2.5 Выбор типа гпа и расчет режима работы кс
В соответствии с проведенными расчетами выбираем и обосновываем газотурбинный агрегат.
По
результатам теплового и гидравлического
расчета линейного участка определим
давление 
и
температуру 
газа
на входе в центробежный нагнетатель:
Вычисляем
значения температуры и давления,
приведенные к условиям всасывания
при 
и 
по
формулам:
Рассчитаем коэффициент сжимаемости по формуле:
Zср = 1-(0,0241*рпр /(1-1.68*Тпр+0.78*Тпр2 +0.0107*Тпр3))
Определим плотность газа по формуле:
(28)
Вычислим требуемое количество нагнетателей по формуле:
(29)
Рассчитаем производительность нагнетателя по формуле:
(30)
Задаваясь
несколькими значениями оборотов ротора
в диапазоне возможных частот вращения
ГПА, определяем 
и 
.
Результаты вычислений приводим в
таблицу.
Таблица 3-
Результаты расчета Qпр и ( )пр
Частота
вращения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычисляем требуемую степень повышения давления по формуле:
(31)
Полученные точки Qпр - [n/nн]пр наносятся на характеристику нагнетателя и соединяются линией режимов.
По характеристике нагнетателя определяем расчетные значения приведенных параметров. Проведем горизонтальную линию из е до линии режимов и найдем точку пересечения.
Восстанавливая перпендикуляр из этой точки до пересечения с горизонтальной осью, находим, Qпр, м3/мин. Аналогично определяем nпол=808 и [Ni/свс]пр = кВт/(кг/м3).
Определим расчетную частоту вращения вала нагнетателя по формуле:
(32)
Рассчитаем внутреннюю мощность, потребляемую ЦН по формуле:
(33)
С учетом, что механические потери мощности составляют 1% от номинальной мощности ГТУ, определяем мощность на муфте привода:
(34)
Вычисляем располагаемую мощность ГТУ ГПА-Ц-16/76 по формуле:
(35)
Проверяем
условие. Условие Ni
<
выполняется.
Рассчитываем температуру газа на выходе ЦН по формуле :
,
К (36)
Сделать вывод о целесообразности выбора ГТА и количестве компрессорных станций.
Таблица 4
Наименование параметра |
ВАРИАНТ |
||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||||
1. |
Протяженность магистрального газопровода, L , км |
1350 |
1540 |
2230 |
3150 |
4451 |
1124 |
1225 |
2567 |
3254 |
1567 |
||
2 |
Наружный диаметр, Дн ,мм |
720 |
820 |
1020 |
1220 |
1420 |
720 |
820 |
1020 |
1220 |
720 |
||
3 |
Толщина стенки, мм |
5 |
7 |
10 |
12 |
14 |
5 |
7 |
10 |
12 |
5 |
||
4 |
Месторождение - |
Северо–Ставропольское |
Уренгойское |
Шатлыкское |
Медвежье |
Заполярное |
Северо–Ставропольское |
Уренгойское |
Шатлыкское |
Медвежье |
Арчединское |
||
5 |
Пропускная способность газопровода, Qг ,млрд. куб. м/год |
5,5 |
5,7 |
19,2 |
22 |
86 |
3,8 |
4,7 |
20,6 |
24,8 |
5,8 |
||
6 |
Давление на всасывании, Рвсас ,МПа |
4,65 |
4,97 |
5,08 |
5,17 |
5,96 |
4,65 |
4,97 |
5,08 |
5,22 |
4,65 |
||
7 |
Давление нагнетателя, Рнаг ,МПа |
7,15 |
7,58 |
8,13 |
8,59 |
9,21 |
7,15 |
7,58 |
8,13 |
8,59 |
7,15 |
||
8 |
Давление избыточное, Ризб , МПа |
7,00 |
7,42 |
7,96 |
8,41 |
9,02 |
7,00 |
7,42 |
7,96 |
8,41 |
7,00 |
||
9 |
Температура воздуха, Твозд ,К |
288 |
253 |
276 |
279 |
280 |
288 |
253 |
276 |
279 |
283 |
||
10. |
Средняя температура грунта на глубине заложения газопровода, Т0 ,К |
282 |
247 |
270 |
273 |
274 |
282 |
247 |
270 |
273 |
278 |
||
Наименование параметра |
ВАРИАНТ |
||||||||||||
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
||||
1. |
Протяженность магистрального газопровода, L , км |
4356 |
3876 |
1325 |
2856 |
4871 |
3751 |
1786 |
2222 |
3458 |
4128 |
||
2 |
Наружный диаметр, Дн ,мм |
1420 |
1220 |
820 |
1020 |
1420 |
1220 |
720 |
1020 |
1220 |
1420 |
||
3 |
Толщина стенки, мм |
14 |
12 |
7 |
10 |
14 |
12 |
7 |
10 |
12 |
14 |
||
4 |
Месторождение - |
Северо–Ставропольское |
Уренгойское |
Шатлыкское |
Медвежье |
Заполярное |
Арчединское |
Северо–Ставропольское |
Уренгойское |
Шатлыкское |
Арчединское |
||
5 |
Пропускная способность газопровода, Qг ,млрд. куб. м/год |
82,5 |
26,3 |
5,2 |
28,5 |
108 |
28,4 |
8,7 |
19,9 |
25,1 |
97,6 |
||
6 |
Давление на всасывании, Рвсас ,МПа |
5,96 |
5,43 |
4,97 |
5,08 |
5,96 |
5,32 |
4,65 |
5,08 |
5,19 |
5,96 |
||
7 |
Давление нагнетателя, Рнаг ,МПа |
9,21 |
8,59 |
7,58 |
8,13 |
9,21 |
8,59 |
7,15 |
8,13 |
8,59 |
9,21 |
||
8 |
Давление избыточное, Ризб , МПа |
9,02 |
8,41 |
7,42 |
7,96 |
9,02 |
8,41 |
7,00 |
7,96 |
8,41 |
9,02 |
||
9 |
Температура воздуха, Твозд ,К |
288 |
253 |
276 |
279 |
280 |
283 |
288 |
253 |
276 |
283 |
||
10. |
Средняя температура грунта на глубине заложения газопровода, Т0 ,К |
282 |
247 |
270 |
273 |
274 |
278 |
282 |
247 |
270 |
278 |
||