ГОСТ Р 54403-2011
Установки газотурбинные для привода турбогенераторов. Общие технические условия

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТР

54403-

2011

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

УСТАНОВКИ ГАЗОТУРБИННЫЕ ДЛЯ ПРИВОДА ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ

Общие технические условия

Изданио официальное

Москва

Стандартинформ

2012

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0—2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова» (ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 414 «Газовые турбины»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 сентября 2011 г. No 308-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ. 2012

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УСТАНОВКИ ГАЗОТУРБИННЫЕ ДЛЯ ПРИВОДА ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ Общие технические условия

Stationary gas turbines for dnve of turbogenerators. General spec

Дата введения — 2012—06—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на стационарные газотурбинные установки (далее — ГТУ) мощностью от 2.5 до 200 МВт. работающие по открытому циклу, а также на ГТУ с конвертированными авиационными и судовыми двигателями, предназначенные для привода электрогенераторов с частотой 50 Гц при автономном использовании, в том числе с утилизацией тепла уходящих газов, и в составе парогазовых установок (ПГУ) и устанавливает общие требования к их изготовлению, безопасности, приемке, методам контроля, транспортированию и хранению.

Стандарт не распространяется на утилизационные, технологические, вспомогательные ГТУ и на установки специального назначения, а также на ГТУ в составе ПГУ с внутрицикловой газофикацией и с высоконапорными парогенераторами в части 4.1.14,4.6 и 4.8.1.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52782—2007 (проект ИСО 2314) Установки газотурбинные. Методы испытаний. Приемочные испытания

ГОСТ 9.014—78 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования

ГОСТ 9.032—74 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Группы, технические требования и обозначения

ГОСТ 12.1.003—83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.004—91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005—88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.010—76 Система стандартов безопасности труда. Вэрывобезопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.012—2004 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.019—2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.1.030—81 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление

Издание официальное

ГОСТ 12.1.038—82 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

ГОСТ 12.2.003—91 Систома стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.049—80 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие эргономические требования

ГОСТ 305—82 Топливо дизельное. Технические условия

ГОСТ 533—2000 (МЭК 34-3—88) Машины электрические вращающиеся. Турбогенераторы. Общие технические условия

ГОСТ 5542—87 Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения. Технические условия

ГОСТ 10433—75 Топливо нефтяное для газотурбинных установок. Технические условия ГОСТ 14192—96 Маркировка грузов

ГОСТ 15150—69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 20440—75 Установки газотурбинные. Методы испытаний ГОСТ 23170—78 Упаковка для изделий машиностроения. Общие требования ГОСТ 24444—87 Оборудование технологическое. Общие требования монтажной технологичности

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным а текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором. дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Основные параметры

3.1 Значения основных параметров ГГУ (мощность и КПД) и ее характеристик устанавливают в технических условиях (ТУ) на ГТУ конкретного типа. Значение номинальной мощности выбирают с учетом требований ГОСТ 533.

3.2 Мощность и КПД должны быть установлены при нормальных и эксплуатационных условиях по ГОСТ 20440. согласованных между изготовителем и заказчиком.

3.3 Обозначение газотурбинной установки должно соответствовать схеме:

ГГ х - хх/ххх X

Ипюо|д|1тффц|чорп(

Примечание — Индексы для дополнительной информации изготовитель может использовать для обозначения модификации газотурбинной установки.

4 Технические требования

4.1 Общие требования

4.1.1 ГТУ изготавливают в соответствии с требованиями настоящего стандарта и ТУ на ГТУ конкретных типов.

4.1.2 ГТУ должна обеспечивать режимы работы в соответствии с классами использования, указанными в таблице 1.

Таблица 1

4.1.3 Номинальные скорости пуска и нагружения, в том числе повторного, устанавливают в ТУ на ГТУ конкретного типа. Системы и конструкция ГГУ должны обеспечивать возможность ускоренных пусков и нагружений за время не более 5 минут. Число таких пусков за ресурс и снижение ресурса оговаривают в ТУ на ГТУ конкретного типа.

4.1.4 При использовании ГТУ в составе ПГУ время пуска и нагружения должно быть согласовано с условиями работы технологического оборудования, входящего в ПГУ.

4.1.5 ГТУ должны работать на газообразном или жидком виде топлива или на обоих видах топлива. Вид и состав топлива, условия перевода устанавливают в техническом задании (ТЗ) и ТУ на ГТУ конкретного типа.

4.1.6 Мощность ГТУ в пиковом режиме должна быть на 10 % выше, чем в базовом.

Необходимость обеспечения превышения мощности в пиковом режиме более чем на 10 % по

сравнению с базовым режимом и связанное с этим снижение ресурса должны быть указаны в ТЗ.

4.1.7 Снижение фактической мощности ГТУ в процессе ее эксплуатации в течение межремонтного периода не должно превышать 4 % номинальной, а снижение КПД — 2 % (относительных) при условии соблюдения правил эксплуатации.

4.1.8 ГТУ должны быть изготовлены в климатическом исполнении и категории размещения УЗ по ГОСТ 15150.

Климатическое исполнение и категория размещения воздухозаборного устройства и аппаратов воздушного охлаждения масла — У1, маслоохладителей с использованием воды —УХЛ4 по ГОСТ 15150.

4.1.9 ГТУ должны надежно работать в режиме мощностью до 20 % выше номинальной при понижении температуры атмосферного воздуха ниже значения, установленного для нормальных условий, и без превышения номинальной температуры газа перед турбиной.

4.1.10 Оборудование ГТУ должно выдерживать сейсмическое воздействие интенсивностью не менее 7 баллов по шкале MSK-64. Требования повышенной сейсмостойкости должны быть указаны в ТЗ на ГТУ конкретного типа.

4.1.11 Конструкцией ГТУ должна быть предусмотрена возможность длительной работы при отклонениях частоты электрической сети в пределах 49.0—50,5 Гц.

При аварийных ситуациях в энергосистеме допускается работа ГТУ с частотой менее 49.0 и более 50,5 Гц. Длительность работы и допускаемую частоту устанавливают в ТУ на ГТУ конкретного типа.

4.1.12 Оборудование ГТУ должно быть выполнено в виде блочных конструкций. Блоки должны быть готовыми к монтажу без разборки для ревизии.

4.1.13 В комплект ГТУ должны входить:

- система управления, контроля и диагностики.

- электрогенератор:

- подогреватель сетевой воды (или котел-утилизатор),

- компрессор пневмораспыла,

- газодожимной компрессор,

- комплексное устройство воздухоподготовки и шумопоглощения,

- пусковое устройство,

- элементы системы подачи и подготовки топлива,

- устройство для очистки проточной части компрессора и турбины от отложений,

- газоплотные клапаны. ¹

Комплектность ГТУ уточняют в ТУ на ГТУ конкретного типа в зависимости от направления использования (автономная ГТУ или в составе ПГУ. новое строительство или реконструкция и пр.). При этом должна быть определена комплектность запасных частей, ремонтного инструмента и приспособлений, а также выполнены общие требования комплектности по ГОСТ 24444.

4.1.14 При изготовлении головных ГТУ должна быть предусмотрена возможность установки измерительных устройств (дополнительно к штатному контролю), необходимых для проведения наладочных. доводочных и научно-исследовательских работ.

4.2 Требования к системе автоматического управления

4.2.1 Пуск ГТУ должен быть автоматическим. Управление пусками, остановами и работой ГТУ под нагрузкой осуществляют дистанционно без постоянного присутствия обслуживающего персонала около ГТУ.

4.2.2 Система автоматического управления (САУ) должна обеспечивать:

- автоматическую проверку готовности ГТУ к пуску,

- автоматический пуск с выходом на режим заданной нагрузки,

- стабилизацию заданного режима,

- автоматическое регулирование частоты вращения,

- ограничения по температуре продуктов сгорания, запасу до границы помпажа на всех режимах, мощности,

- контроль параметров ГТУ,

- предупредительную и аварийную сигнализацию,

- защиту ГТУ на всех режимах,

- связь ГТУ со станционной системой управления технологическими процессами (АСУ ТП) и отработку ее команд (при необходимости),

- автоматизацию вспомогательного оборудования (ограниченный перечень ручных операций — по согласованию между изготовителем и заказчиком).

При этом в пределах устройства управления ГТУ осуществляют:

- формирование задания по частоте вращения и мощности с учетом теплового состояния элементов ГТУ,

- вычисление средней температуры газов перед турбиной (при необходимости),

- вычисление коэффициента запаса по помпажу (при необходимости),

- контроль правильности функционирования системы управления ГТУ.

4.2.3 САУ ГТУ должна выполнять следующие информационные функции:

- контроль достоверности информации, поступающей с объекта управления и отбраковку недостоверной информации:

- представление информации на дисплеях в объеме, достаточном для контроля за работой ГТУ,

- сигнализацию отклонения основных параметров от заданных установок,

- сигнализацию задержки отработки алгоритмов с указанием на дисплее причин,

- обмен информацией с внешними системами,

- отображение на индивидуальных приборах текущих значений важнейших параметров:

- регистрацию аварийных ситуаций, включая регистрацию информации о технологических параметрах за определенный период, предшествующий возникновению аварии.

4.2.4 САУ ГТУ должна включать в себя систему контроля и защиты по вибрации.

4.2.5 В конструкции ГТУ должно быть предусмотрено наличие стопорного клапана, обеспечивающего полное прекращение подачи топлива по команде САУ.

4.2.6 Конструкцией САУ ГТУ должна быть исключена возможность срабатывания автомата безопасности при внезапных сбросах нагрузки, наибольшее значение которой должно быть установлено в ТУ па ГТУ конкретного типа.

4.2.7 Степень статической неравномерности регулирования частоты вращения генераторного вала должна быть в пределах 4 %—5 % номинальной частоты вращения. Необходимость повышения значения степени неравномерности для улучшения условий эксплуатации ГТУ конкретного типа устанавливают в ТЗ. Минимальная местная степень статической неравномерности — 2 % номинальной частоты вращения.

4.2.8 Степень нечувствительности системы регулирования частоты вращения при любой нагрузке не должна превышать 0,2 % номинальной частоты вращения.

4.3 Надежность и ресурсы

4.3.1 В течение межремонтного периода показатели надежности ГТУ должны составлять:

- средняя наработка на отказ не менее:

800 ч — в пиковом классе использования,

3500 ч — в базовом классе использования,

условный коэффициент готовности в пиковом классе использования — не менее 0,97,

- коэффициент технического использования — не менее 0,92 (для ГТУ с конвертированными авиационными и судовыми двигателями — не менее 0,95),

- коэффициент надежности пусков — не менее 0.95,

- коэффициент готовности — не менее 0,98.

Примечание — Критерий отказа ГТУ — любой аварийный останов по сигналу агрегатной САУ или вынужденный останов, выполненный обслуживающим персоналом и из-за нарушения работоспособности ГТУ при условии сохранения работоспособности станционных систем и отсутствии нарушении правил технической эксплуатации.

4.3.2 Показатели надежности основных элементов ГТУ (газогенератора, силовой турбины, САУ и др.) устанавливает разработчик ГТУ и ее элементов, исходя из требований к ГТУ в целом.

4.3.3 Ресурсы ГТУ должны быть не менее указанных в таблице 2.

Таблица 2

Примечание — Указанные значения не распространяются на ГТУ с конвертированными авиационными и судовыми двигателями. Для них ресурсы устанавливают в ТУ на ГТУ конкретного типа.

4.3.4 Срок службы базовых узлов и деталей ГТУ. имеющих ограниченный ресурс, должен быть не менее ресурса между капитальными ремонтами или кратным ему.

4.4 Требования к комплексному устройству воздухоподготовки

4.4.1 Комплексное устройство воздухоподготовки (КУВ) должно обеспечивать:

- очистку циклового воздуха до значения остаточной среднегодовой запыленности не более 0,3 мг/м³, в том числе концентрацию пыли с частицами размером более 20 мкм — не выше 0.03 мг/м³ (допускается кратковременная (не более 100 ч в год) концентрация пыли до 5 мг/м³ с частицами размером не более 30 мкм),

- противообледенительную защиту элементов очистки и шумопоглощения,

- предотвращение попадания посторонних предметов и атмосферных осадков в воздушный тракт.

4.4.2 Значение гидравлического сопротивления КУВ должно бьггь не более 687 МПа (70 кгс/м²).

4.4.3 В конструкции КУВ должен быть предусмотрен автоматический байпасный клапан, обеспечивающий нормальную работу ГТУ при засорении или обледенении элементов КУВ.

4.5 Требования к системе маслоснабжения

4.5.1 В ГТУ должна быть единая система смазки турбогруппы и электрического генератора. По согласованию между разработчиком и заказчиком допускаются раздельные системы смазки и различные типы масел.

4.5.2 Системы смазки и регулирования должны быть приспособлены для использования негорючих жидкостей.

4.5.3 Безвозвратные потери масла не должны превышать:

- для ГТУ мощностью до 10 МВт включительно:

с промышленными двигателями —1,0 кг/ч, с конвертированными двигателями — 2.0 кг/ч:

- для ГТУ мощностью болев 10 МВт:

5

¹