Эксплуатация промысловой дкс характеризуется
непрерывно изменяющейся степенью сжатия (степень сжатия компрессорахарактеризуется отношением давления на выходе из компрессора к давлению на приемеr = Рвык / Р пр),
расходом перекачиваемого газа одним компрессором и всей станцией,
увеличением числа компрессоров,
сложной технологической схемой их компоновки,
необходимостью регулирования компрессоров для уменьшения удельной мощности на сжатие газа.
Основные типы компрессорных агрегатов
Для сжатия газа до заданного давления на промысловых ДКС можно использовать поршневые, центробежные и винтовые компрессоры.
Поршневые компрессоры - это машины статического сжатия газа уменьшением объема, занимаемого постоянной массой газа.
Практика показывает, что поршневые компрессоры рациональнее использовать на ДКС в тех случаях, когда степень сжатия больше двух (r2), давление на приеме достаточно высокое (Рпр3МПа), а расход газа относительно небольшой.
Число ступеней сжатия на ДКС для компрессоров, работающих последовательно, можно определить по формуле
,
(11.1)
где r0 - степень сжатия в одном компрессоре.
Число компрессоров, работающих параллельно при одной ступени сжатия можно определить с учетом мощности
n= N/N0 , (11.2)
где NиN0– общая мощность, необходимая для политропного процесса сжатия до необходимого давления, и мощность силового привода, выбранного типа компрессора.
Поршневые компрессоры (газопоршневые агрегаты – ГПА) характеризуются большими металлозатратами и удельной площадью (удельная масса агрегата на 1 кВт силового привода составляет 28-62 кг, масса агрегатов различных модификаций колеблется от 25 до 100т, удельная площадь цеха 2,5 – 56,85 м2 на 100 кВт).
Для перекачки газа используют поршневые ГПА двух типов:
Газомоторкомпрессоры (ГМК), состоящие из газового двигателя и поршневого компрессора, соединенных одним коленчатым валом;
Комбинированные (спаренные) агрегаты, состоящие из газового или электрического двигателя и соединяемого с ним через муфту или отдельного поршневого компрессора.
Применение ГМК эффективнее, чем комбинированных агрегатов
Центробежные компрессоры – это машины динамического сжатия газа в результате значительного увеличения скорости его движения с последующим превращением кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления в диффузорах.
Зная общую степень сжатия на ДКС r0 = Рвык / Р пр, число ступеней сжатия nс, можно определить степень сжатия в одной ступени
,
(11.3)
а затем рассчитать производительность и мощность.
Приводом для центробежных компрессоров может служить авиационная турбина, переоборудованная на газовое топливо. Этот газоперекачивающий агрегат обладает высоким коэффициентом готовности, полной автоматизацией работы, автономностью, легкостью замены компрессора или турбины, дистанционным управлением. Удельная масса центробежных компрессоров со стационарным газотурбинным приводом составляет 8-19 кг на 1 кВт, с авиационным двигателем 0,3-0,8 кг на 1 кВт.
Винтовые компрессоры принадлежат к классу объемных (поршневых) машин, повышающих давление сжимаемого газа уменьшением объема рабочей полости компрессора в цикле процесса сжатия.
Винтовые компрессоры характеризуются отсутствием функциональной связи между их подачей и степенью сжатия газа; высоким совершенством процесса сжатия газа, вследствие того, что не происходит соприкосновения и трения роторов; незначительными газодинамическими потерями давления газа на входе и выходе (так как отсутствуют клапаны и мертвые пространства); малой пульсацией газового потока; прямоточностью движения газа; быстроходностью. Винтовые компрессоры по своим параметрам превосходят поршневые и при тех же значениях подачи и степени сжатия газа имеют меньшие массу и габариты – соответственно в 10-100 и в 3-10 раз.