2.4. Расчет режимов работы кс Грязовец и расчет перегона кс Грязовец - кс 2.

2.4.1. Расчет режимов работы КС Грязовец.

Рассчитаем режим работы компрессорной станции Грязовец на газопроводе для летнего и зимнего режимов эксплуатации.

На КС установлен агрегат ГТК–10–4 с нагнетателем 520–12–1. Давление на входе в КС Р_вх = 4,18[МПа], температура на входе в КС Т_в = 288,6[К]. Плотность газа при стандартных условиях ( и 0,1013 МПа) , относительная плотность по воздуху Δ=0,611.

Определим газовую постоянную по формуле:

;

где: R = 286,8 [Дж/(кг·К)] –газовая постоянная воздуха;

.

Рассчитаем коэффициент сжимаемости для условий всасывания:

Для летних условий:

Для зимних условий:

Определим плотность газа при всасывании по формуле:

;

Для летних условий:

Для зимних условий:

Производительность одного нагнетателя равна:

Определим объемную подачу нагнетателя первой ступени по формуле:

Для летних условий:

Для зимних условий:

Как следует из характеристики нагнетателя, зона наивысшего КПД (более 80%) соответствует интервалу Q_пр =450-500 [рис.3]. используя соотношение Q_{пр ,}найдем возможный диапазон изменения частоты оборотов нагнетателя из формулы:

,

где n_н – номинальная частота вращения ротора нагнетателя;

n_н =4800 [об/мин].

Для летних условий:

[об/мин].

Для зимних условий:

[об/мин].

Летние условия:

Примем n=2600 [об/мин], находим приведенную объемную производительность нагнетателя:

Определим приведенную частоту вращения по формуле:

,

где: z_пр, R_пр, [T_н]_пр – параметры газа, для которых составлена характеристика нагнетателя.(рис.3)

Из приведенных характеристик нагнетателя (рис.3) находим:

[Тн]пр = 293 [К]; zпр = 0,91: Rпр = 490 [Дж/(кг К)].

Тогда получим:

По графику (рис.3) : степень сжатия , приведенная относительная внутренняя мощность , .

Определим внутреннюю мощность, потребляемую нагнетателем по формуле:

;

.

Определим мощность на муфте привода по формуле:

;

где: N_мех – механические потери, для газотурбинного привода;

N_мех = 100 [кВт].

Летние условия:

Рис.3 Приведенная характеристика нагнетателя 520-12-1

при [Тн]пр = 293 [К]; zпр = 0,91: Rпр = 490 [Дж/(кг К)].

.

Зимние условия:

.

По ОНТП должно выполняться условие:

Теперь определяем давление газа на выхоле из нагнетателя по формуле:

,

Для летних условий: .

Для зимних условий: .

Определим температуру на выходе нагнетателя по формуле:

;

где: k = 1,31;

- политропический КПД нагнетателя.

Для летних условий: .

Для зимних условий: .

Расчет второй ступени выполняем аналогично. Температура на входе второй ступени принимается равной температуре нагнетания первой ступени. Давление на входе второй ступени: Р_в = Р_вых – (0,015÷0,025), где Р_вых – давление нагнетания первой ступени; (0,015÷0,025) – потери в обвязке между первой и второй ступенью.

Окончательно получим: Р_вых = 5,67[МПа],

Для летних условий: Т_вых = 318,5[К].

Для зимних условий: Т_вых = 302,6[К].