Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя компрессорными станциями

Абсолютное давление в конце участка газопровода определяется из формулы расхода (2.30)

. (2.117)

В этом уравнении величина рассчитывается с учетом коэффициента динамической вязкостипри средних значениях температуры и давления.

Уточненный расчет участка газопровода выполняется в следующем порядке:

1. Принимаем в качестве первого приближения значения и Z_cp и Т_сриз предварительных вычислений.

2. Определяем в первом приближении значение Р_к.

3. По известным значениям Р_Ни Р_копределяется среднее давление Р_СР.

4. Определяются средние приведенные давление P_ПРи температура T_ПР.

5. Для расчета конечного давления во втором приближении вычисляются уточненное значение Т_ср. Для этого будем использовать величины средней удельной теплоемкости С_р, эффекта Джоуля-Томсона D _i и коэффициента а _t, вычисленные при найденных значениях Р_ср и Т_ср первого приближения.

;

;

;

,

где К_ср- средний на участке общий коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду, Вт/(м²К).

6. Во втором приближении вычисляются P_ПР, T_ПР ,и Z_cp.

7. Определяются значения Re, _ТРи.

8. Определяем конечное давление P_Кво втором приближении.

9. Если полученный результат отличается от предыдущего приближения более, чем на 1 %, имеет смысл уточнить расчеты, выполняя третье приближение, начиная с пункта 3. Если результат удовлетворяет требованиям точности расчетов, переходим к следующему пункту.

10. Уточняется среднее давление P_СР.

11. Определяется конечная температура газа

.

На этом тепловой и гидравлический расчет участка газопровода заканчивается.

Расчет режима работы компрессорной станции

Исходными данными для расчета режима работы КС являются:

• Давление и температура газа на входе в КС (равные уточненным значениям давления и температуры в конце линейного участка);

• Температура окружающего воздуха Т_ВОЗД ;

• Газовая постоянная R.

Для выбранного типа привода и центробежного нагнетателя по их паспортным данным необходимо знать:

• Q_НОМ– номинальную производительность при стандартных условиях;

• N_e^H– номинальную мощность ГТУ;

• n_Н– номинальную частоту вращения вала ЦН;

• n_min, n_max– диапазон возможных частот вращения ротора ЦН;

• приведенную характеристику ЦН.

Расчет режима работы КС выполняется в следующем порядке:

1. Определяются значения давления и температуры газа на входе в ЦН. По известному составу газа, температуре и давлению на входе в ЦН определяется коэффициент сжимаемости z_ВС;

2. Определяется плотность газа _ВСи производительность нагнетателя при условиях всасывания Q_ВС.

3. Определяется требуемая степень повышения давления .

4. По универсальной приведенной характеристике ЦН определяются значения Q_ПР,_ПОЛ и [N_i/_ВС]_ПР. Значение Q_ПР должно удовлетворять условию удаленности от зоны помпажа, то есть Q_ПР Q_{ПР min}.

5. Определяется внутренняя мощность N_i, потребляемая ЦН

6. Определяется мощность на муфте привода N_e.

7. Вычисляется располагаемая мощность ГТУ N_e^Р

, (2.118)

где N_e^Н– номинальная мощность ГТУ;

k_Н– коэффициент технического состояния по мощности;

k_ОБЛ– коэффициент, учитывающий влияние системы противообледенения (при отключенной системе k_ОБЛ=1);

k_У– коэффициент, учитывающий влияние системы утилизации тепла;

k _t– коэффициент, учитывающий влияние атмосферного возду­ха на мощность ГТУ;

T_ВОЗД, T_ВОЗД^Н– соответственно фактическая и номинальная температура воздуха, К

Значения N_e^Н, k_Н, k_ОБЛ, k_У, k _t, T_ВОЗД^Нпринимаются по справочным данным ГТУ.

3. Производится сравнение N_eи N_e^P.должно выполняться условие N_eN_e^P. При невыполнении этого условия следует увеличить число m_Ни повторить расчет режима работы КС начиная с пункта 2.

4. Определяется температура газа на выходе из ЦН

, (2.119)

где k – показатель адиабаты природного газа, k=1,31.

Далее последовательно рассчитываются остальные линейные участки и режимы работы КС.