компрессор рамки для теории (1). Компрессорлы станция

• Название: Компрессорлы станция
• Дата: 23.04.2023
• Размер: 0.58 Mb.
• Имя файла: компрессор рамки для теории (1).doc
• Тип: Документы; #1082598
• страница: 3 из 6

1.7 Компрессорлық станцияның негізгі жабдықтары

Компрессорлық цехтың негізгі жабдығы – компрессорлар, олар поршендік, ортадан тепкіш және бұрандалы (винттік) болуы мүмкін; беріліс жетегі газдық қозғалтқыштан, электроқозғалтқыштан және авияциялық турбинадан тұруы мүмкін.

Компрессорлар бір сатылы (яғни қажетті жоғары қысымға қол же газды сығудың бір – ақ циклінде жүзеге асады) немесе көп сатылы (жоғарғы қысымға қол жеткізу үшін газды бір компрессордан сығу бірнеше циклмен жүзеге асады) болады.

Поршендік компрессорлардың қызметі компрессорлық цилиндірдің жұмысшы көлемінің өзгеру нәтижесінде газды ығыстырып шығару принципіне негізделген; көлем ұлғайған кезде жұмыстық қуыстар газбен толтырылады, ал жұмыстық қуыстардың көлемі азайған кезде онда тұрған газ сығылады да, айдау құбырларына ығыстырылып шығарылады.

Ортадан тепкіш компрессорлардағы қысымның жоғарлауына, оған үлкен жылдамдықты беру арқылы және ағынның кинетикалық энергиясын біртіндеп диффузордағы қысымның потенциялдық энергиясына айналдыру жолымен қол жеткізуге болады.

Бұрандалы компрессорларда, сығылған газдың қысымы компрессор тұлғасында (корпусында) жанасқан бұрандалартәріздес екі ротордың айналу нәтижесінде компрессордың жұмыстық қуыс көлемінің азаюы салдарынан ұлғаяды. Бұрандалы компрессорлар соңғы айыру сатысындағы мұнай – газын жинау үшін кеңінен қолданылады.

Олар ықшамдылығымен ерекшеленеді, тығыздығы әр түрлі газ үшін қолданыла береді, және де күрделі фундамент құрылымдарынсыз ашық алаңқайларда бекітіледі, монтаждау мен қызмет көрсету қарапайым.

Газдымотор компрессорлары деп, компрессорлық бөлік пен газды қозғалтқыш бір тұлғада бірге орналасқан поршенді компрессорлық агрегатты айтады. Қозғалтқыш цилиндрлерінің саны 8 – ден 12 – ге дейін болады, агрегаттар үлкен метал шығындарымен (яғни, металдың көп жұмсалуымен) сипатталады (күштік жетектің 1 кВт 28 – 62 кг, агрегаттың массасы 270т жетеді). Іс жүзінде поршендік компрессорлардың қабылдауындағы қысым жеткілікті жоғарғы болғанда және салыстырмалы газ шығыны онша көп болмаған жағдайда газды сығу дәрежесі 2 үлкен болғанда қолдану тиімді.

Компрессорлардың негізгі параметрлері – сорк және айдау кезіндегі оның бергіштігі мен қысымы болып табылады. Айдау қысымының сору қысымына қатынасы компрессордың сығу дәрежесі деп аталады.

r = P_ай / P_сору (12.4)

Газды – мұнайлы және мұнайлы кен орындарында жоғары қысымдағы мұнай және газ ұңғылары болған кезде, сонымен қатар айырғыштардағы қысымдардың үлкен айырмашылығы кезінде ағысты аппараттар немесе эжекторлар қолданылады.

Жоғары қысымдағы жұмысшы газ эжектор соплосы арқылы өткен кезде оның жылдамдығы тез артады. Жұмысшы газдың шапшыма ағысының маңында төменгі қысымды аймақ пайда болады, оған қабылдау камерасынан төменгі қысымдағы газ сорылады. Араластыру камерасында, содан кейін диффузорда жоғарғы және төменгі қысымдағы газдар араласады, және де аппараттан шығар жолда олардың температуралары, ағыс жылдамдықтары мен қысымдары теңеседі.

Газдың жылдамдығы төмендейді, ал кинетикалық энергияның негізгі бөлігі потенциялдыққа (қысым энергиясына) айналуы есебінен қысым қалпына келеді. Осылайша, төменгі қысымдағы газ диффузорда өзінің қысымын 10 – 30 % көбейтеді.

Эжекторлардың іс жүзінде пайдалы әсер коэффициенті 30 % аспайды, өйткені жұмысшы газдың энергиясы мен қысымының шығындары болады. Бірақ – та, төменгіі қысымдағы мұнай газын компрессорлау үшін жоғары арынды табиғи газдың үлкен мөлшерінің болуы кезінде немесе төменгі қысымдағы газды сығу үшін магистралды газ құбырындағы артық қысымдағы газды пайдалану кезінде эжекторларды қолдану экономикалық жағынан тиімді болуы мүмкін, өйткені олар конструкциясы бойынша қарапайым және механикалық компрессорлардан айтарлықтай арзан, оларды орналастыру үшін өте үлкен фундаменттер мен ғимараттар қажет емес.


2 Есептеу бөлімі

2.1 Тарылту құрылғысының көмегімен шығынды есептеу
Диафрагма қондырылған құбыр өткізгішпен өтетін судың шығынын анықтау.

Кесте 2- Шығынды өлшеу жүйесінің сипаттамалары мен бастапқы шамалары және өлшеу нәтижелері

Параметрдің аталуы және өлшемі	Белгіленуі	Шамасы
Құбыр өткізгіш диаметрі, 20°С кезіндегі, мм	D20	410
Диафрагма саңылауының диаметрі, 20°С кезіндегі, мм	d20	280
Диафрагма алдындағы судың (абсолютті) қысымы, МПа	р	4,4
Судың температурасы 0C	t	96
Диафрагмадағы қысым құламасы, кПа		76
Диафрагма типі	-	бұрыштық жинақтауыш
Құбыр өткізгіш материалы	-	Болат 35
Құбыр өткізгіштің ішкі бетінің жағдайы	-	Тот басқан
Диафрагманы тексеріс аралық интервалы		2
Диафрагма материалы	-	15X1М1Ф
Диафрагма алды жергілікті кедергісі	-	Ысырма
Диафрагма алды құбыр өткізгіштің түзу сызықты участок ұзындығы, м	L1	4,6
Құбыр өткізгіш осінің салыстырмалы диафрагма осіне ығысуы, мм	ех	2,7
Диафрагма дискасының қалыңдығы, мм	ЕД	6,6
Диафрагма алды құбыр участкасындағы қосымша құбырдың шығу биіктігі, мм	һ	4,6

Тарылту қондырғылардағы қысымның түсу шамасы бойынша шығын тәжірибеде былайшы анықталады:

Берілген құбыр өткізгіш материалының маркасына байланысты. Болат 35.

Сонда а_е=10,2, b_e=10,4, c_e=5,6

Тарылту құрылғысының материалына байланысты. 15X1М1Ф

а_е=10,4, b_e=8,1, c_e=4,4

мұндағы а_е, b_e, c_e– cәйкесінше температура диапазонындағы тұрақты коэффи-циенттер, кестеде көрсетілген

1. Температураның кең диапазоны үшін әртүрлі материалдардың γ сызықты ұлғаюының температуралық коэффициент мәні 10 % қателікпен мына формуламен есептелуі мүмкін:

γ =10⁻⁶ , (1.1)

Құбырөткізгіш үшін:

γ _D =10⁻⁶ =0,0000111

Диафрагма үшін:

γ _d =10⁻⁶ = 0,0000111

2. Жұмыс жағдайындағы құбыр өткізгіштің және тарылтылған қондырғының диаметрлері анықталады (жұмыс ортасының t температурасы кезіндегі):

D = D₂₀ [1+ γ(t − 20)]; (1.2)

D = 410 [1+ 0,0000111(96− 20)]= 410,34 мм
d = d₂₀ [1+ γ(t − 20)]. (1.3)

d = 280 [1+ 0,0000111(96− 20)]=280,23 мм

мұндағы γ – тарылтылған қондырғыдағы және құбыр өткізгіштегі материалдың сызықты ұлғаю коэффициенті;

D₂₀, d₂₀– 20 °С температура кезіндегі құбырдың және тарылтылған қондырғы саңлауының диаметрлері.

3. β- диафрагма саңылауының салыстырмалы диаметрі мына формуламен анықталады: β = .

β = = 0,68

4. Жұмыс жағдайындағы судың тығыздығы ρ, кг/м³ [2. 73 бет П.7 кесте] кестеден алынады: ρ= 963,6 кг/м³

4. Е- кіріс жылдамдық коэффициенті мына формуламен анықталады:



= 1,1279

5. С = С∞ кезіндегі массалық шығын мына формуламен анықталады:

, (1.4)

мұндағы ρ– жұмыс жағдайындағы ортаның тығыздығы; Рейнольдса саны Re → ∞ кезіндегі С_∞- ағу коэффициенті.

Диафрагма үшін С_∞ мына формуламен анықталады:

(1.5)

Мұндағы L₁ = l₁/D – диафрагма кірісінен диафрагма алдындағы қысымды жинау үшін қажетті саңылау осіне дейінгі арақашықтықтардың өлшеу құбырының диаметріне қатынастары;

L₂ = l₂/D – диафрагма шығысынан диафрагмадан кейін қысымды жинау үшін қажетті саңылау осіне дейінгі арақашықтықтардың өлшеу құбырының диаметріне қатынастары. Бұл шамалар төмендегі кестеден алынады.
Кесте 3- Қысымды жинақтаға қажетті саңылаулардан диафрагмаға дейінгі салыстырмалы арақашықтықтардың шамалары

Жинақтау тәсілдері	Бұрыштық	Үш радиусты	Фланцты
L1	0	1	25,4/D
L2	0	0,47	25,4/D
Ескерту. D диаметр шамасы миллиметрмен өрнектелуі қажет.

Қысымды жинақтаға қажетті саңылаулардан диафрагмаға дейінгі салыстырмалы арақашықтықтардың шамалары бұрыштық болғандықтан L₁= L₂=0 тең.

Диафрагма үшін С_∞



6. Құбыр өткізгіштің эквивалентті кедір-бұдырлылығы R_ш, мм берілген тапсырмадағы құбырдың жағдайына байланысты кестеден алынады.

Болат тот басқан болғандықтан R_ш <0,3

(1.6)



7.Рейнольдса санына түзету шамасы (1.7) бойынша A_Re= 0,5 тең деп қабылданады.

A_Re= 0,5 (1.7)

8. Өлшеу құбыр қабырғасының кедір-бұдырлылыққа K_ш әсерін түзету келесі жолмен анықталады:

(1.8)

= 1,0064

9. Өлшеу құбырының кедір-бұдырлылыққа түзетуі есепке алынбайды, егер мына шарттар орындалса:

Стандартты диафрагма үшін:

(1.9)

Бұл жағдайда

K_ш = 1. (1.10)

10. (1.4) формуладағы K_п диафрагма саңылауының кіріс пұшпағының топтасуына түзету енгізу, d < 125 мм болған кезде төмендегі формуламен анықталады (d ≥ 125 мм кезінде K_п = 1 тең)

(1.12)

мұндағы – диафрагманың кіріс пұшпағының дөңгеленген радиусының орташа тексеріс аралық интервалы, ол төмендегі формуламен өрнектеледі:
. (1.13)



мұнда rн – диафрагманың кіріс пұшпағының дөңгеленген радиусының бастапқы мәні, өлшеу жолымен анықталады немесе τ = 0 кезінде 0,05 тең деп алу қабыл-данған; τп.п – тексеріс аралық интервал, жыл.

= 0,9921

С = С∞ кезіндегі массалық шығын:

τп.п = 1 жыл болған кезде

= 0,0292 + 0,85r_н . (1.14)

11.ұлғаю коэффициенті ε қысымды жинақтаудың үш стандартты тәсілдерінің бірін пайдаланатын стандартты диафрагмалар үшін мына формуламен анықталады:

ε =1− (0,41+ 0,35β⁴ )Δp /(kp) , (1.15)

мұндағы Δр – диафрагмадағы өлшенген қысым түсуі; р – диафрагма алдындағы абсолютті қысым; k – өлшенетін газ ортасының адиабата коэффициенті (кейбір газдардың физикалық сипаттамасы туралы мәліметтер, соның ішінде адиабата коэффициенті [2. 42 бет, 3 бөлімде] көрсетілген).

Судың ұлғаю коэффициенті ε =1.

12. 
    Массалық шығын q_m∞ кезіндегі Рейнольдса санын Re_∞ мына формуламен есептейміз:
    

(1.16)

= 0,1*10⁶

Әртүрлі орталар үшін динамикалық тұтқырлық коэффициентін анықтау [2. 42 бет, 3 бөлімде] қарастырылған.

Берілген қысым мен температураға сәйкес келетін тұтқырлық ^.10⁶ Па^. сек тең;

13. Рейнольдса санының соңғы шамасының ағып кету коэффициентіне әсерін ес-керетін K_Re түзету коэффициенті анықталады. Стандартты диафрагмалар үшін K_Re былайша анықталады:

(1.17)



Стандартты сопла, Вентури құбыры мен сопласы үшін K_ReРейнольдса санына түзету коэффициентін анықтаудың формулалары кестеде [2. 27 бет, 2.5 кесте] көрсетілген.

14. Нақты Рейнольдс саны мына теңдеумен есептеледі:

Re = Re_∞ K_Re . (1.18)

Re = 0,1*10⁶*2,4 = 0,24*10⁶

15. Егер 5 пункте анықталған құбыр қабырғасының кедір-бұдырлылыққа түзету коэффициенті K_ш≠ 1 болса, онда кедір-бұдырлылыққа түзету коэффициентінің нақты шамасы анықталады K′_ш. Бұл үшін (2.7) формуласы пайдаланылады, мұндағы А_Re коэффициенті мына формуланы пайдаланып анықталады:

Кесте 3 - Су шығынын есептеу нәтижелері көрсетілген.

Параметрдің аталуы, белгіленуі және өлшемі	Есептеу формуласының номері	Шамасы
Құбыр өткізгіш диаметрі, 79°С кезіндегі D, мм	(1.2)	410,34
Диафрагма саңылауының диаметрі, 79°С кезіндегі d, мм	(1.3)	280,23
Диафрагма cаңылауының салыстырмалы диаметрі	3 пунктте көрсетілген	0,68
Жұмыс жағдайындағы су тығыздығы , кг/м3	Кесте П.18	963,6
Кіріс жылдамдық коэффиценті Е	4 пунктте көрсетілген	1,1279
Рейнольдс саны Re кезіндегі ағу коэффи-циенті	(1.5)	0,6013
Құбыр өткізгіштің эквивалентті кедір-бұдырлы-лығы Rш, мм	Кесте 2.4	0,3
Өлшеу құбыр қабырғасының кедір-бұдырлылыққа Kш әсерін түзету Kш, ARe= 0,5 кезінде	(1.6), (1.8)	1,0064
Диафрагма саңылауының кіріс пұшпағының топтасуына түзету енгізу Kп	(1.12), (1.13)	0,9921
Ортаның ұлғаю коэффициенті	-	1
Re → ∞ qm кезіндегі массалық шығын, кг/с	(1.4)	12,99
Рейнольдс саны Rе ∞	(1.16)	0,1. 106
Рейнольдс санының соңғы шамасын түзету, KRe	(1.17)	2,4
Рейнольдс нақты саны Re	(1.18)	0,24. 106
ARe коэффициенті	(1.20)	1
Нақты массалық шығын qm, кг/с	(1.22)	30,98

10⁴6 кезіндегі (1.19)

Re>10⁶ кезіндегі A_Re=1 (1.20)

Re < 10⁴ кезінде K_ш коэффициенті бірге тең:

K′_ш = K_ш = 1. (1.21)

16. Массалық шығынның нақты шамасы төмендегі формуламен анықталады:

(1.22)

кг/с