АТ Електропривод
зв'язку з посиленням вимог вітчизняних енергетичних і газодобувних компаній до екологічної безпеки експлуатованих і надходять в експлуатацію газотурбінних газоперекачувальних агрегатів (ДПА) і електростанцій (ГТЕС) все більш актуальною стає заміна турбодетандерного запуску газотурбінних двигунів (ВМД) на електрозапуск.
При турбодетандерному запуску використовується природний газ, що спалюється, який в процесі запуску тисячами кубометрів викидається в атмосферу. Електричний запуск є екологічно чистим, оскільки використання газу при запуску виключається. Крім того, через відсутність підведення газу до електростартера забезпечується істотна перевага електрозапуску - виконання вимог щодо його вибухобезпеки.
Реалізуючи завдання щодо впровадження в експлуатацію електрозапуску ВМД для ДПА та ГТЕС, ВАТ «ЕЛЕКТРОПРИВОД», розробило і освоило серійний випуск низки систем електрозапуску, що включають електростартери з блоками управління.
Принцип дії систем електрозапуску заснований на перетворенні електричної енергії в механічну за допомогою асинхронного короткозамкнутого електродвигуна з частотно-струмовим керуванням. У кожний момент часу перетворювач частоти видає на електродвигун напругу такого рівня і частоти, яке забезпечує робочий струм і момент, що розвивається двигуном, відповідні сигналу пристрою завдання моменту.
Системи електрозапуску мають такі особливості:
- асинхронний електродвигун електростартера виконаний на підвищену частоту обертання 12000 об/хв, що дозволило збільшити енерговіддачу в 10 і більше разів у порівнянні з електродвигунами з промисловою частотою обертання;
– пристрій завдання моменту УЗ забезпечує плавне збільшеннякрутного моменту і ненаголошене зачеплення кулачкової муфти при включенні електростартера, а в кінці розкрутки ротора ВД ВМД для виключення перевантаження трансмісії знижує крутний момент пропорційно частоті обертання;
– електростартери систем електрозапуску мають вибухозахищене виконання1ExdIIВТ3;
- Системи електрозапуску мають вбудовані засоби захисту по струму, напрузі та від перегрівів блоку управління та електростартера;
– електрозапуск у порівнянні з турбодетандерним запуском є більш економічним. Так, для одного електрозапуску ДПА за допомогою системи електрозапуску, що складається з електростартера СТЕ-18СТ і блоку управління БУС-18СТ, потрібно 3 кВт • годин електроенергії, вартість якої становить близько 6 рублів, а для турбодетандерного запуску використовується приблизно 1000 кубометрів газу, вартість якого складе близько 3000 за побутовими цінами).
До складу кожної системи електрозапуску входять електростартер CТЕ та блок управління електростартером БУС.
БУСи виконані на базі перетворювача частоти з мікропроцесорним управлінням, мають пристрій завдання моменту УЗМ і інтерфейс RS-485.
СТЕ мають два виконання:
– з редуктором Р та кулачковою зчіпною муфтою односторонньої дії КСМ (електростартер СТЕ-18СТ),
– без редуктора Р та муфти КСМ (інші типи електростартерів), при цьому редуктор та муфта КСМ є приналежністю ВМД. СТЕ мають тепловий захист Т °С.
На малюнку наведено структурну схему електрозапуску двигунів НК-16СТ, НК-16-18СТ, НК36, НК37 та ГТ-1 з використанням електростартераСТЕ-18СТ та блоку управління БУС-18СТ.
Система електрозапуску з використанням електростартеру СТЕ-18СТ та блоку керування БУС-18СТ за сигналами керування легко адаптується із системоютурбодетандерного запуску. Для включення електростартера використовується та сама команда, що і для включення електромагніту пневмостартера. Сигнал «ГОТОВНІСТЬ» система електрозапуску видає в ланцюг сигналу «Заслінка закрита», що розішує включати стартер. Система електрозапуску має вбудовані засоби контролю і при виникненні відмов видає сигнал «НЕСПРАВНІСТЬ» в ланцюг сигналу «НЕБЕЗПЕЧНІ ОБОРОТИ СТАР-ТЕРА», що свідчить про відмову стартера.
Електростартер СТЕ-18СТ взаємозамінний з пневмостартером турбодетандерного запуску за посадковими та приєднувальними розмірами.
В даний час підприємство випускає серійно системи електрозапуску для авіаційних приводів ДПА та ГТЕС, виконаних:
- базі двигунів НК-16СТ, НК-16-18СТ, НК-36 і НК-37 та їх модифікацій Самарських і Казанських моторобудівників,
– на базі двигунів Д-ЗОЕУ та ПС-90 та їх модифікацій Пермських моторобудівників.
Успішно працює система електрозапуску та на газотурбовозі ГТ-1.Підготовлена система електрозапуску для апробації на газотурбінній установці ГТК-10 ЗАТ «Невський завод» м. Санкт-Петербург.
У таблиці наведені основні технічні характеристики, серійних систем електрозапуску.
Підприємством також ведуться розробки нових систем електрозапуску ВМД, що відрізняються від наявних систем потужністю та конфігурацією, для ВАТ «Моторобудівник» та ВАТ «СКБМ» (м. Самара) та ВАТ «НВО «Сатурн» (м. Рибінськ).
Враховуючи важливість проблеми підвищення екологічної безпеки сучасного газотурбінного обладнання та успішний досвід створення систем електрозапуску ВМД на підприємстві, ВАТ «ЕЛЕКТРОПРИВОД» розширює тематичний напрямок з розробки систем електрозапуску та готове виконати в найкоротші терміни замовлення на розробку систем електрозапуску ВМДрізних виконань та призначень.
ВМД – газотурбінний двигун,
САУ ВМД - система автоматичного управління ВМД,
БУС-18СТ - блок управління електростартером,
ПЧ - перетворювач частоти,
УЗМ - пристрій завдання моменту,
RS-485 - інтерфейс з системою більш високого рівня,
АТ - асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором,
КСМ - кулачкова зчіпна муфта,
Т °С - тепловий захист,
Ротор ВД ВМД – ротор високого тиску газотурбінного двигуна.