Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Институт транспорта

Кафедра «Транспорт углеводородных ресурсов»

Расчет оборудования насосных и компрессорных станций

методические указания

для выполнения лабораторных работ

студентов очной формы обучения

специальности 130501 «Нефтегазовое дело»

(квалификация «инженер»)

по дисциплине

«Техническое обслуживание и ремонт насосных и компрессорных станций»

Тюмень

ТюмГНГУ

2012 г.

Утверждено редакционно – издательским советом

Тюменского государственного нефтегазового университета

Составители:

Пономарёва Татьяна Георгиевна, к.т.н., доцент Редутинский Максим Николаевич, ассистент

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

©Тюменский государственный нефтегазовый университет

Тюмень, 2012 г.

Оглавление

Y

Введение 4

Лабораторная работа № 1 5

Лабораторная работа № 2 7

Лабораторная работа № 3 10

Лабораторная работа № 4 11

Введение

Данные методические указания выпущены в помощь студентам, с целью закрепления полученных теоретических знаний на лекционных занятиях по дисциплине «Техническое обслуживание и ремонт НС и КС», а так же приобретения навыков самостоятельной работы.

Для изучения данного курса необходимы знания, полученные при изучении дисциплин «физика», «химия», «гидравлика», «сооружение магистральных трубопроводов».

Задачей курса является овладение студентами основными принципами действия, характеристик, методик расчета, правил проведения технического обслуживания и ремонта оборудования эксплуатируемого на насосных и компрессорных станциях.

Данные методические указания созданы в помощь студентам на практических занятиях и при решении контрольных работ студентами заочной и заочно-сокращенной форм обучения.

Лабораторная работа № 1 Расчет режима работы компрессорного цеха

Цель работы: Рассчитать режим работы компрессорного цеха

Задачи:

1. Научиться рассчитывать режим работы компрессорного цеха;

2. Определить параметры ЦБН по его приведенной характеристике;

Порядок выполнения работы:

При эксплуатации КС расчет режима ее работы проводится в следующих случаях:

1. Проверка возможности транспорта газа в заданном количестве в различные периоды эксплуатации КС (по месяцам, по сезонам);

2. Определение количества работающих ГПА и способов регулирования режима их работы для достижения КС требуемых технологических параметров;

3. Оптимизация транспорта газа в различных условиях эксплуатации.

На КС, оборудованных центробежными нагнетателями, может иметь место одно-, двух-, трёхступенчатое сжатие. Расчет режима работы таких станций проводится по отдельным ступеням сжатия. Результаты расчета справедливы для всех параллельно работающих ГПА, составляющих единую ступень сжатия.

К сожалению, из-за разброса по техническому состоянию ГПА в пределах цеха невозможно определить подачу каждой группы нагнетателей. Таким образом, метод может быть использован для расчета КС только при одинаковом техническом состоянии как приводов, так и нагнетателей.

Расчет характеристик газа при условиях на входе в нагнетатели Дж/(кг*К):

(1)

Где R – газовая постоянная воздуха, Дж/(кг*К), Δ_в – относительная плотность по воздуху

_{Плотность газа при стандартных условиях (200С и 0,1013 МПа) определяется из условия, кг/м3:}

(2)

Плотность газа при всасывании кг/м³:

(3)

Где Р^вх – абсолютное давление при всасывании, МПа; Т – абсолютная температура при всасывании, К

Коммерческая подача группы нагнетателей, млн. м³/сут:

(4)

Где Qк.кс – коммерческая подача КС, млн. м³/сут, m – число параллельно работающих групп

Объемная подача нагнетателя первой ступени, м³/мин:

(5)

Приведенная объемная подача газа м³/мин:

(6)

Где n_н – номинальная частота вращения ротора нагнетателя, об/мин; n – фактическая частота вращения ротора, об/мин

Приведенная частота вращения определяется из условия:

(7)

Где – параметры газа, для которых составлена характеристика нагнетателя

Внутренняя мощность, потребляемая нагнетателем находится по формуле, кВт;

(8)

Где – приведенная относительная мощность,

Мощность на муфте привода, кВт;

(9)

Где – механические потери

Давление на выходе нагнетателя 1 ступени, МПа:

(10)

Где – степень сжатия нагнетателя

Температура на выходе нагнетателя 1 ступени, К:

(11)

Где k=1,31, η_пол – политропический КПД нагнетателя

Расчет второй ступени выполняется аналогично. При этом принимается:

Т_вх2=Т_вых1

P_вх2=Р_вых1 - (0,015÷0,025)

Где Т_вых1 – температура на выходе первой ступени, К, Р_вых1 – давление нагнетателя первой ступени, МПа, (0,015÷0,025) – потери в обвязке между первой и второй ступенью, МПа.

Допустимая температура газа на выходе из КС принимают из расчета предотвращения разрушения изоляции трубопровода, не более 60⁰С, а допустимое давление не более допустимого рабочего давления в газопроводе.

Содержание отчета:

Отчет оформляется на отдельном листе формата А4 согласно представленному образцу. Отчет должен содержать полный расчет режима работы компрессорного цеха, согласно методике, представленной в данных методических указаниях.

Контрольные вопросы:

1. Что такое приведенная характеристика центробежного нагнетателя?

2. Что такое степень сжатия?

3. Для чего необходимо производить расчет режима работы КЦ?

4. Чем обусловлены потери давления в обвязке нагнетателей?

5. Чем еще, кроме негативного влияния на изоляционное покрытие обусловлена максимальная температура газа на выходе КС?