Мамонтов курсач 2МДК02ю02. Обозначения и сокращения

Название	Обозначения и сокращения
Дата	23.03.2023
Размер	113.76 Kb.
Формат файла
Имя файла	Мамонтов курсач 2МДК02ю02.docx
Тип	Решение #1010117
страница	3 из 3

1 2 3

2.3 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=2,49ּ10²Вт/(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.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Автоматизированные газораспределительные станции: справочник / А.А. Данилов– М.: Недра, 2004.

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 ГРС (АГРС, ГРП), ГИС – М.: ПАО "Газпром", 2006.

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

5. СТО Газпром 2-2.3-1122-2017 «Газораспределительные станции. Правила эксплуатации».

6. СТО Газпром 2-3.5-454-2001 Документы нормативные для проектирования, строительства и эксплуатации объектов ПАО «Газпром». Правила эксплуатации магистральных газопроводов. -М,: «Газпром» 2010. – 216 с.

7. СП 68.13330.2017 «СНИП 12-01-2004 Организация строительства».

8. СП 68.13330.2011 «СНИП 3.01.04-87 Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения».

9. СП 86.13330.2014 «СНИП III-42-80 Магистральные трубопроводы».

10. Экономический отчет ПАО «Газпром» за 2021 г. [Электронный ресурс]. URL: https://www.gazprom.ru (дата обращения 25.02.2023).

11. Мероприятия по охране труда [Электронный ресурс]. URL: https://sudopedia.ru (дата обращения 25.02.2023).

1 2 3