3. 1 Расчет длины лупинга под требуемое увеличение пропускной сп. Содержание Введение Характеристика объекта и природноклиматических условий 1 Природноклиматическая характеристика района

• Название: Содержание Введение Характеристика объекта и природноклиматических условий 1 Природноклиматическая характеристика района
• Дата: 25.05.2019
• Размер: 1.22 Mb.
• Имя файла: 3. 1 Расчет длины лупинга под требуемое увеличение пропускной сп.doc
• Тип: Реферат; #78686
• страница: 4 из 6

6 Спец часть

6.1 Технологическая схема «Главного проекта – 3»

Газ со скважин по шлейфам проходит к площадке ГП – 3 и направляется на блок входных манифольдов. Блок входных манифольдов рассчитан на 36 скважин и предназначен для распределения пластового газа по трем коллекторам диаметром 12” к технологическим линиям по одному коллектору диаметром 4” для подключения любой скважины к к контрольному сепаратору и по одному коллектору диаметром 4” к факелу высокого давления.

Каждый шлейф снабжен регулирующим клапаном который регулирует давление со шлейфов скважин.

На контрольный щит диспетчера выведен аварийный сигнал со шлейфа по минимальному и максимальному давлению.

Для аварийного отключения скважин с пульта диспетчера установлены пневмоприводные отсекатели. При повышении давления в шлейфе выше допустимого и снижении ниже допустимого отсекатели закрываются.

Пластовый газ с давлением 110-250 кг/см² распределяется по трём технологическим линиям и направляется в теплообменник Е-09, предназначенный для подогрева входного потока газа до температуры, исключающей отложение парафинов в первой ступени сепарации. Схемой предусматривается подача пластового газа на первую ступень сепарации и минуя теплообменник при отсутствии необходимости подогрева газа. В теплообменнике предусмотрен замер перепада давления с выдачей сигнала на щит диспетчера в случае его превышения.

Температура газа на выходе из теплообменника регулируется клапаном, который установлен на линии подачи теплоносителя в теплообменнике.

В качестве теплоносителя в Е-09 используется диэтиленгликоль (ДЭГ).

С теплообменника газ после дросселирования клапаном PV-203 до давления 110-128 кг/см² поступает на первую ступень сепарации. Первая ступень сепарации выполнена из двух соединённых последовательно аппаратов: предварительного (гравитационного) сепаратора, где происходит основная сепарация жидкости, и сепаратора первой ступени С-OIB для окончательной тонкой сепарации газа от жидкости.

Для контроля за давлением в C-OIA установлен манометр с выводом сигнализации верхнего (РАН-204) и нижнего (PAL-204) предела на щит диспетчера. Регулирование давления в сепараторе с-OIA осуществляется преобразователем давления РТ-203. Уровень жидкости в С-OIA регулируется клапаном LV-402 с индексацией по месту и сигнализацией в диспетчерской верхнего (LAH-402)и нижнего (LAL-402) уровня.

Уровень жидкости в С-OIB регулируется клапаном LV-424. Перепад давления в С-OIB замеряется дифманометром с сигнализацией максимального перепада (РДАН-206) в диспетчерской.

Газ после первой ступени сепарации поступает в двухсекционный теплообменник “газ-газ” Е-OIA, В, где производится охлаждение газа до температуры 0-+10⁰С потоком газа из сепаратора второй ступени. Поток газа после теплообменника Е-OIA, В направляется в редуцирующий клапан LV-605 и дросселируется до давления 70-82 кг/см². В результате дросселирования газ охлаждается до температуры минус 12-10⁰С.
После редуцирующего клапана к основному потоку газа подмешивается тёплый газ выветривания от трёхфазного сепаратора с-03 и от разделителя-сепаратора С-02В, и температура газа при этом повышается до 0-минус 8⁰ С.

Из теплообменника Е-OIA, В газ поступает в сепаратор второй ступени С-02А, глее при давлении 70 - 82 кг/см за счёт низкой температуры 0 - минус 8⁰ С, а также специальной конструкции сепаратора происходит окончательная сепарация и осушка газа.

Осушенный газ после С-02А направляется в межтрубное пространство теплообменника Е-OI А, В (для охлаждения газа после первой ступени сепарации) и далее через замерный узел в коллектор товарного газа на ОГПЗ.

На щите диспетчера по каждой технологической линии регистрируется расход, температура и давление товарного газа.

На входе товарного газа в магистральный газопровод установлен пневноприводный отсекатель ИV-0805.

Кроме режима работы установки с редуцированием всего потока сырого газа технологической линии клапаном LV-605 (с 110-128 кг/см² до 70-82 км (см²) предусматривается также работа технологической линии при использовании эжекторов К-IOI (20I, 30I) для компримирования газа выветривания конденсата с ГНС. При работе эжектора в качестве высоконапорного используется поток газа с давлением IIO-128 кгс/см² низконапорный газ – газ выветривания конденсата из ёмкостей Е-01 ГНС с давлением 32-38 кг/см². Эжектор подключен параллельно клапану FV-605. Сопло эжектора рассчитано таким образом, чтобы при номинальном расходе газа через технологическую линию 130 тыс. км³/ч. – давление в сепараторе С-02А поддерживалось в пределах 70-82 кгс/см² при давлении низконапорного газа до 38 кгс/см². Клапан FV-605 в этом случае должен быть в закрытом положении. При понижении давлении газа в сепараторе С-02А ниже установленного клапан FV-605 открывается и поддерживает установленное давление в сепараторе перепуском части потока через себя.

При полностью отключенном клапане FV-0605 (закрыт кран или установлена заглушка перед ним) давление в сепараторе С-02А обусловлено только работой эжектора и зависит от диаметра сопла, давления пассивного газа (газа выветривания). При установившемся режиме работы эжектора количество подсасываемого низконапорного газа устанавливается автоматически. Если по каким-либо причинам количество пассивного газа превысит его количество, которое может быть компримировано эжектором, излишний газ выветривания автоматически сбрасывается на факел (регулятором, установленном на ГНС).

В двухсекционном теплообменнике Е-01Ф, В температура сырого и очищенного газа контролируется по потокам термометрами.

Перепад давления на теплообменнике замеряется дифманометром с сигнализацией высокого давления на щите диспетчера. Температура сырого газа регулируется клапаном TV-1014, 3014, (клапан TV-2014 демонтирован). На его месте смонтирована задвижка с ручным приводом. Клапан TV-2014 установлен на линии выхода отсепарированного газа из С-02А перед Е-01В и предназначается для регулирования давления в сепараторе 2-ой ступени на второй технологической линии.

В сепараторе второй ступени С-02А контролируется давление, перепад давления и температура.

Перепад давления в сепараторе С-02А замеряется манометром и при повышении допустимой величины подаётся световой и звуковой сигнал на щит диспетчера (РДАН-217).

6.2 Оптимизация энергетической эффективности теплообменного аппарата.
В связи с тем, что целью дипломного проекта является увеличение пропускной способности газопровода мы ставим перед собой задачу не внося изменений в реконструкцию УКПГ-16 добиться использования того же количества теплообменных аппаратов, но с более лучшими теплообменными свойствами.

В случае, если предъявляемым критериям оптимальности удовлетворяют несколько конструкций теплообменных аппаратов, следует вести выбор конструкции с точки зрения ее энергетического совершенства. Энергетическое совершенство теплообменного аппарата можно оценить по величине отношения мощности теплообменного аппарата к затратам энергии, необходимым для перекачки теплоносителя через трубное N_тр и межтрубное N_мтр пространство. Это отношение называется коэффициентом энергетической эффективности теплообменного аппарата.

6.2.1 Расчет коэффициента энергетической эффективности для соединения треугольником.

, [7] (6.1)

где:

Q – мощность теплообменного аппарата, Вт.

- мощность, необходимая для перекачки теплоносителя через трубное пространство, Вт.

- мощность, необходимая для перекачки теплоносителя через межтрубное пространство, Вт.
6.1.1. Определяем мощность выбранного стандартного теплообменного аппарата по формуле Н.И.Белоконя.
, [7] (6.2)

где:

W_m –приведенный водяной эквивалент, Вт/⁰К;

W₁, W₂ – водяные эквиваленты горячего и холодного теплоносителей, Вт/⁰К;

К – коэффициент теплопередачи, Вт/ (м² х ⁰К);

F – площадь поверхности теплообмена стандартного теплообменного аппарата, м²;

- температура горячего теплоносителя на входе в теплообменный аппарат, ⁰К;

- температура холодного теплоносителя на входе в теплообменный аппарат, ⁰К

6.1.1.1. Определяем приведенный водяной эквивалент..

, (6.3)

где:

Р – рабочее давление теплообменного аппарата, МПа.
6.1.1.1.1. Определим водяные эквиваленты горячего и холодного теплоносителей.

, (6.4)

где:

V₁ – объём горячего теплоносителя, м³;

- плотность горячего теплоносителя, кг/м³;

с_р1 – удельная теплоёмкость горячего теплоносителя, Дж/(кг х ⁰К).
6.1.1.1.1.1.Определяем объём теплоносителя V₁= V₂

V₁= , (6.5)

где:

- расход газа, м³.

V₁==188,35 м³/час

Принимаем из расчёта в главе

= 86 кг/м³

= 198,484 х 10³ Дж/кг х ⁰К


6.1.1.1.1.1.1.1.Определяем площадь теплообмена

, (6.6)

Принимаем К=0,143

6.1.2. Определяем мощность, необходимую для перекачки теплоносителя через трубное пространство.

, [7] (6.7)

где:

- расход теплоносителя, движущегося в трубах, кг/сек;

- скорость теплоносителя в трубном пучке, м/сек;

- коэффициент гидравлического сопротивления,

- длина и наружный диаметр труб, м;

- число ходов по трубам.

6.1.2.1. Определяем расход теплоносителя:

(6.8)

6.1.2.1.1. Определяем скорость теплоносителя:

, (6.9)

где:

- плотность газа на входе, кг/м³

- площади проходных сечений трубного и межтрубного пространства, м²



6.1.2.1.1.1. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления:

, при условии, что Re 2300 (6.10)

, при условии, что (6.11)

6.1.2.1.1.1.1. Определяем число Рейнольдса

, (6.12)

где:

- внутренний диаметр трубок, м;

- динамическая вязкость, м²/сек.





6.1.3. Определяем мощность, необходимую для перекачки теплоносителя через межтрубное пространство.

, [7] (6.13)

где:

- расход и плотность теплоносителя, проходящего в межтрубном пространстве;

- падение давления теплоносителя в межтрубном пространстве теплообменного аппарата.

6.1.3.1. Определяем падение давления теплоносителя:

где:

N_ПЕР – число сегментных перегородок, шт;

Х₁ - поправочный коэффициент, учитывающий влияние на падение давления теплоносителя в межтрубном пространстве потоков, проходящих в зазоры между трубами и отверстиями в перегородках и между кожухом и сегментными перегородками;

Х₂ - поправочный коэффициент, учитывающий байпасные потоки;

Z_В.П. – число рядов в вырезе перегородок;

_- число рядов труб, пересекаемых перегородкой;

Z_{n -} число рядов труб, проходящие через кромки перегородок.

b_1, b₂ ,b – коэффициенты, зависящие от расположения труб в пучке и от чисел Рейнольдса;

t – шаг труб.
Принимаем по таблице [7]

Z_n= 18; Z= 36 ; Z_В.П.=9; =Z_n+ Z_В.П=27 (6.14)

b₁=4,57 ; b₂=-0,476 ; b₃=7 ; b₄=0,5 ;

6.1.3.1.1. Определяем коэффициенты, учитывающие распределение потоков в межтрубном пространстве.

, (6.15)

где:

r₁, r₂ – определяющие параметры;

(6.17)

, (6.18)

где:

r₃,r₄ – определяющие параметры.

Принимаем из таблицы

r₁=0,191 ; r₂=0,184 ; r₃=0,06 ; r₄=0



6.2.2 Расчет коэффициента энергетической эффективности для соединения квадратом.

,[7] (6.19)

6.2.1. Определяем мощность. Необходимую для перекачки теплоносителя через трубное пространство.

,[7] (6.20)

6.2.1.1. Определяем скорость теплоносителя:

, (6.21)

Принимаем по таблице[]

м/с

6.2.1.1.1. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления.

,

6.2.1.1.1.1. Определяем число Рейнольдса.

, (6.22)





Вт.

6.2.3. Определяем мощность, необходимую для перекачки теплоносителя через межтрубное пространство.

, (6.23)

6.2.3.1. Определяем падение давления теплоносителя:

Принимаем по таблице [7]

; Z = 45; ;



6.2.3.1.1. Определяем коэффициенты, учитывающие распределение потоков в межтрубном пространстве.

(6.24)

Принимаем по таблице [7]

r₁=0,132; r₂=0,216;r₃=0,136;r₄=0

р₁= - 0,15 (r₂+1)+0,8





Вт.



Вывод:

из полученных расчетов видно, что коэффициент энергетической эффективности у теплообменного аппарата с соединением трубок квадратом выше чем у соединения треугольником. Поэтому мы принимаем соединение с наибольшим коэффициентом энергетической эффективности.