Турбодетандерные агрегаты - уникальные машины, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Они предназначены для расширения газа в детандерной ступени с понижением его температуры и последующим дожатием в компрессорной ступени за счет использования механической энергии, создаваемой ступенью детандера. Агрегаты не требуют подвода энергии для совершения процесса. Особый интерес крупнейших нефтегазодобывающих компаний к турбодетандерным агрегатам в современном мире повышается в связи с освоением новых месторождений и увеличением объемов переработки газа, активным внедрением энергосберегающих технологий и технологий сжижения природного газа.

В ПАО «Газпром» турбодетандерные агрегаты (ТДА) применяются на объектах добычи для подготовки газа к транспорту, в первую очередь в установках комплексной подготовки газа (УКПГ) с применением низкотемпературной сепарации газа. На объектах добычи ТДА применяются сезонно: в летний период (с апреля по октябрь) работают, с октября по апрель (зимний период) не используются. При этом агрегаты должны иметь определенные параметры, связанные с условиями эксплуатации:

• степень расширения Пт=1,7-1,9 в летний период при расчетной температуре окружающей среды 20ºС;
• степень расширения Пт=2,0-2,3 в летний период при расчетной температуре окружающей среды 30ºС.

ОАО «Казанькомпрессормаш» (Группа ГМС) ещё в 70-80-е гг. прошлого века активно занималось поставками ТДА для нефтегазовой отрасли.

В последние годы, после проведения анализ развития технологий с применением ТДА и ситуации на российском рынке, ОАО «Казанькомпрессормаш»
и АО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» (Группа ГМС), используя многолетний опыт разработки и поставки центробежных компрессоров, вернулись к данному направлению. С учетом современных тенденций специалистами института были разработаны новые конструктивные решения, которые реализовываются на ТДА нового поколения. Агрегаты выполняются с консольным расположением колес, а сменная проточная часть (СПЧ) размещается между корпусами турбины и компрессора. Такая конструкция имеет ряд преимуществ, среди которых:

• возможность термоизолировать ступень турбины и обеспечить температуру на выходе до -80ºС;
• возможность применения «жесткого ротора» и подшипников большого диаметра (высокой грузоподъемности) с обеспечением частоты вращения значительно ниже первой критической скорости, что повышает динамическую стабильность ротора;
• возможность расположения магнитных подшипников в средней части СПЧ, с обеспечением подачи подготовленного «буферного» газа, что предотвращает негативное воздействие влаги на магнитные подшипники и датчики;
• применение цельнофрезерованных радиально-осевых колес полуоткрытого типа с пространственным профилем, которые имеют более высокий КПД и степень расширения более 2;
• применение регулируемого соплового аппарата позволяет существенно расширить диапазон эффективной работы ТДА в диапазоне изменения расхода от 50 до 110%.

Данный подход был реализован в изготовленных в 2019 году моноблочных ТДА на магнитных подшипниках производительностью 8,4 млн. м³/сут., предназначенных для низкотемпературной сепарации углеводородного газа в составе УКПГ.

«Казанькомпрессормаш» и «НИИтурбокомпрессор» постоянно расширяют линейку выпускаемой продукции, ориентируясь на изготовление конкурентоспособного компрессорного оборудования с учетом индивидуального подхода к проектированию под конкретные параметры объекта. Предлагаемые на сегодняшний день ТДА имеют широкий диапазон степени расширения ПТ = 1,2-3,7 и могут использоваться на станциях охлаждения газа, на объектах добычи - промысловых УКПГ, на объектах по переработке газа.

Ш.Ш. Биктимеров, АО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» (Казань, РФ)
Д.Е. Якимов, АО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа»

Загрузить (118.7KB)