ЛР 1-4 Рахимов С.М.. Лабораторная работа 1 Основные параметры центробежных насосов
 Скачать 180.53 Kb.
|
Лабораторная работа №3«Подбор ГПА для КС магистрального газопровода» Теоретические основы К основному оборудованию КС относятся компрессорные машины (КМ) и приводящие их двигатели. Для транспорта газа применяется в основном центробежные нагнетатели и поршневые компрессоры - газомотокомпрессоры (ГМК). Каждый тип компрессорных машин имеет свою область рационального применения. ГМК экономичнее нагнетателей при производительности КС (газопровода) менее 10 млн.м3/сут, нагнетатели - при производительности КС более 15 млн.м3/сут. В интервале производительностей 10-15 млн.м3/сут экономические показатели транспорта газа ГМК и нагнетателями примерно одинаковы. В настоящее время в связи с разработкой новых марок ГМК область применения их несколько расширена. В частности, недавно созданный ГМК ДР12 /I/ /II/ можно использовать на газопроводах производительностью до 40 млн.м3/сут наравне с ГТУ мощностью 6 тыс. кВт. Суточная производительность КС определяется по годовой с помощью следующего выражения  , млн.м3/сутгде Qгод - годовая производительность КС (газопровода) при стандартных условиях млрд.м3/год;   - коэффициент использования пропускной способности газопровода; Kрс, Kэт – коэффициенты, учитывающие запас пропускной способности газопровода для обеспечения газоснабжения соответственно в периоды повышенного спроса на газ и в периоды экстремально повышенных температур, приводящих к снижению мощности ГПА, Kрс=0,95,Kэт=0,98;  - коэффициент, учитывающий запас пропускной способности газопровода на случай аварийных отказов линейной части газопровода и КС.После определения экономичного типа компрессорной машины для проектируемой КС производится выявление оптимального варианта КС, то есть определяется оптимальная марка ГПА, число и схема соединения машин данной марки на КС, количество ступеней сжатия КС. Для этого из множества компрессорных машин требуемого типа предварительно выбирается 3÷4 машины разных марок, отличающихся подачей и степенью сжатия (или давлением нагнетания). К рассмотрению принимаются машины, число которых на КС будет находится в пределах 2÷6 - для нагнетателей и 2÷13 - для ГМК. Кроме того, подбираемые машины в расчетном режиме работы и в возможных при эксплуатации режимах не должны иметь политропический КПД ниже 0,8 (для центробежных нагнетателей). При производительности КС более 15 млн.м3/сут для каждой марки предварительно выбранного нагнетателя рассматривается два подварианта КС - с одноступенчатым сжатием и с двухступенчатым сжатием (для полнонапорных нагнетателей рассматривается один подвариант - с одноступенчатым сжатием). При производительности КС 10÷15 млн.м3/сут - также два подварианта, но с двух и трехступенчатым сжатием. Во всех случаях число машин на КС должно находится в ранее отмеченных пределах. Для каждого варианта и подварианта КС определяется число резервных машин, степень сжатия КС ε и удельные приведенные расходы на станции с учетом типа привода. На основе значений ξ и Скрассчитывается комплекс (χ). Окончательно принимается тот вариант (подвариант) КС, которому отвечает наименьшее значение комплекса (χ).  (10)Если производительность КС находится в пределах 10÷15 млн.м3/сут, то экономичный тип компрессорной машины и оптимальный вариант КС находится одновременно. Для этого по выше рассмотренной методике производится сравнение двух-трех вариантов КС с ГМК и двух-трех вариантов КС с центробежными нагнетателями. В качестве привода компрессорных машин на КС обычно применяются поршневые газовые двигатели, газовые турбины и электродвигатели. От выбора типа привода компрессорных машин во многом зависят технико-экономические показатели КС и удобства ее эксплуатации. Газомотокомпрессоры, как правило, приводятся поршневыми газовыми двигателями, которые конструктивно оформляются за одно целое с ГМК. Центробежные нагнетатели могут приводиться электродвигателями и газотурбинными установками (ГТУ). При удаленности КС от надежного источника электроэнергии менее чем на 50-100 км выгоднее применять электропривод, при удаленности более 300 км - газотурбинный привод. В интервале 50-300 км тип привода устанавливается технико-экономическим расчетом по минимуму приведенных затрат на КС с учетом строительства ЛЭП, трансформаторной подстанции и стоимости потребляемой ГПА энергий в виде газа и электроэнергии. При равенстве приведенных затрат (комплекса χ) для обоих типов привода предпочтение обычно отдается электроприводу, как более безопасному, не связанному с расходом транспортируемого газа, упрощающему технологическую схему КС, менее подверженному влиянию внешних условий, более безотказному и с меньшим сроком восстановления при ремонтах. Приведенные затраты (комплекс χ) считаются равными, если отличаются не более, чем на5%. Задача для самостоятельного решения Подобрать ГПА для КС магистрального газопровода производительностью Qгод. Характеристика линейной части газопровода: диаметр D; протяженность L. Вблизи КС имеется n независимых источников электроэнергии, каждый из которых удален отКС на расстояние li. Исходные данные к задаче
Справочные данные для решения задачи смотри в прил. 8, 9, 10, 11, 12. Табличные данные по производительности нагнетателей соответствуют максимальному значению к.п.д. данных машин. Фактически нагнетатели могут иметь производительность в диапазоне, равном примерно 0,85 ÷ 1,15 значения оптимальной производительности. При отсутствии экономических данных по ГПА их принимают по ближайшему аналогу, для которого эти данные известны. За критерий аналогии берут мощность ГПА. При этом численные значения экономических коэффициентов для ГПА-аналога, приведенные в приложении, изменяют пропорционально, соответственно мощности рассматриваемого ГПА и ГПА-аналога. К основному оборудованию КС относятся компрессорные машины (КМ) и приводящие их двигатели. Для транспорта газа применяется в основном центробежные нагнетатели и поршневые компрессоры - газомотокомпрессоры (ГМК). Каждый тип компрессорных машин имеет свою область рационального применения. ГМК экономичнее нагнетателей при производительности КС (газопровода) менее 10 млн.м3/сут, нагнетатели - при производительности КС более 15 млн.м3/сут. В интервале производительностей 10-15 млн.м3/сут экономические показатели транспорта газа ГМК и нагнетателями примерно одинаковы. Суточная производительность КС определяется по годовой с помощью следующего выражения  где Qгод - годовая производительность КС (газопровода) при стандартных условиях млрд.м3/год;   коэффициент использования пропускной способности газопровода; Kрс, Kэт – коэффициенты, учитывающие запас пропускной способности газопровода для обеспечения газоснабжения соответственно в периоды повышенного спроса на газ и в периоды экстремально повышенных температур, приводящих к снижению мощности ГПА, Kрс=0,95,Kэт=0,98;  коэффициент учитывающий запас пропускной способности газопровода на случай аварийных отказов линейной части газопровода и КС.Оценочные величины коэффициентов надежности газопровода 
После определения экономичного типа компрессорной машины для проектируемой КС производится выявление оптимального варианта КС, то есть определяется оптимальная марка ГПА, число и схема соединения машин данной марки на КС, количество ступеней сжатия КС. Для этого из множества компрессорных машин требуемого типа предварительно выбирается 3÷4 машины разных марок, отличающихся подачей и степенью сжатия (или давлением нагнетания). К рассмотрению принимаются машины, число которых на КС будет находится в пределах 2÷6 - для нагнетателей и 2÷13 - для ГМК. Кроме того, подбираемые машины в расчетном режиме работы и в возможных при эксплуатации режимах не должны иметь политропический КПД ниже 0,8 (для центробежных нагнетателей). Для каждого варианта и подварианта КС определяется число резервных машин, степень сжатия КС ε и удельные приведенные расходы на станции с учетом типа привода. На основе значений ξ и Скрассчитывается комплекс (χ). Окончательно принимается тот вариант (подвариант) КС, которому отвечает наименьшее значение комплекса (χ). В качестве привода компрессорных машин на КС обычно применяются поршневые газовые двигатели, газовые турбины и электродвигатели. От выбора типа привода компрессорных машин во многом зависят технико-экономические показатели КС и удобства ее эксплуатации. Поршневые компрессоры приводятся поршневыми газовыми двигателями, которые конструктивно оформляются за одно целое в виде ГМК. Центробежные нагнетатели могут приводиться электродвигателями и газотурбинными установками (ГТУ). При удаленности КС от надежного источника электроэнергии менее чем на 50-100 км (и наличии не менее двух независимых источников электроэнергии) выгоднее применять электропривод, при удаленности более 300 км - газотурбинный привод. В интервале 50-300 км тип привода устанавливается технико-экономическим расчетом по минимуму приведенных затрат на КС с учетом строительства ЛЭП, трансформаторной подстанции и стоимости потребляемой ГПА энергий в виде газа и электроэнергии. При равенстве приведенных затрат (комплекса χ) для обоих типов привода предпочтение обычно отдается электроприводу, как более безопасному, не связанному с расходом транспортируемого газа, упрощающему технологическую схему КС, менее подверженному влиянию внешних условий, более безотказному и с меньшим сроком восстановления при ремонтах. Приведенные затраты (комплекс χ) считаются равными, если отличаются не более, чем на5%. МК - 8 (2+1) Э=n*aЭ+np*bЭ+сЭ=2*686+1*218+583=2173 К=(n+np)*аК+bК=(2+1)*1537+7813=12424 СК=Э+E*K=2173+0.15*12424=4036.6  10 ГК-1–3 (4+2) Э=n*aЭ+np*bЭ+сЭ=4*686+2*218+583=3763 К=(n+np)*аК+bК=(4+2)*1537+7813=17035 СК=Э+E*K=3763+0.15*17035=6318.25  10 ГКМ-1-4 (3+1) Э=n*aЭ+np*bЭ+сЭ=3*385+1*94+249=1498 К=(n+np)*аК+bК=(3+1)*986+4371=8315 СК=Э+E*K=1495+0.15*8315=2742.25  10 ГКН-1-5 (6+2) Э=n*aЭ+np*bЭ+сЭ=6*385+2* 94+249=2747 К=(n+np)*аК+bК=(6+2)*986+4371=12259 СК=Э+E*K=2747+0.15*12259=4585.85  Выбираем 10 ГК-1–3 (4+2)с двухступенчатым сжатием с числом машин 4+2, т.к. у него наименьшее значение комплекса  . | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||