Автоматическое управление газотурбинными установками. Ленинград, «Недра», 1974. Авт.: Б. И. Аранович, Ю. Т. Лячек, В. А. Олейников, А. А. Файнштейн.
В книге даны характеристики газотурбинных установок, применяемых на магистральных газопроводах, и принципы построения систем автоматического управления с учетом ограничении, налагаемых технологическими особенностями эксплуатации агрегатов. Рассмотрены элементы, используемые в современных схемах управления ГТУ, особенности этих элементов, их достоинства и недостатки. Показан принцип построения логических схем управления отдельными узлами газовых турбин. Приведены характерные режимы работы агрегатов на компрессорных станциях и динамика регуляторов, используемых для стабилизации скорости вращения роторов ГТУ. Дан анализ надежности систем автоматического управления.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и эксплуатацией систем автоматики на газотурбинных установках магистральных газопроводов. Опа может быть полезна и студентам, специализирующимся по автоматизации энергетических установок.
ВВЕДЕНИЕ
Природный газ обладает целым рядом ценных качеств, которые позволяют успешно применять его в энергетике, металлургии, химии, быту. Отметим эти качества: высокая теплота сгорания, большой срок хранения, богатый химический состав, относительная легкость добычи, транспортабельность. Коротко укажем направления использования природного газа. В металлургической, строительной, легкой и химической промышленности газ используется как источник тепла для расплавления и нагрева металлов, сушки различных материалов, получения технологического пара. В энергетике газ применяют как топливо для паровых котлов или непосредственно в газовых турбинах, в быту — для газовых плит и отопительных систем. Богатый химический состав газа позволяет получать из него ацетилен, формалин и другие ценные продукты.
Советский Союз располагает огромными потенциальными запасами природного газа. Однако многие уникальные месторождения находятся вдалеке от основных потребителей. Укажем, в частности, на месторождения Средней Азии и Западной Сибири. Поэтому до 80% всего добываемого газа транспортируется от мест добычи к местам потребления. Объем добычи газа к концу пятилетки должен составить 300—320 млрд. м3 в год, а с вводом месторождений Западной Сибири объем транспортируемого газа, вероятно, возрастет до 90—95%. Эти цифры говорят о том, что транспорт газа и его оптимальное распределение между потребителями являются сложными технико-экономическими задачами, на решение которых и направлены усилия работников газовой промышленности.
Транспортировать газ можно в сжиженном состоянии автомобильным, железнодорожным, водным транспортом или в . газообразном состоянии по трубопроводам. Последний путь более экономичен и безопасен, а поэтому принят как основной во всем мире. Большое значение трубопроводному транспорту газа уделяется в СССР. Общая длина газопроводов к 1971 г. составляла около 70 тыс. км, для перекачки газа потребовались мощности более 3 млн. кВт.
Созданы уникальные системы магистральных газопроводов Бухара— Урал, Средняя Азия—Центр.
Масштабы развития газовой промышленности ставят крупные научные и технические задачи. Главные из них можно сформулировать следующим образом: 1) повышение надежности транспорта газа, что связано с надежностью компрессорных станций и, в частности, компримирующих агрегатов и их приводов; 2) повышение экономичности транспорта газа, зависящей от оптимального использования газопроводов и оптимизации режимов компримирующих агрегатов; 3) автоматизация компрессорных станций и магистральных газопроводов.
Оптимизация режимов компрессорных станций в масштабах страны может дать огромный экономический эффект. Действительно, экономия даже 2—3% от мощности перекачивающих агрегатов составит 70—90 тыс. кВт (по уровню 1971 г.). Такие мощности равносильны вводу нескольких компрессорных станций, в строительстве которых отпадает необходимость со всеми вытекающими отсюда экономическими последствиями.
В свою очередь надежность и экономичность транспорта газа во многом зависят от уровня автоматизации. Современная автоматика и автоматизированные системы способны поддерживать оптимальные режимы компримирующих агрегатов и всего газопровода в целом, обеспечивать безаварийную работу, облегчать обслуживание станций, находящихся подчас в сложных географических и климатических условиях.
Для решения поставленных проблем необходимо, во-первых, улучшить конструкцию компрессорных машин и их приводов, а также узлов газопровода и газорегуляторных станций; во-вторых, усовершенствовать автоматические системы. Два этих пути, вообще говоря, взаимосвязаны. Так, новые системы автоматизации иногда требуют изменения и улучшения конструкции машин, а новые, более совершенные конструктивные узлы упрощают системы управления.
Объем книги не позволяет обсудить весь круг технических и научных вопросов, перечисленных выше. Поэтому рассматриваются только задачи автоматического управления нагнетателями и их газотурбинными приводами. По другим аспектам даны только постановка вопроса и некоторые соображения, влияющие на автоматизацию отдельных агрегатов и компрессорной станции в целом.
В книге описаны автоматический пуск компримирующих агрегатов и их включение в газопровод, автоматическая стабилизация параметров газотурбинного комплекса на базе современной электронной техники, рациональное размещение автоматической аппаратуры, анализ надежности автоматики. На основе практического опыта разработки и эксплуатации систем автоматики даны рекомендации по их проектированию.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и эксплуатацией систем автоматики на газотурбинных установках магистральных газопроводов. Она может быть полезна и студентам, специализирующимся по автоматизации энергетических установок. Авторы предполагали, что читатели знакомы с теорией управления и регулирования, элементами автоматики и электроники в объеме программ вузов.
Авторы выражают благодарность инженеру Л. Я. Габинскому, взявшему на себя труд рецензента и сделавшему ряд ценных замечаний методического и технического характера, которые были учтены при окончательной подготовке рукописи.
