Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 383
Скачиваний: 14
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Назначение компрессорной станции
4. Очистка газа от механических примесей и влаги
4.2. Эксплуатация пылеуловителей.
6. Очистка полости магистрального газопровода
7. Разработка математических моделей элементов газоперекачивающего агрегата ГПА-16Р “УРАЛ”
7.1. Математическая модель ЦН 235 СПЧ 1.45-76 6500 ПГ
7.2. Характеристика газовой турбины.
Одним из основных элементов любой режимно - технологической задачи транспорта газа по магистральному газопроводу является гидравлический и энергетический расчет режимов работы компрессорной станции. Такие задачи возникают на различных уровнях диспетчерской службы магистрального газопровода как при планировании режимов работы, так и при контроле и анализе фактических режимов работы КС.
Основной задачей расчета при диспетчерском контроле и анализе режимов работы КС является определение энергетических показателей работы ГПА, цеха и КС, т.е. расходуемой мощности N, коэффициента полезного действия , затрат топливного газа на компримирование с целью оценки технического состояния газоперекачивающих агрегатов на основе нормативных отраслевых показателей и оценки эффективности принятых режимов работы.
Планирование режимов работы газопровода подразумевает расчет основных параметров потока газа (P, T, Q) на входе и выходе каждого компрессорного цеха и параметров работы каждого ГПА (, N, QВС, nCT, nТВД) для проверки технологических ограничений и выбора наиболее эффективного режима работы. Решение задачи оценки эффективности реконструкции КС с целью сокращения расходов ТЭР, улучшения условий труда невозможно без выполнения многовариантных расчетов режимов работы КС при использовании на них более совершенных и перспективных ГПА.
Разработке алгоритмов и программ расчета режимов работы ГПА всегда предшествует работа по составлению математических моделей центробежного нагнетателя и газотурбинного привода, адекватно описывающих газодинамические и энергетические параметры режимов работы ГПА.
7.1. Математическая модель ЦН 235 СПЧ 1.45-76 6500 ПГ
Предполагая, что компримирование газа в ЦН является стационарным политропическим процессом сжатия, теоретическая зависимость для внутренней мощности имеет вид
(1)где m - показатель политропы, РВС , QВС - давление и производительность при условии всасывания ЦН, = PНАГ/РВС - степень повышения давления при компримировании.
В связи со сложностью процессов, происходящих при сжатии газа, их аналитическое описание является достаточно громоздким. Практика показала, что гораздо проще можно получить графические характеристики по результатам стендовых испытаний и представить их в приведенных координатах, используя при этом аппарат теории подобия и размерностей [1]. Расчетные газодинамические характеристики нагнетателя 235 СПЧ 1.45-76 6500 ПГ представлены на рис. 1,2,3 в приложении 1.
Наибольшее распространение в практике расчетов режимов работы ГПА получили характеристики ЦН, выпускаемые ВНИИГАЗом [2] и представленные в виде зависимостей степени повышения давления , политропического КПД ЦН ПОЛ и приведенной относительной внутренней мощности от приведенной объёмной подачи при различных значениях приведенных относительных оборотов
ПР. = 1 (QВС. ПР;
);ПОЛ = 2 (QВС. ПР) (2)
[ Ni / ВС ]ПР = 3 (QВС. ПР) ,
где
(3)
; (4)
(5)Опыт показывает, что при переходе к машинным методам расчета для создания математических моделей целесообразно использовать полиноминальную аппроксимацию. При этом достаточно описать характеристики для номинального значения n /
, сокращая при этом объём вводимой информации в память ЭВМ, а в случае отклонения параметров от номинальных, воспользоваться соотношениями теории подобия
(6)
(7)
(8)Политропический напор НПОЛ принимается равным
, (9)где
полПОЛ - политропический КПД нагнетателя, k - показатель адиабаты.
Аппроксимация зависимостей (2) выполняется в виде
2 = a0 + a1 QВС ПР + a2 QВС ПР2 + a3 QВС ПР3 (10)
ПОЛ = k0 + k1 QВС ПР + k2 QВС ПР2 + k3 QВС ПР3 (11)
[ Ni / ВС]ПР = c0 + c1
QВС ПР + c2 QВС ПР2 + c3 QВС ПР3 (12)
Значения коэффициентов аппроксимации определены методом наименьших квадратов с использованием графических расчетных характеристик (рис.1,2,3) при номинальных значениях параметров и представлены в табл. 3.
Таблица 3
Коэффициенты аппроксимации характеристики центробежного
нагнетателя 235 СПЧ 1.45-76 6500 ПГ
| Характеристики | Значения коэффициентов аппроксимации | |||
 | АО | а1 | а2 | а3 |
| | 7,9625874Е-01 | 10164044Е-02 | -2,2753497Е-06 | 1,3403263Е-08 |
 пол | КО | к1 | к2 | к3 |
| | 2,7776621Е-01 | 1,7920040Е-03 | 1,0734749Е-06 | -4,8922907Е-09 |
 | С0 | с1 | с2 | с3 |
| | -73,897992 | 2,3706396 | -3,9635088Е-03 | 2,4256791Е-06 |
Степень сжатия для условий, отличных от номинальных будет определяться из соотношения, полученного с учетом уравнений (1.6)...(1.9)
(13)
Математическая модель ЦН кроме соотношений, связывающих основные параметры, включает группу условий, отражающих технологические ограничения на работу оборудования. Это ограничения по частоте вращения снизу и сверху, приведенной объемной производительности (снизу по приближению к помпажной зоне и сверху из-за резкого падения политропического КПД), а также ограничение по мощности сверху, т.е.
(14)
(15)
(16)Кроме того, давление нагнетателя не должно превышать предельной величины, зависящей от технического состояния линейной части.
Совокупность всех ограничений на технологические параметры описывает область допускаемых режимов (ОДР). Более полно ОДР ГПА может быть описана с учетом ограничений, вытекающих из специфических особенностей привода, и, в частности, газотурбинного двигателя.