, а также внешние источники электроэнергии,
т. е. использование ДГА в системе топливного газа дает возможность снижения
затрат на топливо для их работы и снижение потребности в закупаемой электро-
энергии [1–8].
Цель работы — проектирование ДГА мощностью ~300 кВт с расходом не
более 2 кг/с, решение проблем, связанных с конструктивным исполнением дета-
лей, моделирование спроектированной проточной части турбодетандера и
сравнение полученных результатов с математическим расчетом.
В мировой практике накоплен значительный опыт успешной эксплуатации
ДГА. Достаточно сказать, что в Западной Европе, США, Японии и других стра-
нах работают более 300 установок различной мощности. Наиболее распростра-
нены установки мощностью 100…1500 кВт (~80 % общего парка). Эти установ-
ки производят известные фирмы: «ABB», «Atlas», «Siemens», «RMG» и др. В РФ
также есть опыт разработок ДГА. Например, разработанный ООО «Криокор»
ДГА эксплуатируется с 1994 г. на ТЭЦ № 21 в Москве, но имеет ряд проблем:
– регулирование давления газа за турбиной осуществляется штатными кла-
панами газорегуляторных пунктов (ГРП), в то время как регулятор турбины под-
держивает частоту ее вращения. Это, с одной стороны, может привести к не-
устойчивой работе системы подачи газа на ТЭЦ, а с другой, — требует суще-
ственного расхода газа через клапаны ГРП (запас на регулирование) и, следова-
тельно, недобора мощности турбиной;
– использование водяного охлаждения электрогенератора и масла для систе-
мы смазывания, вместо воздушного или газового охлаждения, заметно усложни-
ло установку;
– экономичность работы турбины ниже, в особенности на частичных
нагрузках.
Относительно низкая стоимость ДГА (ООО «Криокор») не компенсирует
отмеченные недостатки.
Аналогичными недостатками обладает и указанный турбодетандер ОАО
«Турбогаз». Основные характеристики турбодетандеров приведены в табл. 1.
Таблица 1
Основные характеристики турбодетандеров ОАО «Турбогаз» и ООО «Криокор»
Параметры
турбодетандера
ОАО «Турбогаз»,
Украина
ООО «Криокор»,
РФ
ОООНТЦ
«Микротурбинные
технологии», РФ
Турбина
Тип
Осевая
Осевая, закрытого типа
Степень расширения
газа в одной ступени
До 4
До 2,5