6 Расчет режима работы кс (проводится для трех вариантов используемого количества гпа)

• Название: 6 Расчет режима работы кс (проводится для трех вариантов используемого количества гпа)
• Дата: 18.05.2023
• Размер: 37.33 Kb.
• Имя файла: 123.docx
• Тип: Документы; #1141692

6 Расчет режима работы КС (проводится для трех вариантов используемого количества ГПА)

Исходные данные для расчета:

млн. /сут;

МПа;

МПа;

К;

К.

Компоненты	Содержание, %	Молярная масса, кг/кмоль	Критическая температура, К	Критическое давление, МПа
Метан СН	94,7	16,01	190,56	4,599
Этан С Н	3,3	30,07	305,83	4,88
Пропан С Н	0,1	44,1	369,82	4,25
Бутан С Н	0,29	58,12	425,44	3,78
Пентан С Н	0,11	72,15	469,69	3,36
Двуокись углерода СО	0,4	44,01	304,2	7,39
Азот N	1,1	28,14	126,2	3,39

6.1 Расчет свойств газа

Молярная масса природного газа:

,

где - концентрация i-го компонента газа;

- молярная масса i-го компонента, кг/кмоль;

кг/кмоль.

Псевдокритическая температура:

;

где - температура i-го компонента, К;

К.

Псевдокритическое давление:

;

где - давление i-го компонента, МПа;

МПа.
Газовая постоянная:

КДж/кг*К.

Давление газа на входе компрессорного цеха:

;

где – потери давления газа на входе компрессорного цеха, МПа;

МПа.

Давление газа на выходе компрессорного цеха:

;

где – потери давления газа на выходе компрессорного цеха, МПа;

МПа.

Приведенные давление и температура:

;

.

Коэффициент сжимаемости природного газа:

;

;

;

.

Плотность газа:

кг/ .

6.2 Первый режим: 2 ГПА-32 «Ладога»

Количество параллельно работающих компрессоров ГПА-32 «Ладога»:

(1)

Берем 2 ГПА-32 «Ладога».

Суточная производительность одной машины:

млн. /сут. (2)

Объемный расход на входе компрессора:

/мин. (3)

Степень повышения давления компрессора:

. (4)

6.2.1 Определение режима работы компрессора

Приведенная объемная производительность:

/мин.(5)

Из графика газодинамических характеристик компрессора 400 СПЧ 1,38/76-32С ( Приложение 1, рисунок 7) находим точку пересечения /мин и и определим:

/мин;

;

;

.

6.2.2 Определение параметров компрессора

Фактическая частота вращения вала:

об/мин (6)

Внутренняя мощность компрессора:



Мощность на муфте:

МВт, (7)

где – коэффициент технического состояния компрессора,

– механический КПД компрессора,

. (8)

Температура газа после сжатия:

К. (9)

Запас устойчивости:

%, (10)

Так как запас устойчивости , компрессор работает устойчиво.

Располагаемая мощность газотурбинной установки (максимальная рабочая мощность на муфте нагнетателя):

, (11)

где - коэффициент технического состояния, ;

- номинальная мощность ГТУ;

- коэффициент, учитывающий влияние температуры атмосферного воздуха, ;

- коэффициент, учитывающий наличие утилизатора, ;

- коэффициент, учитывающий влияние относительной скорости вращения ротора, ;

- коэффициент, учитывающий влияние высоты над уровнем моря, .

; (12)

К; (13)

МВт;

,

(14)



Так как располагаемая мощность газотурбинной установки меньше мощности на муфте, значит турбина не сможет развить необходимую мощность.

6.3 Второй режим: 3 ГПА-32 «Ладога»

Определим уточную производительность одной машины по формуле (2):

млн. /сут.

Объемный расход на входе компрессора по формуле (3):

/мин.

6.3.1 Определение режима работы компрессора

По формуле (5) определим приведенную объемную производительность

/мин.

Из графика газодинамических характеристик компрессора 400 СПЧ 1,38/76-32С ( Приложение 1, рисунок 7) находим точку пересечения /мин и и определим:

/мин;

;

;

6.3.2 Определение параметров компрессора

Фактическую частоту вращения вала определим по формуле (6):

об/мин

По формуле (7) определим мощность на муфте:

МВт,

Температура газа после сжатия определяется по формуле (9):

К.

По формуле (10) запас устойчивости равен:

%,

Так как запас устойчивости , компрессор работает устойчиво.

Располагаемая мощность газотурбинной установки (максимальная рабочая мощность на муфте нагнетателя) определяется по формуле (11):

;

МВт.

Проведем проверку по условию (14):

,





Так как располагаемая мощность газотурбинной установки больше мощности на муфте, значит турбина сможет развить необходимую мощность.

6.3.3 Расчет расхода топливного газа

, (15)

где - номинальный расход топливного газа;

- коэффициент технического состояния ГТУ (по топливу), ;

тыс /ч; (16)

где - номинальный КПД ГТУ, ;

- теплота сгорания топливного газа, кДж/

; (17)

54422кДж/

тыс /ч.

Потребление топливного газа компрессором:

млн. /сут. (18)

где – количество работающих агрегатов;

– 24 часа.

6.4 Третий режим: 4 ГПА-32 «Ладога»

Определим уточную производительность одной машины по формуле (2):

млн. /сут.

Объемный расход на входе компрессора по формуле (3):

/мин.

6.4.1 Определение режима работы компрессора

По формуле (5) определим приведенную объемную производительность:

/мин.

Из графика газодинамических характеристик компрессора 400 СПЧ 1,38/76-32С ( Приложение 1, рисунок 7) находим точку пересечения /мин и и определим:

/мин;

;

;

6.4.2 Определение параметров компрессора

Фактическую частоту вращения вала определим по формуле (6):

об/мин

По формуле (7) определим мощность на муфте:

МВт,

Температура газа после сжатия определяется по формуле (9):

К.

По формуле (10) запас устойчивости равен:

%,

Так как запас устойчивости , компрессор работает устойчиво.

Располагаемая мощность газотурбинной установки (максимальная рабочая мощность на муфте нагнетателя) определяется по формуле (11):

;

МВт.

Проведем проверку по условию (14):

,



мощность газотурбинной установки больше мощности на муфте, значит турбина сможет развить необходимую мощность.

6.4.3 Расчет расхода топливного газа

Произведем расчет топливного газа по формуле (15):

тыс /ч.

Потребление топливного газа компрессором по формуле (18) равен:

млн. /сут.

Результаты по мощностям и расходам топливного газа внесем в таблицу 6.1.

Таблица 6.1. Характеристики режимов работы КС.

Агрегат	ГПА-32 «Ладога»
Режим	1	2	3
Количество агрегатов, шт	2	3	4
Мощность на муфте, МВт
Расход топливного газа, млн. /сут	-

Как видно из таблицы 6.1 режим 2 предпочтительнее, так как меньше затраты на топливный газ.