Электрозапуск - повышение конкурентоспособности

В связи с участием России в реализации решений Киотского протокола по снижению выброса вредных веществ в атмосферу руководством отечественных энергетических и газодобывающих компаний ужесточены требования к экологической безопасности эксплуатируемых и поступающих в эксплуатацию газотурбинных газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и элек тростанций (ГТЭС).Одним из главных направлений повышения экологических показателей газотурбинного оборудования станет замена турбодетандерного запуска на электрозапуск. Это особенно важно для тех энергетических компаний, чьи электростанции размещены в непосредственной близости от потребителя: в черте города, на производственных территориях и т.д.

 

 

 

Александр ДАНИЛОВИЧ
Зам.начальника отдела систем автоматического управления
и контроля ОАО «Авиадвигатель»

 

 

 

Существенное преимущество электрозапуска обеспечивается выполнением требований по взрывобезопасности газотурбинных установок (ГТУ) - приводов ГПА и ГТЭС - за счет исключения из конструкции труб подвода несжигаемого пускового газа. Данное требование является ключевым со стороны нефте- и газодобывающих компаний. Его выполнение в значительной мере повышает конкурентоспособность ГТУ на современном рынке газотурбинного оборудования.

Создание электростартера для ГТЭС мощностью 2,5....6,0 МВт началось в 2002 году по инициативе и техническому заданию пермских моторостроителей. Разработчиком и изготовителем выступило ОАО «Электропривод» (г. Киров), имеющее богатейший опыт создания и серийного производства десятков типов различных электроприводных машин и агрегатов, электродвигателей, генераторов и преобразователей.
Базовым для электростартера был выбран вентильный электродвигатель переменного тока, управляемый от преобразователя частоты, который располагается в блоке управления стартером (БУС). Электродвигатель представляет собой трехфазную асинхронную машину с короткозамкнутым ротором и датчиком частоты вращения вала. Исполнение двигателя взрывозащищенное, вид взрывозащиты «d» (взрывонепроницаемая оболочка), маркировка 2Ex dIIАТЗ. БУС выполнен со степенью защиты IP44, что позволяет размещать его в пожароопасной зоне П-IIа в соответствии с требованиями п. 7.4.5. ПУЭ.

Блок управления стартером имеет программируемые характеристики и программируемую логику управления, что позволяет его использовать при доводке и эксплуатации различных типов ГТУ. БУС обеспечен встроенными средствами контроля и интерфейсами RS-232, RS-485 для связи с персональным компьютером главного пульта управления турбиной.

Электростартер для запуска и холодной прокрутки двигателей Д-30ЭУ-1 и Д-30ЭУ-2 в составе ГТЭС мощностью 2,5...6,0 МВт получил обозначение СТВД-25Д-9000.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЭЛЕКТРОСТАРТЕРА СТВД-25Д-9000

Напряжение питания трехфазной сети, В
380
Частота напряжения, Гц
50-60
Максимальная мощность, кВт
150
Развиваемый момент, не менее, Нхм (кгсхм)*122,5 (12,5)
Частота вращения выходного вала, не менее, об/мин.
9000
Момент торможения при отключении, Нхм (кгсхм)24,5 (2,5)
Напряжение управляющих сигналов, В
27
Режим работыповторно-кратковременный
Масса, не более, кг135,5
Габариты электродвигателя, мм300х520
Габариты блока управления стартером, мм
2000х800х500
Назначенный ресурс, час50000
Срок службы, лет
20
Количество выключений за ресурс
5000
Наработка на любую неисправность,час
20000
Гарантийная наработка, час
8000
Гарантийный срок, лет5

* Передаточное отношение от вала электростартера к ротору ГТУ равно 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электродвигатель СТВД-25Д-9000 и блок управления стартером БУС-120ТСТВД-25Д-9000 обеспечивает:

  • холодную прокрутку (длительность 300 сек.);
  • запуск с короткой прокруткой (90 сек.);
  • зпуск с длительной прокруткой (390 сек.).

В состав электростартера СТВД-25Д-9000 входят:

  • асинхронный электродвигатель ДАТВ300-120Т-9000;
  • блок управления стартером БУС-120Т;
  • силовой и информационные кабели КС-1 и КС-2.

 

Опытный образец стартера СТВД-25Д-9000 прошел полный объем доводки и стендовых испытаний на стенде ТЭС «Янус» (ОАО «Авиадвигатель») в составе двигателя Д-30ЭУ-2 (№33-02). В процессе отработки и испытаний стартера выполнены 81 запуск и холодная прокрутка. СТВД-25Д-9000 был апробирован и при промывке газовоздушного тракта двигателя, в процессе которой было выполнено около 40 холодных прокруток.
Во время стендовых испытаний подтверждено соответствие электростартера требованиям Технического задания и определен его окончательный технический облик. В настоящее время СТВД-25Д-9000 внедрен в конструкторскую документацию ГТЭС «Урал-2500», «Урал-4000», «Урал-6000».
Учитывая положительный опыт доводки и внедрения в серийное производство серийное производствосерийное производство СТВД-25Д-9000, с IV квартала 2005 года пермскими моторостроителями начаты работы по внедрению системы электрозапуска ГТУ мощностью 10...25 МВт.
Согласно Техническому заданию ОАО «Авиадвигатель» в настоящее время «Электропривод» работает над созданием электростартера СТВД-30Д-11Т, являющегося модификацией СТВД-25Д-9000.

С учетом потребной моментной характеристики для запуска ГТУ-10П/12П/16П/25П у СТВД-30Д-11Т увеличен развиваемый момент на валу до 21 кгсхм с учетом передаточного отношения от вала электростартера до ротора ГТУ, равного 1,48. В конце 2005 года СТВД-30Д-11Т внедрен в конструкторскую документацию для проведения испытаний и начала серийных поставок в составе ГТУ мощностью 10, 12 , 16 и 25 МВт с 2006 года.

Чтобы снизить стоимость комплектов поставки электростартеров для нескольких газотурбинных установок, расположенных на одном объекте, пермяками разрабатывается вариант запуска от одного блока управления стартером нескольких ГТУ. Кроме того, прорабатывается вариант размещения электродвигателя стартера непосредственно на двигателе газотурбинной установки. Для решения этой задачи «Электропривод» создает малогабаритный высокооборотный электродвигатель со встроенным редуктором. Новый вариант электростартера планируется внедрить на ГТУ-2,5П для электростанции ПАЭС-2500М, на которой установка электродвигателя на раме или корпусе турбоблока невозможна.

Учитывая актуальность проблемы повышения экологической безопасности современного газотурбинного оборудования и пожелания заказчиков, пермские моторостроители готовы уже в 2006 году перейти к оснащению всего выпускаемого модельного ряда газотурбинных установок и электростанций системами электрозапуска.