От редактора

4            Вперед в будущее!

А.Ю. Култышев, к.т.н. – журнал «Турбины и Дизели»

                Новые разработки

6            Применение современных подшипниковых опор в конструкции центробежных компрессоров

И.Ю. Кляйнрок¹ (к. т. н.), Д.В. Кравцов² (к. т. н.), Р.О. Юдин¹ –

ООО «Газпром энергохолдинг индустриальные активы»¹, АО «Невский завод»²

Ключевые слова: центробежный компрессор, подшипник скольжения, полимерные материалы, система магнитного подвеса, антифрикционные материалы

Аннотация

Рассмотрены основные типы подшипниковых опор, применяемых в конструкции центробежных компрессоров (ЦБК) производства АО «Невский завод». В типовых конструкциях преимущественно применяются подшипники с покрытием вкладыша баббитом. В связи с технологическим развитием в энергомашиностроении в настоящее время на замену ему пришли покрытия из полимерных материалов, позволяющие без конструктивных изменений опор повысить эффективность и ресурс подшипника, активные электромагнитные подшипники.

Помимо подшипников скольжения, в качестве опор Невский завод применяет также систему магнитных подвесов (СМП) собственного производства. Данная система удерживает ротор машины в центральном положении относительно статора за счет электромагнитных сил. В статье проанали-зированы основные преимущества и недостатки различных типов подшипниковых опор. Выполнена оценка целесообразности применения подшипниковых опор разных типов в конструкции ЦБК газоперекачивающих агрегатов.

12         Система управления жизненным циклом изделия: какая нужна сегодня?

Н.О. Тюльпа – АО «ЛАНИТ»

16         Технический прогресс в разработке новых подшипниковых материалов узлов трения

Н.Ю. Овчаренко, С.В. Ладенко – АО «НПК «Промышленные технологии»

М.Ю. Егорушков – ООО «Газпром энергохолдинг индустриальные активы»

20         Основы методики проектирования турбодетандеров для объектов ПАО «Газпром»

В.К. Юн, (д.т.н.), М.М. Ленцман, А.В. Cкороходов – АО «Невский завод»

Ключевые слова: турбодетандер, радиальный турбодетандер, турбодетандер центростремительного типа, осевой турбодетандер

Аннотация

Вопросы и проблемы энергоэффективности оборудования, эксплуатирующегося на предприятиях ПАО «Газпром», в последнее десятилетие приобретают всё более важный характер, широко обсуждаются на международных форумах и конференциях.

Наличие неиспользованной энергии и дополнительных затрат мощности для вспомогательных систем при дросселировании газа на станциях охлаждения газа (СОГ) и на газораспределительных станциях (ГРС) свидетельствуют о недостаточно эффективном использовании оборудования. Одним из решений данной проблемы является применение турбодетандерной техники [1].

В статье представлена классификация турбодетандеров, наиболее широко распространенных в отечественной газовой промышленности. Приведены зависимости, позволяющие оценить энергоэффективность различных конструктивных решений, и требования к минимальному набору исходных данных. Рассмотрены характерные геометрические и кинематические зависимости как для осевых, так и центростремительных детандеров. Отмечена прямая взаимосвязь технологического процесса и конструктивного решения. Изложены наиболее типичные недостатки, встречающиеся в эксплуатируемых изделиях. Даны основные подходы проектирования и доводки новой продукции.

 26         Разработка отечественной мобильной компрессорной установки с моторкомпрессором ICL Baker Hughes

О.В. Бычков, И.В. Травкина, С.В. Кудрявцев, И.А. Странкалс, В.Е. Щавлев (к.т.н.) –

ООО «ИНГК-Промтех»

                Эксплуатация, сервис

32         Опыт эксплуатации газоперекачивающих агрегатов ГПА-32 «Ладога»

Ю.В. Зуева, И.Ю. Кляйнрок (к. т. н.), А.Ю. Култышев (к. т. н.) –

ООО «Газпром энергохолдинг индустриальные активы»

Ключевые слова: газоперекачивающий агрегат, газотурбинная установка, центробежный компрессор, эксплуатация, устранение неисправностей

Аннотация

Агрегат ГПА-32 «Ладога» производства АО «Невский завод» – газоперекачивающий агрегат для объектов добычи и транспортировки природного газа. Заложенные в конструкцию агрегата технические решения отрабатывались в ходе эксплуатации. На основе опыта эксплуатации и технического обслуживания ГПА проведен анализ неисправностей, внедрены мероприятия по повышению надежности и улучшению конструкции агрегатов.

Систематизация и анализ неисправностей систем агрегата выполнены на основе актов дефектации, отчетов, замечаний от экплуатирующих организаций, а также результатов планового технического обслуживания. В итоге были определены основные узлы ГПА-32 «Ладога», наиболее подверженные отказам в процесе эксплуатации агрегата на газотранспортных объектах РФ.

Для всех неисправностей разработан и реализован ряд мероприятий по совершенстованию конструкции и повышению надежности работы ГПА-32 «Ладога», включая переход на применение компонентов собственного изготовления.

38         Выбор отечественного жаропрочного сплава для камеры сгорания газовой турбины Т32

В.В. Клепалов¹, М.Ю. Егорушков¹, Ф.М. Андреев², В.М. Дручок² –

ООО «Газпром энергохолдинг индустриальные активы»¹, АО «Невский завод»²

Ключевые слова: локализация, термоциклическая усталость, малоцикловая усталость, камера сгорания, газовая турбина

Аннотация

Статья посвящена определению критериев при выборе материалов, освоенных в производстве отечественной металлургии, для применения в конструкции локализуемой камеры сгорания газовой турбины Т32 взамен оригинального сплава марки AMS 5872. Оценка материалов и критериев для замены выполнялась на теплонапряженных частях КС – жаровая труба и переходная секция от жаровой трубы к турбине высокого давления. От объективно обоснованного выбора материала зависит надежность и длительность эксплуатации камеры сгорания, что напрямую влияет на ресурсные показатели ГТУ Т32 в целом. Зарождение трещин, их развитие и последующее разрушение деталей из жаропрочных сплавов в КС чаще всего происходит под воздействием термоциклических нагрузок. Появление термоциклических трещин в элементах КС является основной причиной возникновения очагов начала разрушения, инициирующих дальнейшее развитие трещин от воздействия статических или циклических усилий.

Проведен анализ механических свойств и сортамента отечественных жаропрочных сплавов для замены оригинального сплава AMS 5872. Выполнены итерационные расчеты с помощью уравнений Мэнсона и Коффина для определения термоциклической устойчивости жаропрочных сплавов. По итогам исследования определены критерии прочностной оценки и выбран оптимальный отечественный жаропрочный сплав в качестве альтернативы оригинальному сплаву.

 44         Турбинные масла Taif Rave: успешная эксплуатация в зарубежных ГТУ

И.А. Степанков – ООО «С-Техникс»

46         Производственные возможности АО «Газэнергосервис»  по ремонту и изготовлению составных частей ГТД и ГПА

Р.В. Алдохин – ООО «Газпром энергохолдинг индустриальные активы»

П.Е. Дрягин – АО «Газэнергосервис»

Ключевые слова: газоперекачивающий агрегат, локализация, плазменное напыление, капитальный ремонт агрегатов, динамическая балансировка гибких роторов, запасные части, газотурбинные установки, исследования, импортонезависимость, лопатки ГТД

Аннотация

Компания «Газэнергосервис», с 2021 года входящая в группу «Газпром энергохолдинг индустриальные активы», занимает ведущие позиции в области производства запасных частей для импортных и отечественных газоперекачивающих агрегатов, а также ремонта узлов ГПА, газотурбинных установок и двигателей в заводских условиях.

В состав компании, образованной в 1993 году, в результате реструктуризации активов государственного предприятия «Союзгазификация», сегодня входят машиностроительные предприятия и сервисные подразделения, специализирующиеся на изготовлении широкого спектра оборудования, запасных частей и осуществляющие ремонт, обслуживание и модернизацию отечественных и импортных ГПА, газоперекачивающего оборудования.

Предприятие играет большую роль в реализации программы импортонезависимости ПАО «Газпром». Расширяя номенклатуру выпускаемой продукции и осваивая новые направления деятельности, компания ежедневно вносит свой весомый вклад в развитие отечественной индустрии и обеспечение технологического суверенитета нашего государства.

Сегодня АО «Газэнергосервис» – это четыре филиала и одно обособленное подразделение:

- завод «РТО» в г. Щёкино Тульской области;

- завод «Ротор» в г. Камышине Волгоградской области;

- завод «Турборемонт» в г. Брянске;

- завод «Турбодеталь» им. И.И. Соколовского в г. Наро-Фоминске Московской области;

- конструкторско-технологический отдел АО «Газэнергосервис» в г. Брянске.

54         Мониторинг ГТУ как инструмент обеспечения надежности эксплуатации

В АО «ОДК-Авиадвигатель» завершен проект управления эксплуатацией газотурбинных установок

А.В. Лядов – ГК «ЛАНИТ»

             Двигатели внутреннего сгорания

58         Исследование рабочего процесса газодизельного двигателя, работающего на аммиаке

О.В. Абызов (к.т.н.), Ю.В. Галышев (д.т.н.), А.А. Метелев –

Высшая школа энергетического машиностроения, Институт энергетики, ФГАОУ ВО СПбПУ

Ключевые слова: аммиак, азот, безуглеродное топливо, газодизель, компьютерное моделирование

Аннотация

В данной работе рассматривается возможность эффективной работы двигателя внутреннего сгорания по газодизельному циклу с использованием аммиака в качестве основного топлива. В ходе моделирования рабочего процесса двигателя с применением ПО ANSYS Forte исследуется влияние характеристик впрыска топлива и параметров сгорания в цилиндре двигателя с воспламенением от сжатия в двухтопливном режиме при использовании аммиака.

В качестве объекта исследования рассматривается газодизельный двигатель ЯМЗ-5345. Полученные результаты сравниваются с расчетом рабочего процесса по дизельному циклу, выполненным в программе RP-TOX.

Исследование показало, что при соответствующей оптимизации рабочего процесса можно добиться практически полной замены дизельного топлива аммиаком при сохранении той же мощности и коэффициента полезного действия, используя дизельное топливо только в качестве запальной дозы – не более 10%.

При оценке экологических показателей отмечено значительное снижение концентрации СО2 в составе выхлопных газов, что является основным преимуществом использования безуглеродных топлив. Отмечается наличие в выхлопных газах несгоревшего аммиака и оксидов азота.

 64         Влияние конфигурации впускной системы на мощность дизельного двигателя размерности 7,5/6,0

Л.В. Плотников (д. т. н.), В.А. Шурупов, Д.А. Давыдов, В.А. Следнев, Д.Н. Красильников, А.Д. Лаптев – «Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Ключевые слова: дизельный двигатель, впускная система, поперечное профилирование

трубопровода, стендовые испытания, расходные характеристики, мощность двигателя

Аннотация

Действенным способом улучшения удельных показателей дизелей является совершенствование процессов газообмена. В статье показано влияние поперечного профилирования впускного трубопровода дизельного двигателя на его расходные характеристики и мощность на основе экспериментальных исследований.  Описаны экспериментальные стенды и средства измерений. Модификация впускной системы заключалась в применении впускной трубы с квадратным и треугольным участками. Представлены данные о расходных характеристиках через впускные системы модели поршневого двигателя и мощностные характеристики дизеля с разными модификациями впускной трубы. Установлено, что использование профилированных труб вызывает увеличение расхода воздуха через впускную систему двигателя на 15…17% по сравнению с базовой конфигурацией. Отмечается рост мощности дизеля на 3…15% при использовании профилированных труб во впускной системе по сравнению с базовой модификацией. Полученные данные полезны для модернизации впускных систем существующих двигателей и разработки новых дизелей с перспективными технико-экономическими показателями.

 70         Многофункциональные присадки к дизельному топливу: механизм действия, эффективность, проблемы

А.Ю. Шабанов (к.т.н.), А.С. Алешина (к.т.н.), А.А. Сидоров (к.т.н.), А.Б. Зайцев (к.т.н.),

О.В. Абызов (к.т.н.) – Высшая школа энергетического машиностроения, Институт энергетики, ФГАОУ ВО СПбПУ

Ключевые слова: многофункциональная присадка, дизельное топливо, процесс сгорания, эффективная мощность, расход топлива, температура отработавших газов, дымность, токсичность отработавших газов, задержка воспламенения

Аннотация

Многофункциональные присадки (МФП) улучшают процесс сгорания топлива, повышают его моющие способности, снижают уровень загрязненности рабочих полостей камеры сгорания и т.д. Но глубокого исследования о влиянии их концентрации на работу двигателя не проводилось, производители МФП дают общие рекомендации, без учета реального состава базового топлива и режимов работы двигателя.

В статье приведены результаты специальных моторно-стендовых исследований по влиянию концентрации МФП на работу двигателя: расход топлива, дымность отработавших газов. Исследования проводились при работе двигателя по нагрузочной характеристике для летнего ДТ-Л-К5 и зимнего ДТ-З-К5 на дизельных топливах одного бренда. Также представлены результаты индицирования двигателя (измерение мгновенного давления в цилиндре) с расчетным исследованием диаграмм для определения динамики активного тепловыделения в цилиндре при работе двигателя на базовом топливе и содержащем МФП в разных концентрациях.

В результате было определено уменьшение задержки воспламенения топлива, повышение скорости сгорания в кинетической фазе и сокращение общей продолжительности горения. Выявлено значение оптимальной концентрации МФП, которое существенно зависит от углеводородного состава базового топлива.

78         Независимое программное обеспечение для газопоршневых электростанций

Д.С. Колесов – ООО «НПО ТЕХ»

                 Представление компании

80         АО «Газэнергосервис» – главная ремонтная база страны

Р.В. Алдохин, К.В. Симутин – ООО «Газпром энергохолдинг индустриальные активы»

П.Е. Дрягин – АО «Газэнергосервис»

                 Паротурбинные установки

84         Модульные подходы и алгоритмы при создании паровых турбин

А.Ю. Култышев, к.т.н. – ООО «Газпром энергохолдинг индустриальные активы»

Ключевые слова: паровая турбина, турбоустановка, паротурбостроение, энергомашиностроение, конкурентоспособность, модуль, модульный подход, унификация, алгоритм, жизненный цикл, трудоемкость

Аннотация

К важнейшим вопросам развития паротурбо-строения относится совершенствование инструментов и средств разработки, производства, эксплуатации и управления жизненным циклом (ЖЦ) основного и вспомогательного оборудования.

Достаточно часто мероприятия по совершенствованию подготовки производства и собственно изготовления проводятся несогласованно, без подчинения общей цели, с различием в подходах, инструментах и средствах решения. Это  приводит к дублированию работ, отсутствию общей линии, а иногда и к несовместимости.

Нерациональное и неравномерное решение задач должно меняться в пользу системного подхода к развитию предприятия, его продуктов и инструментов управления ЖЦ выпускаемой продукции.

Описаны конструкции и подходы к разработке паровых турбин и турбоустановок зарубежных и российских турбинных производителей. Обозначено, что модульный принцип «LEGO» и единая библиотека стандартных элементов позволяет добиться большей эффективности жизненного цикла паротурбинного оборудования и более высоких его средневзвешенных показателей, чем использование «базовой платформы», что объясняется необходимостью при таком принципе создания оптимизированной «скорлупы» с ограниченными возможностями опционной замены частей и систем и принципиально схожими с индивидуальным проектированием подходами.

Предложен алгоритм модульного подхода к созданию паровой турбины и совершенствованию ее конструкции при управлении жизненным циклом.