Аво. Курсовой проект эксплуатация установок охлаждения газа компрессорного цеха компрессорной станции

• Название: Курсовой проект эксплуатация установок охлаждения газа компрессорного цеха компрессорной станции
• Дата: 20.04.2022
• Размер: 183.08 Kb.
• Имя файла: Savenya_KURSOVOJ (2)-1.docx
• Тип: Курсовой проект; #486962
• страница: 6 из 6

2 Расчетная часть

2.1 Расчет располагаемой мощности ГПА

Цель расчета: Определение располагаемой мощности ГПА.

Исходные данные:

Номинальная мощность ГПА, N_e0, кВт 4000

Коэффициент, учитывающий влияние температуры

атмосферного воздуха на мощность ГПА, K_t 0,91

Номинальная температура воздуха на входе в ГПА, t_a0, °С 15

Определяем температуру воздуха на входе в ГПА, t_вх, °С:

, (1)

где - расчетная температура атмосферного воздуха месяца, сезона, квартала, °С (#M12291 9053801СНиП 2.01.01-82#S "Строительная климатология и геофизика");

- поправка на изменчивость климатических данных (2,5°С для среднемесячной и 1,5°С для среднесезонной температуры);

- поправка на местный подогрев атмосферного воздуха (в среднем 2,5°С);

- поправка, учитываемая при работе установок водоиспарительного охлаждения в летнее время (6 - 10 °С).



Определяем располагаемую мощность ГПА, N_ep, кВт:

, (2)

где - коэффициент технического состояния ГПА;

- коэффициент, учитывающий влияние системы противообледенения (0,87 - для ГТК-10, 1 - для остальных типов ГПА);

- номинальная температура воздуха на входе в ГПА, °С;

- абсолютное барометрическое давление воздуха, МПа.



Вывод: Фактически определенная располагаемая мощность ГПА с учетом климатических факторов и поправочных коэффициентов имеет меньшее значение в сравнении с паспортным показателем.

2.2 Проверочный расчет АВО газа

Цель расчёта: определить требуемую поверхность охлаждения аппаратов воздушного охлаждения газа.

Исходные данные

Производительность газопровода V, млн. м³/сут 8,64

Давление газа на входе в АВО Р, МПа 22,5

Температура газа на входе в АВО t₁, °С 60

Температура газа на выходе из АВО t₂, °С 35,4

Температура наружного воздуха τ₁, °С 27

Тип теплообменного аппарата: АВГ-215МГ с наружной поверхностью охлаждения Н=10500 м², коэффициент оребрения φ=20, количество аппаратов n=4.

Определяем массовый расход газа G, кг/с:

(3)

где ρ_г – плотность газа при стандартных условиях берём из справочных таблиц, ρ=0,72кг/м³;

V – производительность газопровода, млн. м³/сут.

=36 кг/с

Средняя температура газа t_am, °С:

(4)

где t₁ - температура газа на входе в АВО, °С;

t₂ - температура газа на выходе из АВО, °С.



Определим количество передаваемой теплоты Q из уравнения теплового баланса, кВт:

(5)

где G- расход газа (в кг/с);

с_pm – теплоёмкость газа определяется из номограммы при средней температуре газа и рабочем давлении Р, с_pm=2,56 кДж/(кгּ°С)



Расход воздуха для выбранного количества аппаратов G₂, кг/с:

(6)

где ρ_в –плотность воздуха при температуре воздуха на входе в аппарат (τ₁=0°С) определяется по справочным таблицам, ρ_в = 1,29 кг/м³;

V_в - производительность вентиляторов указанного типа АВО по паспорту аппарата, м³/ч, V_в = 82000;

n – количество АВО газа, n =4 шт.



Вычисляем температуру воздуха на выходе из аппарата τ₂, °С:

(7)

где c_pm2 – теплоёмкость воздуха, выбирается из справочных таблиц, c_pm2 =1,005 кДж/(кгּ°С);

G₂ – расход воздуха через выбранное количество АВО, кг/с.



Вычисляем среднюю разность температур процесса теплопередачи θ_m, °С:

(8)

где θ₁, θ₂ – наибольшая и наименьшая разности температур;

;



°С;



ε – поправка на непротивоточность в зависимости от коэффициентов Р и R. ε=0,975



Определяем плотность газа при Т_ср=318°С и Р=22,5 МПа, ρ_г, кг/м³:

(9)



Определяем скорость газа в охлаждающих трубках w, м/с:

(10)

где f – площадь поперечного сечения хода, f=390ּ10^-3м² (из характеристики аппарата);

n – число аппаратов.



Число Рейнольдса по газу Re_г:

(11)

где d_вн – внутренний диаметр трубки, м;

μ_г – вязкость газа, определяется по справочным таблицам, μ_г=12,56ּ10^-6 Паּс.



Т.к. Re_г>10⁴ т.е. режим движения газа турбулентный, для определения коэффициента теплопередачи используем уравнение:

(12)

где λ_г – коэффициент теплопроводности газа, λ_г =41,96ּ10^-3Вт/(мּ°С), определяется по справочной таблице;

Nu – критерий Нуссельта.669,185 0,89

Критерий Нуссельта Nu:

(13)

где Pr – критерий Прандтля, Pr=0,775, определяется по таблице или по формуле:

(14)

где η_г –динамическая вязкость газа, Паּс.





Число Рейнольдса для воздуха Re_в:

(15)

где η_в - динамическая вязкость воздуха η_в, Паּс, определяется по справочным таблицам или по формуле:

(16)

Т_срв – средняя температура воздуха, К;

Т_срв=(τ₁-τ₂)ּ0,5+273 (17)

Т_срв =(27+31)ּ0,5+273=302 K



w_уз – скорость воздуха в узком сечении пучка труб определяется из технической характеристики аппарата, w_уз=10,8 м/с;

d_н – наружный диаметр трубки, определяется из технической характеристики аппарата, d_н=0,025м.



Критерий Нуссельта для воздуха Nu_в:

(18)

где t – шаг рёбер, из технической характеристики аппарата, t=3,5мм;

h – высота ребра, из технической характеристики аппарата, h=10мм;

d_н – наружный диаметр трубки, из технической характеристики аппарата, d_н=25 мм.



Коэффициент теплопередачи наружной поверхности α₁, Вт/(м²ּ°С):

(19)

где λ_в – теплопроводность воздуха при средней температуре, λ_в=2,49ּ10 ²Вт/(мּ°С), определяется из справочных таблиц.



Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²ּ°С):

(20)

где δ_ст – толщина стенки трубы, δ_ст=0,0006 м, из технической характеристики аппарата;

λ_ст – коэффициент теплопроводности стенки, λ_ст = 50 Вт/(мּ°С);

ψ – коэффициент увеличения поверхности теплообмена, из технической характеристики аппарата, или по формуле:

(21)



Определяем водяной эквивалент поверхности теплообмена КН, кВт/°С:

(22)



Необходимая поверхность охлаждения Н_р, м²:

(23)



Определяем необходимое количество АВО газа n_p:

(24)



Определяем коэффициент гидравлического трения λ_тр.

Т.к. число Рейнольдса Re_г>10⁴, то λ_тр вычисляем по формуле:

(25)



Потери давления при прохождении газа через АВО ΔР, Па:

(26)



Вывод: для охлаждения 8,64 млн. м³/сут природного газа с рабочим давлением 22,5 МПа необходимо 4 АВО газа типа АВГ-215, потери давления при прохождении через охлаждающие секции АВО составят 2 кПа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тема курсового проекта: «Эксплуатация установок охлаждения газа компрессорного цеха компрессорной станции».

Рассмотрены следующие вопросы:

• 
  Характеристика компрессорной станции;
  
• 
  Система охлаждения газа на компрессорной станции;
  
• 
  Техническая и конструктивная характеристика АВО газа;
  
• 
  Организация работ по эксплуатации АВО газа;
  
• 
  Внештатные ситуации по эксплуатации АВО газа;
  
• 
  Охрана труда при эксплуатации АВО газа.
  

В расчетной части произвел расчет располагаемой мощности ГПА. Также произвел проверочный расчет АВО газа и выяснил, что для охлаждения 8,64 млн. м³/сут природного газа с рабочим давлением 22,5 МПа необходимо 4 АВО газа типа АВГ-215, потери давления при прохождении через охлаждающие секции АВО составят 2 кПа.

В графической части выполнены чертежи:

• 
  лист 1 - «Аппарат воздушного охлаждения газа. Вид общий»;
  
• 
  лист 2 - «Схема компрессорного цеха».
  
• 
  
  

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Дятлов В.А. Михаилов В.М. Яковлев Е.И. Оборудование, эксплуатация и ремонт магистральных газопроводов / В.А. Дятлов, В.М. Михаилов, Е.И Яковлев.- М.: Недра, 1990.

2. СТО Газпром 2-2.3-684-2012 Документы нормативные для проектирования, строительства и эксплуатации объектов ПАО «Газпром» Компрессорные станции. Технологические установки. Порядок проведения технического обслуживания и ремонта.- Москва: ПАО "Газпром", 2014. - IV, - 68 с.

3. СТО Газпром 2-1.19-058-2006 Документы нормативные для проектирования, строительства и эксплуатации объектов ПАО «Газпром» Инструкция по расчету и нормированию выбросов, ГИС – М.: ПАО "Газпром", 2006.

4. Ивановский Н.Н. Центробежные нагнетатели природного газа / Н.Н. Ивановский, В.Н. Криворотько. - М.: Недра, 2015. – 327 с.

5. Крылов Г.В. Эксплуатация и ремонт газопроводов и газохранилищ / Г.В. Крылов, О.А. Степанов. - М.: ACADEMA, 2016. – 282 с.

6. Могильницкий И.П. Машинист газотурбинного агрегата / И.П. Могильницкий. - М.: Недра, 2014. – 436 с.

7. АВО [Электронный ресурс]. URL: https://infourok.ru/uchebno-metodicheskoe-posobie.html (дата обращения 20.01.2022).

8. Мероприятия по охране труда [Электронный ресурс]. URL: https://sudopedia.ru (дата обращения 29.01.2022).