17. Совместная работа газ-да и компрессорных станций.

Режимы работы труб-да и КС связаны между собой: расход в труб-де равен подаче КС, p_Н соответствует давлению в начале перегона между станциями, а p_в следующей КС равно давлению в конце перегона. Любые изменения режима работы КС приводят к изменениям режима работы труб-да, и наоборот. Труб-вод и КС следует рассматривать как единое целое. Это может быть осуществлено совместным решением уравнений характеристик КС и характеристики перегонов между станциями. Уравнение хар-ки КС возьмем в виде а уравнение хар-ки труб-да (перегона между КС) удобно выразить так: где – постоянный коэффициент; l – длина перегона. Рассмотрим простейший магистральный газопровод с одной промежуточной КС.

Т ребуется определить пр. сп-сть газ-да Q и p_В и нагнетания p_Н1 КС при известных значениях p_Н и p_К газопровода. Это можно сделать, решив совместно уравнения характеристик двух перегонов и КС газ-да ; ; Решая систему уравнений находим

Из ур-ния следует вывод: Q тем больше, чем ближе КС будет размещена к началу газ-да. Очевидно, что при этом одновременно будут возрастать давления на входе и выходе КС. Увеличение Q при смещении КС к его началу объясняется повышением ε КС вследствие уменьшения объемной производительности на ее всасывании (растет давление p_В), а также некоторым повышением ср. давления для обоих перегонов, что вызывает расход энергии на преодоление сил трения при движении газа по труб-ду (снижается ср. скорость движения газа на перегоне). Для газ-да с n КС имеем

; ;

; ;

…………………………………………….……

;

Q зависит от p_B или p_Н, даже незначительное снижение этого давления приводит к ощутимому уменьшению пропускной способности газопровода. P_к, напротив, оказывает незначительное влияние на Q; оно может изменяться в довольно большом диапазоне, и на Q это существенно не отразится. Влияние p_Н на Q тем меньше, чем больше число станций n, влияние p_Н на Q с увеличением n, наоборот, возрастает. Hа Q влияет расположение компрессорных станций: чем меньше расстояния между ними, тем больше Q. Но при сближении станций возрастут давления p_B и p_Н. Это – ограничение: давление в любой точке газопровода не должно превышать допустимого из условия прочности.

18. Совместная работа газ-да и компрессорных станций при неработающей КС. Режимы работы труб-да и КС связаны между собой: расход в труб-де равен подаче КС, p_Н соответствует давлению в начале перегона между станциями, а p_в следующей КС равно давлению в конце перегона. Любые изменения режима работы КС приводят к изменениям режима работы труб-да, и наоборот. Труб-вод и КС следует рассматривать как единое целое. Это может быть осуществлено совместным решением уравнений характеристик КС и характеристики перегонов между станциями. Уравнение хар-ки КС возьмем в виде а уравнение хар-ки труб-да (перегона между КС) удобно выразить так: где – постоянный коэффициент; l – длина перегона. Рассмотрим простейший магистральный газопровод с одной промежуточной КС.

Т ребуется определить пр. сп-сть газ-да Q и p_В и нагнетания p_Н1 КС при известных значениях p_Н и p_К газопровода. Это можно сделать, решив совместно уравнения характеристик двух перегонов и КС газ-да ; ; Решая систему уравнений находим

При неработающей КС коэффициенты , а и уравнение превращается в известное уравнение расхода участка газопровода

19. Совместная работа газопровода и компрессорных станций. Влияние изменения давлений всасывания и нагнетания на КС на давление в конце газопровода. Изменения давлений всасывания и нагнетания на КС при изменении давления в начальной точке газопровода.

1. Изменения давления p_К вызывают изменения давлений всасывания и нагнетания (p_Н и p_В) на КС. Рассмотрим, как это происходит. Пусть давление p_К повысилось на Δp_К. Если бы расход оставался неизменным, то для перегона между последней КС и конечным пунктом газопровода

.Отсюда следует, что т. е. прирост давления в начале перегона меньше величины, на которую повысилось давление в конце перегона. На КС повышение давления всасывания (Δp_В) по сравнению с повышением давления нагнетания (Δp_Н) определяется из сопоставления отношений давления (степеней сжатия). При неизменном расходе . Отсюда следует, что Таким образом, на участке последняя КС – конечный пункт газопровода .

2. Теперь рассмотрим, как будут изменяться давления p_Н и p_В на КС при изменении давления в начальной точке газопровода. Пусть давление p_В1 возросло на Δp_В1. Считая сначала, что расход не изменился, получим, как и прежде из сравнения степеней сжатия, что , а из равенства разностей квадратов давлений для перегона между первой и второй станциями .Для второй станции окажется, что , для перегона между второй и третьей станциями и т. Д. Но, как уже было сказано, изменение давления p_В1 сопряжено с изменением подачи газа в газопровод, при этом чем больше число КС, тем больше увеличивается расход при повышении давления p_В1. Увеличение расхода приведет к уменьшению степени сжатия, а это, как нетрудно понять,– к уменьшению Δp_Н. Таким образом, в общем случае нельзя сделать вывод о том, что больше – Δp_В или Δp_Н и как эти величины будут изменяться от станции к станции – увеличиваться или уменьшаться. Можно лишь сказать, что при увеличении подачи газа в газопровод давления p_В или p_Н повысятся, линии падения давлений поднимутся, а при уменьшении подачи газа – наоборот.

Для сравнения заметим, что при увеличении отбора газа давления p_В и p_Н уменьшатся и линии падения давлений на перегонах между станциями снизятся.

20. Режим работы газопровода при отключении компрессорных станций или агрегатов. Влияние отключения части или всех агрегатов на станции х на изменения давлений всасывания и нагнетания на предыдущих и последующих станциях.

Рассмотрим сначала простейший случай: на газопроводе с однотипными и расположенными на одинаковых расстояниях станциями одна из них (x) вышла из строя. Очевидно, что Q их уменьшается. Чем меньше номер вышедшей из строя станции (x), тем сильнее снижается Q. Больше всего она снизится при отключении первой станции. Выход из строя последней КС не оказывает существенного влияния на пропускную способность газопровода.

Будем считать, что станция x+1 делит газопровод на два участка: левый и правый. На левом участке снижение Q происходит из-за уменьшения числа действующих КС. При этом очевидно, что это уменьшение числа станций будет тем ощутимей, чем меньше их находится на рассматриваемом левом участке, т. е. чем меньше x.

Причина снижения пропускной способности газопровода на правом участке – уменьшение давления всасывания на станции x+1. Влияние уменьшения давления всасывания на снижение пропускной способности газопровода возрастает с увеличением числа станций. В рассматриваемом случае (на правом участке) число станций увеличивается при уменьшении левого участка, т.е. при уменьшении x. Следовательно, как и для левого участка, пропускная способность газопровода снижается тем сильнее, чем меньше x.

Теперь рассмотрим, как после отключения части или всех агрегатов на станции x изменятся давления p_В и p_Н на предыдущих и последующих станциях. Примем всасывающий коллектор станции x (точка ) за конечный пункт левого участка газопровода. Линия падения давления, идущая от станции x-1, вследствие уменьшения расхода будет более пологой. Поэтому давление в точке x возрастет. Получается аналогия с рассмотренным выше увеличением давлений при уменьшении отбора газа. Поэтому давления p_В и p_Н на станции x-1 увеличатся; на станции x-2 они возрастут в меньшей мере и т. д. Для правого участка, начинающегося от станции x+1, аналогия будет со случаем уменьшения подачи газа на головную станцию: линия падения давления будет более пологой, давления на станциях понизятся.

Рисунок 10.1. Изменение линии депрессии давления при отключении части или всех агрегатов на КС х.