И. М. Губкина факультет проектирования, сооружения и эксплуатации систем трубопроводного транспорта кафедра проектирования и эксплуатации газонефтепроводов эксплуатация газопроводов курсовой проект
 Скачать 1.31 Mb.
|
Используемые компьютерные средстваДанный курсовой проект выполнялся с использованием среды программирования Visual Basic for Applications (VBA) с применением электронных таблиц Microsoft Office Excel для ввода исходных данных и вывода результатов расчета. По описанному выше алгоритму разработана индивидуальная программа GPA_1-2, интерфейс которой приведен на рисунках 2 и 3.  Рисунок 2 – Интерфейс программы GPA_1-2 (ввод исходных данных)  Рисунок 3 – Интерфейс программы GPA_1-2 (вывод результатов расчета) VBA – немного упрощенная реализация языка программирования Visual Basic, встроенная в линейку продуктов Microsoft Office (включая версии для Mac OS), а также во многие другие программные пакеты, такие как AutoCAD, SolidWorks, CorelDRAW, WordPerfect и ESRI ArcGIS. VBA покрывает и расширяет функциональность ранее использовавшихся специализированных макро-языков, таких как WordBasic. VBA является интерпретируемым языком. Как и следует из его названия, VBA близок к Visual Basic. VBA, будучи языком, построенным на COM, позволяет использовать все доступные в операционной системе COM объекты и компоненты ActiveX. По сути, возможно создание приложения на основе Microsoft Word VBA, использующего только средства Corel Draw. В будущем Microsoft планирует заменить VBA на Visual Studio Tools for Applications (VSTA) – инструментарий расширения функциональности приложений, основанный на Microsoft .NET. К достоинствам языка можно отнести сравнительную лёгкость освоения, благодаря которой приложения могут создавать даже пользователи, не программирующие профессионально. К особенностям VBA можно отнести выполнение скрипта именно в среде офисных приложений. Данное программное обеспечение GPA_1-2 позволяет: 1. Проводить расчет основных физических свойств природного газа по методике ГОСТ 30319.1,2,3 таких как: коэффициент сжимаемости при стандартных условиях, газовая постоянная, относительная плотность по воздуху, низшая теплота сгорания, псевдокритические давление и температура газа; 2. По формулам СТО Газпром 2-3.5-051-2006 [2] производить расчет располагаемой мощности ГТУ; 3. Производить расчет параметров процесса сжатия газа в первой и второй ступени с проверкой условий по всех технологических ограничениях режима работы нагнетателя; 4. Определять значения частоты вращения ротора первой и второй ступени сжатия, при которых достигается одинаковая величина коэффициента загрузки ГПА по мощности при заданной точности. В данной программе задействуются следующие компоненты VBA: 1. Элемент управления кнопка “Button” (подписана как РАСЧЕТ_ГПА), нажатием которой запускается программа расчета; 2. Ввод данных и проведения расчетов с использованием цикла For…Next; 3. Оператор перехода “Goto”, который обеспечивает итерационный процесс нахождения частоты вращения ротора нагнетателей для достижения одинакового коэффициента загрузки ГПА по мощности. Листинг программного кода, полученного с использованием данного компьютерного средства, представлен в Приложении А. Иллюстрация решения контрольного примераПриведем контрольный пример решения данной задачи по результатам расчета с помощью программы GPA_1-2, согласно которым частота вращения ротора первой и второй ступени сжатия составляет  и  . По формулам (1)-(6) проводим расчет основных физических свойств природного газа:      Далее проводим расчет располагаемой мощности ГТУ в такой последовательности: - по формуле (9) находим расчетную температуру атмосферного воздуха  - по формуле (8) коэффициента, учитывающего влияние температуры атмосферного воздуха  - значение коэффициента, который учитывает высоту расположения КС над уровнем моря по формуле (10)  - по формуле (7) располагаемую мощность ГТУ  Теперь проводим расчет первой ступени сжатия газа. Для этого сначала выполним перевод давления и температуры газа на входе в нагнетатель в единицы измерения, указанные в алгоритме:   По формулам (11)-(14) рассчитываем коэффициент сжимаемости газа на входе в нагнетатель:     Определяем плотность газа при условиях на входе в нагнетатель по формуле (15)  По формуле (16) рассчитываем объемную производительность группы параллельно соединенных нагнетателей при условиях на входе в первую ступень  Находим среднюю производительность нагнетателя (согласно газодинамической характеристике) по формуле (18)  По формуле (17) определяем количество групп параллельно работающих нагнетателей  Для обеспечения заданной производительности принимаем количество групп параллельно работающих нагнетателей равным  Находим объемную производительность нагнетателя первой ступени сжатия при условиях на его входе по формуле (19)  Определяем приведенную объемную производительность нагнетателя первой ступени сжатия при условиях на его входе по формуле (20)  По формуле (21) рассчитываем приведенные относительные обороты нагнетателя  По формулам (22)-(23) проводим расчет номинальной степени повышения давления, политропического КПД и приведенной относительной внутренней мощности нагнетателя    Определяем фактическую степень повышения давления нагнетателя первой ступени сжатия по формуле (24)  По формулам (26) и (27) находим абсолютные значения давления и температуры газа на выходе с первой ступени сжатия:   Определяем индикаторную и эффективную мощность нагнетателя по формулам (28) и (29) соответственно:   По формулам (30) и (31) находим номинальный и фактический расход топливного газа нагнетателей первой ступени сжатия:   Рассчитываем коэффициент удаленности работы нагнетателя от помпажного режима коэффициент загрузки ГПА первой ступени сжатия по мощности по формулам (32) и (33) соответственно:   Проверяем, выполняются ли все технологические ограничения по данному режиму работы нагнетателя первой ступени: - по приведенной производительности (34)  - по приведенным относительным оборотам (35)  - по мощности нагнетателя (36)  Как видно все условия (34)-(36) выполняются. Это значит, что обеспечить такой режим работы нагнетателей первой ступени сжатия можно реализовать. На этом расчет процесса сжатия газа в первой ступени завершен. Далее проводим расчет исходных данных для второй ступени сжатия газа: - по формуле (38) абсолютного давления на входе в нагнетатель  - по формуле (39) абсолютной температуры газа на входе в нагнетатель  - по формуле (40) объемной производительности при стандартных условиях на входе во вторую ступень сжатия группы параллельно работающих нагнетателей  В аналогичной последовательности производим расчет режима работы второй ступени сжатия газа:                     Переводим величину необходимого абсолютного давления на выходе со второй ступени сжатия в МПа  Проверяем, выполняются ли все технологические ограничения по данному режиму работы нагнетателя второй ступени сжатия: - по приведенной производительности (34)  - по приведенным относительным оборотам (35)  - по мощности нагнетателя (36)  - по ограничению давления на выходе со второй ступени сжатия  Как видно все условия (34)-(36), (41) выполняются. Это значит, что обеспечить такой режим работы нагнетателей первой ступени сжатия можно реализовать. При этом давление на выходе со второй ступени сжатия практически равно заданной величине в условии задачи. На этом расчет процесса сжатия газа во второй ступени завершен. По формуле (42) определяем величину расхождения коэффициента загрузки по мощности первой и второй ступени сжатия  Проверяем выполнение условия (43)  то есть условие (43) выполняется. На этом решение поставленной задачи завершено. Результаты расчетов по программе GPA_1-2 приведены в таблице 2. Таблица 2 – Результаты расчета значений оборотов ЦБН ГПА, обеспечивающих двухступенчатое сжатие, при условии равенства коэффициентов загрузки ГТУ обоих ГПА при заданных параметрах потока газа на входе и выходе КЦ
Продолжение таблицы 2
Окончание таблицы 2
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. ГОСТ 30319.0,1,2,3-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Общие положения. Минск, 1996 г. 2. СТО Газпром 2-3.5-051-2006 - Нормы технологического проектирования магистральных газопроводов. 3. Сарданашвили С.А. Расчетные методы и алгоритмы (трубопроводный транспорт газа). // М., Нефть и газ. 2005 г., 577 с. 4. Сарданашвили С.А. Методическое пособие Расчет свойств природного газа. Эксплуатация газопроводов. РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М.Губкина, кафедра Проектирования и эксплуатации газонефтепроводов. 5. Сарданашвили С.А. Методическое пособие «Моделирование режимов труба, краны, ГПА, АВО, ПУ, абсорберы». Эксплуатация газопроводов. РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М.Губкина, кафедра Проектирования и эксплуатации газонефтепроводов. ПРИЛОЖЕНИЕ А. ЛИСТИНГ ЭКРАННЫХ ФОРМ Рисунок 4 – Считывание исходных данных с ячеек таблицы Excel  Рисунок 5 – Расчет физических свойств газа согласно [1], расчет располагаемой мощности ГТУ согласно [2]  Рисунок 6 – Расчет первой ступени сжатия газа согласно [3]  Рисунок 7 – Расчет второй ступени сжатия газа согласно [3], вывод результатов расчета в ячейки таблицы Excel | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||