Министерство образования и науки Российской Федерации

Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина

Факультет «Проектирование, сооружение и эксплуатация систем трубопроводного транспорта»

Кафедра термодинамики и тепловых двигателей

Домашнее задание

на тему:

“Определение оптимального распределения нагрузки между двумя параллельно работающими газоперекачивающими агрегатами”

Задача №12.

Выполнил: студент

группы ТА-11-02 Пригода А.А.

Проверил: проф. Калинин А.Ф.

Москва 2014

Решение:

1. Определение оптимального распределения нагрузки между двумя параллельно работающими агрегатами.

Оптимальное распределение нагрузки между двумя параллельно работающими агрегатами соответствует соотношению располагаемых мощностей энергопрривода агрегатов. Определим располагаемую мощность ГТУ по формуле :

, где

- паспортное значение мощности ГТУ

- коэффициент технического состояния ГТУ по мощности.

- коэффициент, учитывающий влияние температуры атмосферного воздуха на значение располагаемой мощности.

- коэффициент, учитывающий использование в ГТУ котла утилизатора.

-коэффициент ,учитывающий влияние барометрического давления.

Для ГПА-16 «Волга» :

;

;

, где

- температура воздуха на входе в ОК ГТД, , К;

- температура атмосферного воздуха, К

()

- коэффициент влияния атмосферного воздуха на располагаемую мощность для ГТУ различного типа. Для ГПА-16 «Волга» значение ;

;

Значение коэффициента определяется в зависимости от барометрического давления. Так как барометрическое давление 760 мм.рт.ст. (в условии не дано), то ;

Для ГПА-25И :

;

;

Учитывая ,что суммарный коммерческий расход через ГГПА известен ,тогда:

, получаем

2. Определим рабочую точку первого агрегата- гпа-16 «Волга».

Определим плотность газа при стандартных условиях:

, где

,- давление и температура при стандартных условиях;

- средняя молярная масса смеси (из условия);

Определим плотность газа на входе в КС по параметрам (см. приложение, таблица 1) при давлении и температуре газа на входе в КС. :

;

-температура газа на входе в КС;

-давление газа на входе в КС;

-молярная концентрация метана в природном газе;

Определим объемный расход через агрегат:

Минимальный допустимый расход

Следовательно рабочая точка находится в допустимой зоне.

Определяем паспортные характеристики :

Согласно газодинамической характеристике получаем:

3. Определяем частоту вращения, расход газа агрегата гпа-16 «Волга»

Коэффициент «сдвига» расходно-напорной характеристики:

Отсюда можем посчитать действительную частоту вращения ротора ЦБН

Определим действительное значение :

Определим эффективную мощность ГТУ:

, где

- механический КПД, примем ;

- давление на входе КС в технических атмосферах (из условия).

Расход топливного газа:

, где

- низшая теплота сгорания топливного газа, кДж/м³, для расчетов рекомендуется принимать номинальное значение низшей теплоты сгорания природного газа ;

- фактический действительный КПД ГТУ, , где

- паспортное эффективное КПД, ;

Относительный КПД ГТУ , находящейся в идеальном техническом состоянии определяется по следующей аналитической зависимости;

Значение приведенной относительной мощности ГТУ в рассматриваемом режиме определяется по следующей формуле:

,где

-температура воздуха на входе в осевой компрессор при стандартных станционных условиях , ;-температура воздуха на входе в осевой компрессор при действительных условиях ;

,-давление атмосферного воздуха при стандартных станционных условиях и действительное атмосферное давление;

-номинальная мощность ГТУ в номинальном режиме работы и идеальном техническом состоянии установки;

-действительная эффективная мощность ГТУ в рассматриваемом режиме работы;

- коэффициент технического состояния по эффективному КПД ГТУ (задан по условию);

Значение приведенной относительной мощности ГТУ в рассматриваемом режиме:

Относительный КПД ГТУ :

Действительный КПД ГТУ:

Тогда можем рассчитать расход топливного газа: