Струйный двигатель прогресса
На протяжении десятилетий для управления запорно-регулирующей арматурой газо- и нефтепроводов применялись пневматические поршневые и пневмогидравлические приводы. Хотя, как показали годы эксплуатации, такие приводы обладают целым рядом недостатков, обусловленных принципом их работы и конструкторскими решениями. Особенно наглядно это проявляется в тяжелых северных условиях наших нефтяных и газовых месторождений.
Долгое время ученые и инженеры пытались найти способ, как повысить надежность и снизить стоимость эксплуатации приводов, управляющих запорной арматурой. Предпринимались попытки создать пневматические приводы, в которых в качестве двигателя использовалась газовая турбина. Преимущества турбины очевидны – это простой, надежный и неприхотливый двигатель. Он не нуждается в подвижных уплотнениях с поверхностями трения, практически не чувствителен к изменениям температуры окружающей среды и рабочего тела, не требует тщательной очистки и осушки рабочего тела и, наконец, имеет большой рабочий ресурс и высокий коэффициент полезного действия. Однако все попытки создать привод на основе турбины оканчивались неудачей, пока профессором В.Саяпиным не был изобретен так называемый струйный двигатель.
Сама идея реактивной турбины не нова – ещё около двух тысяч лет назад греческий ученый Герон Александрийский изобрел прибор «элипсил» – шар, вращающийся под действием пара, вытекающего из изогнутых трубок. Этот предок современных реактивных турбин получил название «Колесо Герона». Много воды, а точнее пара, утекло с тех пор, пока в 1980 году Вадим Саяпин не разработал реактивную реверсивную турбину специальной конструкции с малым моментом инерции ротора. Эта турбина легла в основу нового типа привода.
Новый привод предназначался для управления шаровыми кранами на объектах добычи, переработки, хранения и транспортировки газа. Начиная с 2001 года фирмой «КИТЭМА» в сотрудничестве с профессором Саяпиным и на базе его патентов были созданы различные варианты приводной техники для запорно-регулирующей арматуры газо- и нефтепроводов. Изготовление опытных образцов и последующий серийный выпуск были налажены на ОАО «Радиозавод» г.Пенза и ОАО «Рыбинский завод приборостроения» г.Рыбинск. Опыт эксплуатации приводов на таких предприятиях, как ООО «Ямбурггаздобыча», ООО «Уренгойгазпром», ООО «Ноябрьскгаздобыча», «Мострансгаз», показал их исключительно высокую надежность, а также удобство эксплуатации. В суровых климатических условиях, когда электрогидравлическое оборудование отказывает, струйные приводы работают бесперебойно.
Нашим ученым и инженерам есть, чем гордиться: привод со струйным двигателем – это российское «ноу-хау», не имеющее аналогов в мировом арматуростроении. «Революционность» данного изобретения можно понять с помощью простой аналогии: переход газовой промышленности от традиционных пневмогидравлических приводов с поршневыми двигателями к приводам со струйными двигателями сродни качественному скачку в авиации, когда на смену поршневым двигателям внутреннего сгорания пришли реактивные двигатели.
В чем же преимущества приводов со струйным двигателем перед «традиционными» пневмогидравлическими и пневматическими поршневыми приводами? Их достаточно много:
– не требуется второго рабочего тела (масла или спецжидкости), а значит, исключаются расходы на его приобретение и замену, а также нет риска загрязнения окружающей среды;
– нет подвижных уплотнений с поверхностями трения (резиновых колец, манжет и т.п.);
– возможна работа на реальном транспортируемом газе, независимо от его качества;
– обеспечен плавный ход во всем диапазоне нагрузок и давления рабочего газа;
– гарантирована надежность эксплуатации при температуре окружающей среды от минус 600 С до плюс 500 С;
– возможность создания повышенного импульсного момента позволяет стронуть пробку шарового крана в случае её «прикипания».
Кроме того, габаритные размеры струйных приводов на 15-25% меньше размеров пневмогидравлических приводов. И, наконец, струйные двигатели весьма эффективно работают при очень низком давлении рабочего газа, при этом размеры приводов с уменьшением давления не увеличиваются, в отличие от поршневых приводов, в которых площадь поперечного сечения цилиндра увеличивается обратно пропорционально давлению рабочего газа. Это позволяет широко использовать приводы со струйным двигателем в системах управления запорно-регулирующими устройствами трубопроводов.
К сожалению, как и в любой другой сфере, переход к качественно новым технологиям происходит медленнее, чем мог бы – основным препятствием к распространению струйных приводов является их непривычность для потребителя, недостаток информации об их принципе работы и достоинствах. Так, в начале работы специалисты фирма «КИТЭМА» столкнулись с многочисленными случаями неправильной эксплуатации нового оборудования. Это подтолкнуло разработчиков к модернизации системы управления привода, и после этого все преимущества, заложенные в конструкцию струйного привода, стали очевидными. Об этом свидетельствует растущее число заказов на поставку данного оборудования. Помимо подбора оборудования (с учетом условий эксплуатации, климатических и технологических режимов) специалисты фирмы «КИТЭМА» осуществляют также доставку, установку, наладку, гарантийное и постгарантийное обслуживание.
Основываясь на опыте эксплуатации приводов со струйным двигателем можно с уверенностью сказать, что за ними будущее. Применение передовых технологий и оборудования существенно повышает уровень автоматизации, надежность эксплуатации, улучшает условия работы обслуживающего персонала – и всё это быстро и при небольших затратах.