Проектирование и эксплуатация компрессорной станции - StudentLib. Месторасположение
 Скачать 4.17 Mb.
|
 , останавливаем свой выбор на марке ГТН-6 (1 ступень), как на наиболее экономически целесообразном варианте.Полная технические характеристики ГТН - 6: суточная подача  ;давление нагнетания  ;давление на входе  ;степень сжатия ε = 1,273; номинальная мощность привода N = 6,30 МВт; коэффициент полезного действия η = 0,24; частота вращения    расход топливного газа  , давление Р = 1 МПа;расход пускового газа  , давление Р = 2,0 МПа.3. Расчет режима работы КС Расчет режима работы состоит в определении мощности N, потребляемой каждым нагнетателем, и мощности  , развиваемой приводящим его двигателем.Возможность транспорта газа в заданном количестве существует при соблюдении неравенства  Экономичность КС с центробежными нагнетателями - при Рн =Р’н и следующих условиях:   .1 Расчет располагаемой мощности ГТУ Располагаемая мощность ГТУ, приводящей центробежный нагнетатель, находится в зависимости от условий работы установки по формуле:  где:  - номинальная мощность ГТУ,  МВт; - коэффициент, учитывающий техническое состояниеГТУ,  ; - коэффициент, учитывающий влияние температуры наружного воздуха,  ; - коэффициент, учитывающий влияние противообледенительной системы,  ; - коэффициент, учитывающий влияние система утилизации тепла выхлопных газов,  ;Ра - расчетное давление наружного воздуха МПа (принимаем Ра=0,0969 МПа);  и  - расчетная и номинальная температура воздуха на входе ГТУ,  К; Та - средняя температура наружного воздуха в рассматриваемый период, для г.Екатеринбург средняя температура наружного воздуха составляет 273,8 К; δТа- поправка на изменчивость климатических параметров и местный подогрев наружного воздуха на входе ГТУ, δТа=5 К; Тогда располагаемая мощность ГТУ равна:  .2 Расчет режима работы нагнетателей первой ступени сжатия .2.1 Определение параметров газа на входе нагнетателей первой ступени сжатия.  где: Тв1 и Твх - температура газа на входе нагнетателей первой ступени и на входе КС, К; Рв1 и Рвх - давление газа на входе нагнетателей и КС, МПа; ΔРвх - потери давления во входных технологических коммуникациях КС, МПа. .2.2 Характеристики газа при условиях на входе в нагнетатель газовая постоянная, плотность газа при нормальных условиях (см. п. 1):  ;  .плотность газа при условиях всасывания, кг/м3:  ,где Z1 - коэффициент сжимаемости газа при условиях всасывания. .2.3 Определение объемной производительности нагнетателя в  :  где: Q - производительность нагнетателя, м3/сут;кс - производительность КС в  ;К - количество параллельно работающих нагнетателей.  .2.4 Допустимый интервал изменения числа оборотов ротора нагнетателя а) из условия экономичности работы нагнетателя  ; ; .На основании расчета допустимый интервал:  б) из условия соблюдения правил технической эксплуатации газотурбинного привода нагнетателя   .На основании расчета допустимый интервал:  где: nн - номинальная частота вращения ротора нагнетателя, об/мин;пр.min и Qпр.max - минимальное и максимальное значения Qпр, соответствующе зоне приведенной характеристики с ηпол≥0,8;и nTmax - минимально и максимально допустимые значения частоты вращения вала силовой турбины;- передаточное число редуктора, соединяющего вал силовой турбины (ТНД) с валом нагнетателя. .2.5 Потребная частота вращения ротора нагнетателя Для обеспечения нагнетателю оптимальных условий работы частота вращения его ротора должна быть равной или близкой nн. Значения n, отличающиеся от nн. следует назначать лишь при невыполнении одного из условий (п. 3) при n = nн. Во всех случаях n должно находится в интервале, одновременно удовлетворяющему допустимым интервалам изменения n, определенным в п. 3.2.4. Принимаем потребную частоту вращения ротора нагнетателя  .2.6 Приведенная производительность нагнетателя  .2.7 Расчет приведенного числа оборотов ротора нагнетателя  где Zпр, Rпр, Tпр - параметры газа с приведенной характеристики; .2.8 Проверка удаленности режима работы нагнетателя от границы помпажа Нагнетателю гарантируется безпомпажная работа при соблюдении неравенства  где  - значение  из приведенной характеристики, соответствующее максимуму зависимости  для рассматриваемого значения  , а при отсутствии максимума у зависимости -минимальному значению из приведенной характеристики. .Следовательно нагнетателю гарантируется беспомпажная работа. Степень сжатия в нагнетателе ε и относительная приведенная внутренняя мощность нагнетателей  по приведенной характеристике нагнетателя: ;  .2.9 Расчет мощности, потребляемой нагнетателем  .2.10 Определение потребной мощности для привода нагнетателя  где  - механический к.п.д. нагнетателя и редуктора.Проверяем на соответствие условию:  условие не выполняется. Принимаем  Приведенная производительность нагнетателя.  Расчет приведенного числа оборотов ротора нагнетателя  где Zпр, Rпр, Tпр - параметры газа с приведенной характеристики; Проверка удаленности режима работы нагнетателя от границы помпажа  .Следовательно нагнетателю гарантируется беспомпажная работа. Степень сжатия в нагнетателе ε, относительная приведенная внутренняя мощность нагнетателей и политропический КПД по приведенной характеристике нагнетателя: ;  ;  Расчет мощности, потребляемой нагнетателем.  Определение потребной мощности для привода нагнетателя  где - механический к.п.д. нагнетателя и редуктора.Проверяем на соответствие условию:  Условие выполняется. .2.11 Расчет параметров газа на выходе нагнетателей  где Pн1 и Tн1 - давление и температура газа на выходе нагнетателей, МПа и К соответственно. 4. Подбор основного оборудования КС Кроме газоперекачиваюших агрегатов к основному оборудованию КС относятся пылеуловители и аппараты воздушного охлаждения газа. .1 Подбор пылеуловителей Установка очистки газа предназначена для очистки поступающего на КС газа от твердых и жидких примесей и предотвращения загрязнения и эрозии оборудования и трубопроводов станций. Очистка газа, как правило, проводится в одну ступень. В качестве пылеуловителей на КС наиболее перспективны и широко применяются аппараты циклонного и мультициклонного типа. Рассмотрим циклонный пылеуловитель типа ГП 144.00.000 Уточним рабочее давление пылеуловителя (оно равно давлению газа на входе КС).  Затем по характеристике пылеуловителя определяем его минимально и максимально допустимые производительности Qmin и Qmax.  Плотность транспортируемого газа при стандартных условиях отличается от 0,75 кг/м3, полученные значения Qmin и Qmax корректируем.  где: 0,97 - коэффициент изменения производительности пылеуловителей. По уточненным значениям производительностей определяем потребное число пылеуловителей таким образом, чтобы при отключении одного из аппаратов, нагрузка на оставшиеся в работе не выходила за пределы их максимальной производительности Qmax, а при работе всех аппаратов - не выходила за пределы минимальной производительности Qmin. При этом в любом режиме работы общие потери давления на стороне всасывания КС не должны превышать нормативных величин. При числе пылеуловителей n=3:   что не удовлетворяет условиям.Рассмотрим циклонный пылеуловитель типа ГП 106.00 Уточним рабочее давление пылеуловителя (оно равно давлению газа на входе КС). Затем по характеристике пылеуловителя определяем его минимально и максимально допустимые производительности Qmin и Qmax.  Плотность транспортируемого газа при стандартных условиях отличается от 0,75 кг/м3, полученные значения Qmin и Qmax корректируем.  где: 0,97 - коэффициент изменения производительности пылеуловителей. По уточненным значениям производительностей определяем потребное число пылеуловителей таким образом, чтобы при отключении одного из аппаратов, нагрузка на оставшиеся в работе не выходила за пределы их максимальной производительности Qmax, а при работе всех аппаратов - не выходила за пределы минимальной производительности Qmin. При этом в любом режиме работы общие потери давления на стороне всасывания КС не должны превышать нормативных величин. При числе пылеуловителей n=3:   Условие выполняется. Принимаем число пылеуловителей типа ГП 106.00  Подбор аппаратов воздушного охлаждения АВО Компримирование газа на КС сопровождается его нагревом. Охлаждение газа проводится на выходе станций и осуществляется с целью: предотвращения нарушения устойчивости и прочности труб и покрывающей их изоляции; для предотвращения растепления многолетне-мерзлых грунтов, в которых уложен газопровод, обслуживаемый КС; для повышения экономичности транспорта газа за счет уменьшения его объема при охлаждения. компрессорная станция газовый 4.2.1 Исходные данные для расчета потребного количества АВО Оптимальная среднегодовая температура охлаждения газа t2 принимается на 10-15°С выше расчетной среднегодовой температуры наружного воздуха t1в  где: tа - средняя температура наружного воздуха в рассматриваемый период. δt2 - поправка на изменчивость климатических данных, применяемая равной 2°С. Определение потребного количества АВО Общее количество тепла, подлежащее отводу от газа на установке , Дж/с  где: М’ - общее количество газа, охлаждаемого на КС, кг/с; СР - теплоемкость газа при давления на входе в АВО и средней температуре газа в АВО  , Дж/(кг К); - температура газа на входе в АВО, равная температуре газа на выходе компрессорных машин, °С;- оптимальная температура охлаждения газа, °С.Принимаем t2 = 13,5°C.          тогда:  Предварительное определение количества АВО К рассмотрению принимаем несколько различных типов АВО. По номинальной производительности аппаратов и известной производительности КС определяем потребное количество АВО m каждого типа и рассчитываем требуемые производительности одного аппарата каждого типа по теплоотводу Q1 и по газу M1:  ;  .Таблица 4
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
196209196,9
232225
9930950010793
121111,2
222221,2
820800564,5
16167,2
74105,644
473633