4 Подбор основного оборудования

4.1 Подбор пылеуловителей

Установка очистки газа предназначена для очистки поступающего на КС газа от твердых и жидких примесей и предотвращения тем самым загрязнения и эрозии оборудования и трубопроводов станции.

Очистка газа на установках проводится, как правило, в одну ступень - в пылеуловителях (ПУ). В ряде случаев применяется двухступенчатая очистка газа с использованием на второй ступени фильтров-сепараторов; подобная очистка предусматривается преимущественно на каждой 3-5 КС и практикуется в основном после участков газопроводов с повышенной вероятностью аварий, а также после подводных переходов протяженностью более 500 метров, подверженным относительно частым ремонтам и загрязнению. В данном курсовом проекте рассматривается одноступенчатая очистка газа в ПУ. В качестве ПУ на КС применяются аппараты двух типов - масляные и циклонные. Очистка газа от примесей в масляных ПУ осуществляется в результате контакта газа с маслом в нижней части ПУ и оседания твердых и жидких включений на поверхности масла. В циклонных ПУ освобождение газа от примесей производится с помощью сил, создаваемых в аппаратах за счет их особой конструкции. Преимущественное применение в настоящее время находят аппараты циклонного типа. Расчет потребного количества циклонных ПУ для установок очистки газа на КС производится на основе характеристик данных аппаратов и выполняется в следующей последовательности.

Первоначально уточняется рабочее давление ПУ. Оно соответствует давлению на входе КС. Затем по характеристике аппарата определяются его максимально и минимально допустимые производительности - и . При отличии плотности транспортируемого газа при стандартных условиях от 0,75 кг/м³, полученные значения корректируются по приложению. По уточненным значениям производительностей определяется потребное число ПУ таким образом, чтобы при отключении одного из аппаратов, нагрузка на остальные в работе не выходила за пределы их максимальной производительности , а при работе всех аппаратов - не выходила за пределы минимальной производительности . При этом для любого режима работы общие потери давления на стороне всасывания КС не должны превышать нормативную величину.

4.1.1 Расчет потребного количества циклонных ПУ типа ГП.144.00.000.

Рабочее давление пылеуловителя

, МПа; (4.1)

где - рабочее давление пылеуловителя, МПа;

- давление на входе КС, МПа;

= + , МПа; (4.2)

где - давление на входе нагнетателей, МПа;

- потери давления во входных технологических коммуникациях КС одноступенчатой отчистке газа (прил.8 [4]), МПа;

=5,05 МПа;

=0,12 МПа;

=5,05+0,12=5,17 МПа;

=5,17 МПа.

4.1.2. Определение количества пылеуловителей.

Коэффициент изменения производительности пылеуловителя определяется по приложению. Он зависит от плотности газа 0,678 кг/ и температуры 0,8^оС.

Коэффициент изменения производительности ПУ=0,93.

По приложению определяем:

=14,4 млн. м /сут

=20,5 млн. м /сут.

Производительность корректируется с учетом коэффициента изменения производительности пылеуловителей.

= млн. м /сут

= млн. м /сут

Количество пылеуловителей находим по формуле:

, шт. (4.3)

, шт. (4.4)

где и - максимально и минимально допустимое количество пылеуловителей, шт.;

- суточная производительность КС, млн. м /сут

и - минимальная и максимальная производительности пылеуловителей, млн. м /сут

= 68,88 млн. м /сут

шт., принимаю 5 шт.

шт., принимаю 4 шт.

- = 4 - 5 шт.

Принимаю n = 5 шт.

Производительность при работе всех ПУ:

млн. м /сут

Q = 13,77 млн. м /сут > = 13,39млн. м /сут

Производительность ПУ при отключении одного пылеуловителя:

млн. м /сут < = 19,07 млн. м /сут.

Условия выполняются.

4.1.3. Расчет потребного количества циклонных пу типа гп.106.00.

Коэффициент изменения производительности ПУ=0,91.

По приложению 10 определяем:

= 4,2 млн. м /сут

= 8 млн. м /сут

Производительность корректируется с учетом коэффициента изменения производительности пылеуловителей.

= млн. м /сут

= млн. м /сут

Находим количество пылеуловителей.

шт., принимаем 18 шт.

шт. Принимаем 9 шт.

- = 9 – 18 шт.

Принимаю n = 12 шт.

Производительность при работе всех ПУ:

млн. м /сут

Q = 5,74 млн. м /сут > = 3,822млн. м /сут

Производительность ПУ при отключении одного пылеуловителя:

млн. м /сут < =7,28 млн. м /сут.

Условия выполняются.

Оба рассмотренных варианта удовлетворяют условиям, но, учитывая технико-экономические расчеты, целесообразнее принять циклонные пылеуловители марки ГП.144.00.000. в количестве n=5 штук.

4.2 Подбор аппаратов воздушного охлаждения газа

Компремирование газа на КС сопровождается его нагревом. Охлаждение газа проводится на выходе станций и осуществляется с целью: предотвращение нарушения устойчивости и прочности труб и покрывающей их изоляции; для предотвращения растепления грунтов многолетнемерзлых, в которых уложен газопровод, обслуживаемый КС; для повышения экономичности транспорта газа за счет уменьшения его объема при охлаждении.

Охлаждение газа осуществляется, как правило, в агрегатах воздушного охлаждения (АВО). Разработка установки охлаждения газа в объеме курсовой работы включает в себя: определение типа и количества аппаратов воздушного охлаждения газа, разработку технологической схемы установки. Тип АВО определяется экономичностью его использования для условий рассматриваемой КС, количество АВО - гидравлическим и тепловым расчетом газопровода, исходя из расчетной среднегодовой температуры наружного воздуха, среднегодовой температуры грунта на глубине заложения газопровода и оптимальной среднегодовой температуры охлаждения газа. Полученное количество АВО уточняется гидравлическим и тепловым расчетом газопровода для абсолютной максимальной температуры наружного воздуха и июльской температуры грунта.

Максимальная температура транспортируемого газа, определенная в ходе проверочного расчета, не должна приводить к потере устойчивости и прочности труб и изоляционного покрытия их. При невыполнении этого условия количество АВО должно быть увеличено.

В качестве примера приведем тепловой и гидравлический расчет аппаратов воздушного охлаждения АВЗ₂-5300 (Россия).

4.2.1 Исходные данные для расчета потребного количества аво

Среднегодовая температура наружного воздуха и среднегодовая температура грунта определяются по таблице [1]. Оптимальная среднегодовая температура охлаждения газа принимаются на 10-15°С выше расчетной среднегодовой температуры наружного воздуха :

: (4.5)

где - среднегодовая температура наружного воздуха, °С;

- поправка на изменчивость климатических данных, принимается равной 2°С.

Определение потребного количества АВО проводится на основе [7]. Детальное изложение методики подбора оптимального типа АВО и выбора оптимального варианта установки охлаждения газа КС приведено ниже.

4.2.2 Подбор оптимального типа АВО

Определение общего количества тепла, подлежащего отводу от газа на установке

, Дж/с; (4.6)

где М- общее количество газа, охлаждаемого на КС, кг/с;

- теплоемкость газа при давлении на входе в АВО t = 0,5 Дж/(кг·К);

- температура газа на входе в АВО, равная температуре газа на выходе компрессорных машин, °С.

- оптимальная температура охлаждения газа, .

4.2.3 Предварительное определение количества АВО

К рассмотрению принимаются несколько различных типов АВО. По номинальной производительности аппаратов и известной производительности КС определяется потребное количество АВО m каждого типа и рассчитывается требуемые производительности одного аппарата каждого типа по теплоотводу и по газу М₁:

(4.7)

шт.

, Дж/с; (4.8)

Дж/с.

, кг/с; (4.9)

кг/с.

4.2.4. Проверка принятого количества АВО по температуре охлаждающего воздуха.

(4.10)

где - температура воздуха на выходе АВО, ºС;

- температура воздуха на входе в АВО, ºС;

- общий объемный расход воздуха, подаваемого всеми вентиляторами одного АВО, м³/с;

- плотность воздуха на входе в АВО, кг/ ;

- теплоемкость воздуха при барометрическом давлении Р_а и , Дж/(кг·К);

, кг/м³; ^(4.11)

Предварительно принятое количество АВО остается в силе при < . Если для некоторого типа АВО данное условие не соблюдается, количество аппаратов в этом случае увеличивается на один и расчет повторяется до получения необходимого соотношения между и .