Методические указания по выполнению самостоятельной внеаудиторной работы по профессиональному модулю ПМ.02 Эксплуатация технологических компрессоров, насосов, компрессорных и насосных установок, оборудования для осушки газа

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

«СЕМИЛУКСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

М.П.Чашникова

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

для обучающихся по профессии 18.01.27 Машинист

технологических насосов и компрессоров

«Методические указания по выполнению самостоятельной внеаудиторной работы по профессиональному модулю

    ПМ.02 Эксплуатация технологических компрессоров, насосов, компрессорных и насосных установок, оборудования для осушки газа»

СЕМИЛУКИ

2016

Рекомендовано методическим советом СПК

Автор: Чашникова М.П.

            Рецензент:  Киселева Т.Г.-  «Почетный работник НПО РФ»,  «Почетный работник СПО РФ», «Отличник Министерства газовой промышленности»,  ««Почетный работник газовой промышленности, «Ветеран труда газовой промышленности».

    В методических рекомендациях представлены  материалы для проведения внеаудиторной самостоятельной работы при изучении профессионального модуля ПМ.02 Эксплуатация технологических компрессоров, насосов, компрессорных и насосных установок, оборудования для осушки газа. Данное пособие   рекомендуется обучающимся по профессии  18.01.27.Машинист технологических насосов и компрессоров среднего профессионального образования по подготовке квалифицированных рабочих, служащих.

                                                                     © Чашникова М.П., 2016

                                                                     © Семилукский политехнический  колледж

Пояснительная записка

            С целью овладения соответствующими профессиональными компетенциями и общими компетенциями в соответствии с требованиями ФГОС   обучающийся в ходе освоения профессионального модуля должен

знать:

-основные закономерности технологии транспортировки жидкости, газа;

-основные закономерности технологии осушки газа;

-технологические параметры процессов, правила их измерения;

-назначение, устройство и принцип действия средств автоматизации;

- схемы насосных и компрессорных установок, правила пользования ими;

- схемы установок осушки газа;

-промышленную экологию;

-основы промышленной и пожарной безопасности;

-охрану труда;

-метрологический контроль;

-правила и способы отбора проб;

-возможные нарушения режима, причины и способы устранения, предупреждение;

-ведение отчетно-технической документации о работе оборудования и установок.

            Методическое пособие включает разработанные задания в соответствии с указанными требованиями. Среди заданий представлен аналитический материал, решение задач, создание тематических презентаций, решение производственных ситуаций, поиск дополнительной информации с использованием современных информационных технологий. На выполнение заданий отводится достаточное время для подробного и полноценного выполнения задания.

Материалы заданий для самостоятельной работы

1.Поиск информации о выпускниках и династиях.

Подобрать информацию о родственниках, знакомых, получивших профессию машинист ТК в нашем колледже,при этом обратить внимание на следующие данные:

1.ФИО

2.год окончания.

3.информация о работе по профессии, карьерный рост.

2. Решение задач

Задача№1

Определить количество метана как идеального газа в резервуаре объемом     50 м³  при следующих условиях: температура газа в резервуаре t =20 ⁰С, манометрическое (избыточное) давление в резервуаре - 5,1 МПа, абсолютное давление в помещении

Р = 99,08 кПа.

Задача №2

Исключение образования взрывоопасных газовоздушных концентраций, а также появление источников воспламенения этой смеси (пламени, искр) всегда является основной задачей обслуживающего персонала компрессорных станций. При взрыве газовоздушной смеси резко повышается давление в зоне взрыва, приводящее к разрушению строительных конструкций, а скорость распространения пламени достигает сотни метров в секунду. Установите пределы взрываемости  метавоздушной смеси и  проанализируйте как влияет повышение давления и наличие примеси кислорода на предел взрываемости.

Таблица.

Пределы и интервал взрываемости газов в смеси с воздухом при температуре 20 ⁰С и давлении 0,1  МПа

Газ	Пределы взрываемости, % по объему		Интервал взрываемости, % по объему
	нижний	верхний
Ацетилен	2,3	82,0	79,7
Бутан	1.5	8,5	7,0
Бутилен	1,7	9,0	7,3
Водород	4,0	75,0	71,0
Метан	5,0	15,0	10,0
Нефтепромысл.   газ	4,0	14,0	10,0
Оксид углерода	12,5	75,0	62,5
Природный  газ	5,0	15,0	10,0
Пропан	2,0	9,5	7,5
Пропилен	2,2	9,7	7,5
Зтан	3,0	14,0	11,0
Этилен	3,0	33,3	30,3

3. Сравнительный анализ перспективных газотурбинных установок.

4. Сравнительный анализ работы разнотипных газотурбинных двигателей

ГПА нового поколения призваны обеспечить высокий уровень основных эксплуатационных показателей, включая высокую экономичность (КПД на уровне 31-36% в зависимости от мощности агрегата ), высокую надежность: наработка на отказ не менее 3,5 тыс.ч, межремонтный ресурс на уровне 20-25 тыс.ч, улучшенные экологические показатели .

Таблица

Показатели перспективных газотурбинных установок нового поколения

Марка ГПА	Марка двигателя	Тип двигателя	Мощность, МВт	КПД	Температ. перед турбиной, °С	Степень сжатия в цикле
ГПА-2,5	ГТГ-2,5	Судовой	2,5	0,27	939	13,0
ГПУ-6	ДТ-71	Судовой	6,3	0,305	1022	13,4
ГПА-Ц-6.3А	Д-336	Авиа	6,3	0,30	1007	15,9
ГТН-6У	ГТН-6У	Промышл.	6,3	0,305	920	12,0
ГПА-Ц-6.3Б	НК-14СТ	Авиа	8,0	0,30	1047	10,5
ГПУ-ЮА	ДН-70	Судовой	10,0	0,35	1120	17,0
ГПА- 12 «Урал»	ПС-90	Авиа	12,0	0,34	1080	15,8
ГПА-Ц-16С	ДГ-90	Судовой	16,0	0,34	1065	18,8
ГПА-Ц-16Л	АЛ-31СТ	Авиа	16,0	0,337	1167	18,1
ГПА-Ц-16А	НК-38СТ	Авиа	16,0	0,368	1183	25,9
ГТНР-16		Промышл.	16,0	0,33	940	7,0
ГТН-25-1		Промышл.	25,0	0,31	1090	13,0
ГПА-Ц-25	НК-36СТ	Авиа	25,0	0,345	1147	23,1
ГПУ-25	ДН-80	Судовой	25,0	0,35	1220	21,8

В результате анализа выберите марку и тип двигателя, который имеет наилучшие эксплуатационные показатели. Изучите наиболее подробно этот тип двигателя , проведя анализ Интернет-ресурсов и документации предприятия изготовителя (по возможности).

5. Подготовка сообщения о монокристаллических лопатках и применении нано материалов.

Рекомендуется сайт www.rusnanonet.ru/articles/45708.

Требуется обратить внимание на преимущества по сравнению с традиционными турбинными лопатками и способе изготовления.

6. Изучение схем камер сгорания различных конструкций

Для работы рекомендуется сайт turbinist.ru

В камерах сгорания внутренняя энергия топлива при сжигании преобразуется в потенциальную энергию рабочего тела. В современных ГТУ используется жидкое или газообразное топливо. Для сжигания топлива необходим окислитель, которым служит кислород воздуха. Воздух повышенного Давления поступает в камеру сгорания после компрессора.

При сжигании топлива образуются газообразные продукты сгорания высокой температуры, которые перемешиваются с дополнительным количеством воздуха. Образующийся горячий газ (рабочее тело) направляется в газовую турбину.

Рис.1. Камера сгорания ГТУ:
1 - подвод топлива, 2 - регистр, 3 — пламенная труба,
4 - смеситель, 5 - зона смешения, 6 - зона горения,
7 - корпус, 8 - топливораздающее устройство (форсунка)

Проанализируйте устройство камеры сгорания относительно образования первичного и вторичного воздуха, процессы работы камер сгорания различного типа. Обратите внимание на проблемы создания малотоксичных камер сгорания и конструирования оптимальных форсунок.

Рис.2. Газотурбинные установки с выносной (а) и встроенными (б) камерами сгорания:
1 - компрессор, 2 - турбина, 3 - камера сгорания, 4 - регенератор

7. Анализ схем последовательной и параллельной работы компрессоров

Рис. Принципиальная технологическая схема КС с параллельной обвязкой ГПА

Рис. Принципиальная технологическая схема КС с последовательной обвязкой ГПА

При анализе схем работы компрессоров дайте характеристику всей запорной арматуре, составьте алгоритм движения газа .

8. Анализ условий эффективной работы  подшипников.

Роторы турбин и компрессоров опираются на опорные подшипники, которые воспринимают их вес. В свою очередь, на ротор действуют силы, возникающие при работе турбины или компрессора. Эти силы возникают при воздействии газа, который стремится сдвинуть ротор в осевом направлении в сторону меньшего давления. По направлению действия эти силы называют осевыми. Перемещению ротора в осевом направлении препятствует упорный подшипник.

При больших нагрузках длительно работают подшипники скольжения, которые в мощных ГТУ используются в качестве опорных и упорных. Для смазывания подшипников применяют турбинное масло.

Рис.. Устройство опорного подшипника газотурбинной установки
1, 2 — нижний в верхний вкладыши, 3 — шейка ротора,
4 — направление вращения, 5 — баббитовая заливка,
6 — ось расточки вкладышей, 7 — ось ротора,
8 — полость для прохода масла

Рис.. Сегментный упорный подшипник
1,8 - нижняя и верхняя половины корпуса,
2,4 - упорные и установочные колодки,
3 - вал, 5 - отверстия для выхода масла,
6 - упорный диск (гребень), 7 - места опирания колодок

По рисункам проанализируйте устройство и условия эффективной работы подшипников.



9. Изучение схем работы различных видов активной защиты

Коррозия подземных трубопроводов является одной из основных причин их разгерметизации вследствие образования каверн, трещин и разрывов.

Рисунок 1

Рисунок 2

Наиболее сильным отрицательным проявлением блуждающих токов в земле, вызываемое электрифицированным рельсовым транспортом постоянного тока, является электрокоррозионное разрушение трубопроводов. Иллюстрация возникновения блуждающих токов и влияния их на трубопровод приведена на рис. 3.

Рисунок 3. Схема возникновения блуждающих токов на железной дороге с электрической тягой на постоянном токе

Подробно изучите все три представленные рисунка защиты, сделайте необходимые выводы о принципах работы.

10. Изучение дополнительной и справочной литературы о запорной арматуре

В процессе работы обратите внимание на устройство различных видов запорной арматуры, а также видах управления и местах установки запорной арматуры.

Рекомендуемый сайт turbinist.ru.

11. Анализ требований к работе шарового крана

КАТАЛОГ КОМПАНИЙ РЕЙТИНГ САЙТОВ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ АВТОРИЗАЦИЯ

Применяются в качестве запорного устройства на трубопроводах, транспортирующих природный газ c температурой рабочей среды от минус 15°С до плюс 80°С. Допускается кратковременное повышение температуры рабочей среды до 100°С, а также понижение до температуры окружающей среды в соответствии с климатическим исполнением крана. Возможно изготовление кранов для эксплуатации на трубопроводах с температурой рабочей среды до 250°С. 1. Для газообразных сред наиболее надежной является цельносварная конструкция корпуса. Она позволяет свести к минимуму риск утечки рабочей среды в атмосферу. 2. Полнопроходность шаровых кранов обеспечивает возможность прохождения через него очистных и диагностирующих устройств. 3. Пробка шарового крана закреплена в опорах. Разгрузочное отверстие в пробке позволяет компенсировать давление во внутренней полости крана и снижает вероятность деформации пробки. 4. Кран имеет ограничители поворота пробки, которые четко фиксируют её расположение относительно оси трубопровода в положениях «открыто» и «закрыто». 5. Краны оборудованы системой принудительного подвода уплотнительной смазки в зоны уплотнения шпинделя и седел, обеспечивающей восстановление (при необходимости) герметичности в процессе эксплуатации. Унифицированные фитинги для ввода уплотнительной смазки позволяют быстро подсоединить переходник набивочного устройства. (DN150 и выше) 6. Дренаж обеспечивает возможность безопасного спуска газа из внутренней полости, а также позволяет оборудовать кран устройством для контроля протечек рабочей среды. 7. Разъемный сальниковый узел шпинделя позволяет производить безопасную замену мягкого уплотнения шпинделя на действующем трубопроводе (положение пробки – закрыто). ГЕРМЕТИЧНОСТЬ Класс герметичности кранов – «А» по ГОСТ9544-93. Подпружиненные уплотнительные седла с двойным уплотнением (первичное - «металл-металл», вторичное – «металл-полиуретан») находятся в постоянном контакте с затвором, который защищен от налипания рабочей среды и имеет стабильные показатели герметичности по классу «А» как на входе, так и на выходе крана (двусторонний тип действия седел). Свободная (не жесткая) заделка вторичного мягкого уплотнения значительно снижает нагрузки, испытываемые полимерным уплотнительным кольцом при работе крана. Размеры полиуретанового кольца и канавки под него выполнены таким образом, что в момент поджатия седла к пробке кольцо вжимается в канавку, не выступая за пределы седла. Это способствует большей сохранности колец и сохранению герметичности затвора при перекрытии потока среды с наличием механических примесей.  Технические характеристики КЛИМАТИЧЕСКОЕ ИСПОЛНЕНИЕ ПО ГОСТ 15150-69 - «У» (температура окружающей среды – от минус 45 до плюс 50°С); - «ХЛ» (температура окружающей среды – от минус 60 до плюс 45°С); ПРИСОЕДИНЕНИЕ К ТРУБОПРОВОДУ Направление рабочей среды – любое. Установочное положение кранов на трубопроводе – на горизонтальном трубопроводе приводом вверх (для кранов с пневмогидроприводом) или любое (для кранов с рукояткой, электроприводом или пневмоприводом со струйным двигателем). Для обеспечения герметичности присоединение кранов к трубопроводу выполняется под приварку. Разделка кромок выполняется под трубу заказчика. По желанию заказчика возможно изготовление кранов с фланцевым присоединением. ВИД УСТАНОВКИ Шаровые краны изготавливаются в наземном и подземном (DN 150 и выше) исполнениях. УПРАВЛЕНИЕ Управление кранами осуществляется при помощи ручного привода, пневмогидропривода или струйного привода. По желанию заказчика возможно изготовление кранов с управлением от электропривода, а также комплектация кранов приводами любых отечественных и зарубежных фирм-изготовителей. Пневмогидропривод может комплектоваться блоками управления типов ЭПУУ, БУП, БУК на 24 и 110В. Привода кранов DN 400 и выше могут комплектоваться ААЗК. Управление приводами шаровых кранов подземного исполнения осуществляется транспортируемой средой. Управление приводами шаровых кранов надземного исполнения может осуществляться как транспортируемой средой, так и от внешнего источника. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Наименование детали Материал по ГОСТ Пробка Сталь 20Х13, KCU-60≥30 Дж/см² ,  09Г2С+Cr или Ni Корпус Сталь 09Г2С,  KCU-45≥20 Дж/см²,   KCU-60≥30 Дж/см2 Шпиндель Сталь 20Х13, KCU-60≥30 Дж/см² Кольцо уплотнительное Полиуретан МАТЕРИАЛЫ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ В зависимости от характеристик транспортируемой среды, а также по желанию заказчика шаровые краны изготовливаются из титана (сплав ВТ1-0), а также из коррозионностойких сталей (сталь 08Х18Н10Т или сталь 10Х17Н13М3Т).  DN 50, 80, 100 мм - разборные Наименование детали Материал по ГОСТ Корпус Сталь 09Г2С Пробка Сталь 09Г2С Седло БрА10Ж3Мц2 Шпиндель Сталь 40Х Трубы обвязки Сталь  09Г2С, 10Г2 Кольцо уплотнительное Полиуретан Наименование детали Материал по ГОСТ Пробка Сталь 20Х13, KCU-60≥30 Дж/см² ,  09Г2С+Cr или Ni Корпус Сталь 09Г2С,  KCU-45≥20 Дж/см²,   KCU-60≥30 Дж/см2 Шпиндель Сталь 20Х13, KCU-60≥30 Дж/см² Кольцо уплотнительное Полиуретан DN, мм PN, МПа  Обозначение  Среда рабочая: наименование, температура,  °С Исполнение  корпуса крана Материал  основных деталей Вид установки Тип привода 50 8,0 10,0 ПТ39180-050 Г ≤ 80 Разъемный,  на резьбе Углеродистые стали   (сталь 20,  сталь 09Г2С) Титановый  сплав (ВТ1-0) Коррозион- ностойкие стали (08Х18Н10Т или 10Х17Н13М3Т) Наземная Рукоятка 80 8,0 10,0 ПТ39180-080 100 8,0 10,0 ПТ39180-100 150 8,0 10,0 ПТ39180-150 Г ≤ 80 Разборный Наземная, подземная Ручной привод,  струйный привод, Пневмогидро- привод 200 1,6  2,5 ПТ39180-200 300 8,0 10,0 12,5 16,0 ПТ39180-300 Г ≤ 80 Цельно- сварной Наземная, подземная Ручной привод,  струйный привод, Пневмогидро-  привод ПТ39150-300 400 8,0 ПТ39183-400 Г ≤ 80 Цельно- сварной, цельно- сварной с отъемным  патрубком Наземная, подземная Ручной привод,  струйный привод, Пневмогидро-  привод, электропривод 10,0 ПТ39180-400 12,5 ПТ39153-400 Цельно- сварной Ручной привод,  струйный привод, Пневмогидро- привод 500 8,0 ПТ39183-500 Г ≤ 80 Цельно- сварной, цельно- сварной с отъемным патрубком Наземная, подземная Ручной привод,  струйный привод, Пневмогидро- привод , электропривод 10,0 ПТ39180-500 12,5 ПТ39153-500 Цельно- сварной Ручной привод,  струйный привод, Пневмогидро- привод 700 6,4  8,0 10,0 12,0 ПТ39183-700 Г ≤ 80 Цельно- сварной Наземная, подземная Пневмогидро- привод 1000 6,4  8,0 10,0 12,0 ПТ39183-1000 Г ≤ 80 Цельно- сварной Наземная, подземная Пневмогидро- привод 1200 6,4  8,0 10,0 12,0 ПТ39183-1200 Г ≤ 80 Цельно- сварной Наземная, подземная Пневмогидро-привод 1400 8,0 ПТ39183-1400 Г ≤ 80 Цельно- сварной Наземная, подземная Пневмогидро- привод

12. Поиск информации о современных схемах маслоснабжения

Рекомендуемый сайт turbinist.ru.

13. Создание электронной презентации «Система смазки»

При выполнении работы необходимо учестьпредставление следующих изображений:

1.назначение системы смазки

2.схема системы смазки ГТУ

3.схема ее основных элементов.

14. Сравнительный анализ использования винтовых и плунжерных насосов

Рекомендуемый сайт turbinist.ru.

Необходимо рассмотреть следующие вопросы:

1.техническая характеристика

2.устройство насосов

3.особенности взаимодействия в конструкции ГТУ.

15. Разработка предложений по устранению неисправностей в работе поплавковой камеры

Рис. Поплавковая камера

Выполните анализ устройства поплавковой камеры. С учетом производственных данных проанализируйте характерные неисправности и предложите методы по их устранению.

16. Анализ положения элементов регулятора на разных  этапах работы  двигателя

В анализе использовать следующие этапы работысистемы:

1.подготовка к пуску

2.запуск

3. прием нагрузки

4.мгновенный сброс нагрузки

5.аварийная остановка

17. Изучение процессов дросселирования в схеме ГТН-25

18. Поиск информации о модернизации газотурбинных двигателей  УТМЗ

Рекомендуемый сайт http://engine.aviaport.ru/issues/43/page02.html

19. Изучение дополнительной литературы об авиационных КУ

Рекомендуемый сайт http://www.vevivi.ru/best/Gazoturbinnye-ustanovki-ref132328.html

20. Сравнительный анализ топливно-регулирующей аппаратуры авиационных ГПА-Ц-6,3, ГПА-Ц-16

Параметры сравнения:

1.конструктивные элементы системы

2.параметры масла в рабочих линиях

3.принцип работы на разных этапах

21. Выбор методов устранения вибрации при работе ГПА

Рекомендуемый сайт :
Концепция и методы основ диагностики ГПА » Все о транспорте газа

turbinist.ru›683-koncepciya…metody-osnov…gpa.html

В рамках данной работы наиболее подробно рассмотрена вибрационная диагностика, средства для измерения вибрации ГПА, методы определения состояния агрегата в целом, а также отдельных его узлов.

22. Анализ особенностей эксплуатации ГПА при отрицательных температурах

Сделайте необходимые выводы по предложенному рисунку

Рис. Мощность ГТУ АЛ-31СТ в зависимости от температуры окружающей среды: 1-номинальная мощность; 2-увеличение мощности при понижении температуры окружающей среды; 3-понижение мощности при повышении температуры окружающей среды;   4-максимально допустимая мощность

в зимнее время

23. Изучение перспектив применения ГТКУ большой мощности

Рекомендуемый сайт turbinist.ru.

24. Анализ аварийного останова и выбор средств защиты для каждой причины

Работу выполнить в виде таблицы:

№ п/п	Причина аварийного останова	Средство защиты

25. Изучение дополнительной литературы об экологическом состоянии КС

Рекомендуемый сайт turbinist.ru.

Рекомендуется использовать материалы отраслевого журнала «Газовая промышленность»

СПИСОК   ИСПОЛЬЗОВАННОЙ   ЛИТЕРАТУРЫ

1. Киселева Т.Г. Схемы, конструкции, таблицы ГПА: учеб. пособие /Т.Г.Киселева–Семилуки  СГТЭК, 2012.- 24с

2. Охрана труда и промышленная экология: учебник для студ. учреждений сред.проф. образования / В.Т.Медведев,  С.Г.Новиков,  А.В.Каралюнец и др. – 4-е изд., стер. – М.: Изд. центр «Академия», 2012. -416 с.:

3.ПантелеевВ.Н.Основы автоматизации производства :учебник для студ. учреждений сред. проф. образования /В.Н.Пантелеев .- М.: «Академия», 2012.-424с.

4.Шишмарев В.Ю. Средства измерений:учебник для студ. учреждений сред. проф. образования /В.Ю.Шишмарев.- М.: «Академия», 2012 .-394с

Интернет-ресурсы

1.Газотурбинные установки для транспорта природного газ [Электронный ресурс]: Режим доступа//http://www.turbinist.ru/25976-gazoturbinnye-ustanovki-dlya-transporta-prirodnogo-gaza.html

2.Газоперекачивающий агрегат [Электронный ресурс ] : Режим доступа//.mining-enc.ru›g/gazoperekachivayuschij-agregat

3.Рудаченко А.В., Чухарева Н.В.Газотурбинные установки для транспорта природного газ [Электронный ресурс]: Режим доступа//http://www.twirpx.com/file/1013615/

Методическое пособие

для обучающихся по профессии 18.01.27 Машинист

технологических насосов и компрессоров

«Методические указания по выполнению самостоятельной внеаудиторной работы по профессиональному модулю ПМ.02 Эксплуатация технологических компрессоров, насосов, компрессорных и насосных установок, оборудования для осушки газа»

Автор - составитель: Чашникова М.П.

Компьютерный набор и верстка

Чашникова М.П.