Файл: Проектирование и эксплуатация компрессорной станций магистрального газопровода.docx

* – давления р_ВС и р_НАГ для работы нагнетателей по схеме двухступенчатого сжатия
Одним из универсальных видов характеристик ЦН является приведенная характеристика по методике ВНИИГАЗа (рис. 1).



Рис. 1. Приведенная характеристика центробежного нагнетателя
по методике ВНИГАЗа
Порядок определения рабочих параметров следующий:

1) по известному составу газа, температуре и давлению на входе в ЦН определяется коэффициент сжимаемости Z_ВС;

2) определяются плотность газа ρ_ВС и производительность нагнетателя при условиях всасывания Q_ВС:

, (46)

, (47)

где Q_КC = Q – производительность КС при стандартных условиях;

m_Н – число параллельно работающих ЦН, определяемое из соотношения

, (48)

гдеQ_Н – номинальная производительность ЦН при стандартных условиях,
млн м³/сут;

3) задаваясь несколькими (не менее трех) значениями оборотов ротора в диапазоне возможных частот вращения ГПА, по формулам (44) и (45) определяют Q_ПР и . Полученные точки наносятся на характеристику и соединяются линией (плавная кривая abc на рисунке 1);

4) определяется требуемая степень повышения давления

, (49)

где р_ВС, р_НАГ – соответственно номинальное давление на входе и выходе ЦН.

Проведя горизонтальную линию из значения ε, найдем точку пересечения А с кривой abc. Восстанавливая из полученной точки перпендикуляр до пересечения с горизонтальной осью, находим Q_ПР. Аналогично определяются η_ПОЛ
и . Значение Q_ПР должно удовлетворять условию Q_ПР ≥ Q_ПР

---

_min , где Q_ПРmin – приведенная объемная производительность на границе зоны помпажа (расход, соответствующий левой границе характеристик ЦН);

5) определяется внутренняя мощность, потребляемая ЦН,

, (50)

где n – фактическая частота вращения ротора ЦН, определяемая из выражения (44):

; (51)

6) определяется мощность на муфте привода

, (52)

где N_МЕХ – механические потери мощности в редукторе и подшипниках ЦН при номинальной загрузке (принимаются равными 1 % от номинальной мощности привода);

7) вычисляется располагаемая мощность газотурбинной установки (ГТУ)

, (53)

где – номинальная мощность ГТУ, кВт;

– коэффициент технического состояния по мощности;

– коэффициент, учитывающий влияние системы противообледенения (при отключенной системе = 1);

– коэффициент, учитывающий влияние системы утилизации тепла (при ее отсутствии = 1);

– коэффициент, учитывающий влияние атмосферного воздуха на мощность ГТУ;

Т_ВОЗД, – соответственно фактическая и номинальная температуры воздуха, К;

р_а – расчетное давление наружного (атмосферного) воздуха, МПа.

Значения , , , ,

---

, принимаются по справочным данным ГТУ [7, табл. 5];
Таблица 5

Техническая характеристика некоторых типов ГПА
с газотурбинным приводом

Тип ГТУ	, кВт	, К			Частота вращения силового вала, мин.–1
					nmin	nmax
ГПА-Ц-6,3	6300	288	0,95	1,3	5740	8610
ГТК-10	10000	288	0,95	3,7	3300	5100
ГПУ-10	10000	298	0,95	3,7	3360	5300
ГТН-10И	10000	288	0,95	2,0	4550	6870
ГТК-16	16000	288	0,95	3,2	3500	4850
ГТН-16	16000	288	0,95	3,2	4400	6600
ГПА-Ц-16	16000	288	0,95	2,8	3430	5150
ГТН-25	25000	288	0,95	3,2	3500	3900
ГТН-25И	25000	288	0,95	2,2	3270	5100

8) производится сравнение и . Должно выполняться условие

---

≤ . При невыполнении этого условия следует увеличить число m_Н и повторить расчет начиная с пункта 2;

9) определяется температура газа на выходе ЦН:

, (54)

где k – показатель адиабаты природного газа, k = 1,31.

---

Пример КП

«Проектирование и эксплуатация компрессорных станций магистральных газопроводов»

Выполнить технологический расчет магистрального газопровода протяженностью L = 520 км, для перекачки газа производительностью
Q_Г = 31 млрд м³/год. По газопроводу транспортируется газ следующего состава:

Компонент	Метан, СН4	Этан, С2Н6	Пропан, С3Н8	Двуокись углерода, СО2	Азот, N2
Объемная доля, %	98,4	0,07	0,01	0,4	1,1

Средняя температура воздуха Т_в = 283 К.

Давление в конце МГ принять р_К = 2 МПа.

Выбрать рабочее давление и тип ГПА; определить количество компрессорных станций и расстояние между ними. Произвести расчет режима работы КС.

Решение:

1.1. Расчет физических свойств перекачиваемого газа

По известному составу определяем основные физические свойства газа

Плотность при стандартных условиях (9)


Молярная масса (10)



Газовая постоянная (11)

.

Псевдокритическая температура и давление (12), (13):

К;

МПа.

Относительная плотность газа по воздуху при стандартных условиях (14)

.

1.2. Выбор рабочего давления, типа ГПА и определение диаметра газопровода

С учетом рекомендаций по проектированию в качестве рабочего давления в газопроводе выбираем р = 7,5 Мпа.

Исходя из заданной годовой производительности (Q_Г = 31 млрд. м³/год) и выбранного рабочего давления, по таблице 1 определяем ориентировочное значение диаметра газопровода. Таким является D = 1420 мм.

Далее для экономического обоснования выбора диаметра газопровода следовало бы взять ближайший меньший и ближайший больший диаметры.

---