Дипломной работе, входит в состав ооо Севергазпром. ооо Севергазпром

• Название: Дипломной работе, входит в состав ооо Севергазпром. ооо Севергазпром
• Дата: 01.06.2022
• Размер: 5.64 Mb.
• Имя файла: Studbooks_54265.rtf
• Тип: Диплом; #563632
• страница: 3 из 7

2.3.1 Анализ существующих установок охлаждения газа

Если температура газа после компремирования на КС превышает максимальную допустимую, рассчитанную по формуле:

где: - расчетный температурный перепад для труб, из которых сооружается линейная часть магистрального газопровода;

t_у.т. – температура металла труб в момент укладки трубопровода в траншею и засыпки грунтом, принимается равной температуре воздуха в этот момент времени (определяется по климатологическим справочникам, исходя из графика сооружения трубопровода);

то газ перед подачей его в линейный участок трубопровода необходимо охладить на величину , определяемую из соотношения:

Охлаждение газа является обязательным технологическим процессом на компрессорных станциях современных магистральных газопроводов, а установки охлаждения газа – обязательным составным элементом основного технологического оборудования компрессорных станций.

Для выбора аппаратов охлаждения газа в своей дипломной работе я провел анализ возможных типов установок.

Охлаждение газа может осуществляться в теплообменниках разных типов: кожухотрубных, оросительных, типа «труба в трубе» и воздушных.

Охлаждающим теплоносителем в охладителях газа могут быть:

1) вода – в установках водяного охлаждения;

2) атмосферный воздух – в установках воздушного охлаждения;

3) хладоагент – в станциях охлаждения;

4) транспортируемый газ – в рекуперативных установках охлаждения.

1. Если в качестве охлаждающего теплоносителя используется вода, то она, в свою очередь, может быть охлаждена:

1.1) в охладителях испарительного типа;

1.2) в охладителях поверхностного типа;

1.3) путем сброса нагретой в теплообменнике воды в источник водоснабжения.

1.1 В охладителях испарительного типа температура охлаждения воды может быть значительно ниже температуры воздуха, что является преимуществом охладителей этого типа.

1.2. В охладителях поверхностного типа вода охлаждается до температуры воздуха и поэтому охлаждающая способность их ниже, чем у испарительных охладителей.

2. Если охлаждение газа осуществляется атмосферным воздухом, то в качестве охладителей газа используются аппараты воздушного охлаждения. В таких установках газ охлаждается до температуры, превышающей на несколько градусов температуру воздуха.

3. Если охлаждение газа осуществляется хладоагентом, то основой станции охлаждения газа являются холодильные машины: паровые компрессионные или абсорбционные водоаммиачные, использующие тепло уходящих продуктов сгорания газотурбинных установок – рис. 17. Первой ступенью охлаждения газа в станции охлаждения газа являются теплообменники водяного или воздушного охлаждения, а второй – холодильные машины.

В качестве хладоагентов в паровых компрессионных холодильных машинах используются вещества, имеющие низкую температуру кипения при атмосферном давлении: фреоны, аммиак, пропан, пропан – бутановая смесь и т.д. В абсорбционных водоаммиачных холодильных машинах хладоагентом является водоаммиачный раствор, состоящий из рабочего тела – аммиака и поглотителя (абсорбента) – воды, причем температура кипения абсорбента должна быть больше, чем рабочего тела.

Станции охлаждения газа позволяют охлаждать газ практически до любой требуемой температуры.

4. В рекуперативной установке охлаждения газ охлаждается сначала в аппарате воздушного охлаждения (первая ступень охлаждения), а затем – в рекуперативных охладителях (вторая ступень охлаждения).

В летний период времени в составе рекуперативной установки охлаждения работают аппараты воздушного охлаждения и рекуперативные охладители. В результате этого установка позволяет охлаждать газ до температуры, которая ниже температуры атмосферного воздуха, но превышает температуру газа на входе в установку. Величина этого превышения, называемого величиной недорекуперации, определяется размером снижения температуры газа на линейном участке, расположенном за компрессорной станцией, где установлена рекуперативная установка охлаждения. В холодный период времени расчетная температура охлаждения газа обеспечивается только с помощью аппаратов воздушного охлаждения и поэтому рекуперативные охладители отключаются.

Уровень охлаждения газа в рекуперативной установке охлаждения газа ниже, чем в установке воздушного охлаждения (в летний период времени).

Установки охлаждения газа подразделяются на:

1) однородные, которые состоят из однотипных по конструкции и по виду используемого охлаждающего теплоносителя охладителей газа, соединенных между собой параллельно или последовательно;

2) неоднородные, которые состоят из разнотипных по конструкции и однотипных по виду используемого охлаждающего теплоносителя охладителей газа, соединенных между собой параллельно или последовательно;

3) комбинированные, которые состоят из нескольких ступеней охлаждения газа, причем охладители газа в разных ступенях являются разнотипными по виду используемого охлаждающего теплоносителя.

Ступенью охлаждения называется один или несколько соединенных между собой параллельно охладителей газа, являющихся однотипными по конструкции и по виду используемого охлаждающего теплоносителя. Установка охлаждения газа может состоять из одной или нескольких ступеней.

Выбор того или иного типа установки охлаждения газа осуществляется на стадии проектирования магистрального газопровода, прежде всего, исходя из технологических соображений: обеспечение расчетного уровня охлаждения газа перед подачей его в линейный участок газопровода.

Если расчетный уровень охлаждения газа может быть реализован в установках разных типов, то окончательный выбор типа установки осуществляется в каждом конкретном случае после выполнения технико-экономических расчетов сопоставляемых вариантов с учетом обеспеченности охлаждающим теплоносителем для установки охлаждения газа, влияния изменений во времени температуры охлаждающего теплоносителя на процесс охлаждения газа, а также с учетом влияния рассматриваемых типов установок охлаждения газа на окружающую среду.

В связи с тем, что установки и водяного охлаждения позволяют обеспечить расчетные уровни охлаждения газа в большинстве климатических пунктов нашей страны, остановимся на преимуществах и недостатках этих установок, являющихся самыми распространенными на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Прежде всего отметим следующее. Поскольку теплоемкость воды в возможном диапазоне изменения ее температуры в 4 раза больше теп-лоемкости воздуха как охлаждающего теплоносителя, то массовый расход воды в установке водяного охлаждения будет в 4 раза меньше массового расхода воздуха в установке воздушного охлаждения. С учетом того, что удельный объем воды примерно в 825 раз меньше удельного объема воздуха, объемный расход воды в установке водяного охлаждения будет примерно в 3300 раз меньше, чем объемный расход воздуха в установке воздушного охлаждения. Вместе с тем коэффициент теплоотдачи от поверхности охладителя к воде примерно в 100 раз больше, чем к воздуху, что приводит к необходимости увеличения поверхности охладителя со стороны воздуха за счет ее оребрения.

Установки воздушного охлаждения газа приняты в качестве основных для обеспечения расчетных температурных режимов магистральных газопроводов, сооружаемых и эксплуатируемых на большей части территории нашей страны по следующим причинам.

Во-первых, опыт создания установок воздушного охлаждения для химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности, где впервые были применены эти установки, показывает, что капитальные вложения в установку воздушного охлаждения по сравнению с установкой водного охлаждения уменьшаются на (25 – 30)%, а эксплуатационные расходы – уменьшаются на (50 – 70)%.

Во-вторых, установки воздушного охлаждения предпочтительнее установок водяного охлаждения при эксплуатации в районах со сложными природно-климатическими условиями: острая нехватка воды в южных полупустынных и пустынных районах, обмерзание и возможное по этой причине разрушение вентиляторных градирен в северных и восточных районах страны с продолжительным холодным периодом времени в течение года.

В-третьих, загрязнения теплообменных поверхностей в установках воздушного охлаждения со стороны охлаждающего воздуха менее опасны и легче удаляются, чем загрязнения теплообменных поверхностей в установках водяного охлаждения со стороны охлаждающей воды.

В-четвертых, если температура нагретой в установке водяного охлаждения воды больше (43–49)°С, то процесс загрязнения и коррозии теплообменных поверхностей интенсифицируется, в то время как в установке воздушного охлаждения нет ограничений по температуре нагретого воздуха.

К недостаткам воздушного охлаждения по сравнению с водяным относится то, что температура охлаждения в установке воздушного охлаждения примерно на (10–12)°С выше, чем для тех же условий в установках водяного охлаждения. Кроме того, если температура воды в процессе эксплуатации меняется сравнительно медленно, то температура воздуха изменяется как в течение года, так и в течение суток, что при низкой тепловой инерции установок воздушного охлаждения приводит к колебаниям температуры охлаждения газа, превышающим колебания температуры охлаждения газа в установке водяного охлаждения.

На основании анализа, мной был выбран способ охлаждения природного газа аппаратами воздушного охлаждения. Их достоинствами являются: наименьшие капиталовложения и эксплуатационные расходы; возможность установки в районах с любыми климатическими условиями; не имеют ограничений по температуре нагретого воздуха, менее опасные загрязнения теплообменных поверхностей.