Возникает задача перераспределения газа между 1) Компрессорными цехами 2) газопроводами.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒

Задача перераспределения газа между компрессорными цехами решается путем использования перемычки перед узлом подключения, а задача перераспределения газа между газопроводами решается путем использования перемычки после узла подключения

1.1.4 Пропускная способность перемычек

Пропускная способность перемычки:

где: Р_н и Р_к – давление в месте присоединения перемычки к первой и второй нитке газопровода соответственно, l длина газопровода.

Аналогично находим пропускную способность других перемычек, кроме перемычки между 3-ей и 2-ой нитками, вблизи КС Нюксеница, особенностью которой является соединение всасывающей линии 3-ей нитки с нагнетательной линией 2-ой.

Рассчитаем пропускную способность этой перемычки.

Данные расчетов других перемычек на всасывающей линии приведены в таблице 1.6.

Таблица 1.6

Компрессорная станция	Пропускная способность, млн.м³/сут
Синдор	12,4
Микунь	10,5
Урдома	20,7
Приводино	17,1
Нюксеница 1	9,6
Нюксеница 2	9,8
Юбилейная	17,8
Грязовец	21,1

Данные расчетов других перемычек на нагнетательной линии приведены в таблице 1.7.

Таблица 1.7

Компрессорная станция	Пропускная способность, млн.м³/сут
Синдор	11,7
Микунь	8,3
Урдома	19,5
Приводино	16,3
Нюксеница	13
Юбилейная	17,7

Перераспределение газа между компрессорными цехами

Эта задача решается путем использования перемычки перед узлом подключения.

Найдем расстояние от узла подключения до перемычки между первой и второй нитками на станции Синдор.

Схема соединения газопроводов перемычкой на всасывающей линии представленна на рисунке 1.

P₃ Q₂ Р₂ 2-ая нитка

q l

L₃ L₀ 1-ая нитка

Р₃ Q₀ P₀Q Р₁

КС Синдор КС Ухта

Рисунок 1

Составим систему из четырех уравнений:

где: Давление на выходе из КС Ухта на первой нитке Р₁=5,6 [МПа]; давление в месте присоединения лупинга к первой нитке Р₀; давление в месте присоединения лупинга к второй нитке Р₂; давление в конце перегона Р₃=3,29 МПа]; расход в первой нитке до присоединения перемычки Q=526,62 [м³/с]; расход в первой нитке после присоединения перемычки Q₀=381,1 [м³/с]; расход во второй нитке после присоединения перемычки Q₂=381,1 [м³/с]; расход в перемычке q=143,5 [м³/с]; длина газопровода до перемычки L₀; расстояние от перемычки до узла подключения L₃; длина перемычки l=100 [м]; диаметр нитки и перемычки D=1.195 [м]; коэффициент b=94100[К²кг²с/м⁴].

Решив систему уравнений методом подбора, найдем расстояние от перемычки до узла подключения:

L₃=30 (м)

Расчет режима работы КС с перемычкой и при ее отключении

Рассчитаем режим работы компрессорного цеха 1 на станции Синдор при отсутствии перемычки между первой и второй нитками газопровода.

1.5.1.Определение коэффициента сжимаемости:

где:

Т_в=273,4 [К]; Р_в=3,29 [МПа]

1.5.2 Объемная производительность (при условиях всасывания):

где: Т_сm, Р_сm – температура и давление при стандартных условиях.

1.5.3 Приведенная объемная производительность:

где: n_н ,n – номинальная и фактическая частота оборотов

1.5.4 Приведенная относительная частота оборотов:

1.5.5 Приведенная внутренняя мощность

Определяется по приведенной характеристике в зависимости от Q_пр (приложение 8)

1.5.6 Плотность газа при условиях сжатия

1.5.7 Мощность на валу двигателя

где:

N_i - внутренняя мощность

N_мех - механические потери (100 кВт при газотурбинном приводе)

1.5.8 Удаленность от границы помпажа

Поскольку агрегат не находится в зоне помпажа

1.5.9 КПД агрегата:

КПД находится по приведенной характеристике в зависимости от Q_пр (приложение 8)

h=0,778

Рассчитаем режим работы компрессорного цеха 1 на станции Синдор при наличии перемычки между первой и второй нитками газопровода.

1.5.10 Определение коэффициента сжимаемости:

где:

Т_в=273,4 (К); Р_в=3,29 (МПа)

1.5.11 Объемная производительность (при условиях всасывания):

где: Т_сm, Р_сm – температура и давление при стандартных условиях.

1.5.12 Приведенная объемная производительность:

где: n_н ,n – номинальная и фактическая частота оборотов

1.5.13 Приведенная относительная частота оборотов

1.5.14 Приведенная внутренняя мощность:

Определяется по приведенной характеристике в зависимости от Q_пр (приложение 8)

1.5.15 Плотность газа при условиях сжатия

1.5.16. Мощность на валу двигателя:

где:

N_i - внутренняя мощность

N_мех - механические потери (100 кВт при газотурбинном приводе)

1.5.17 Удаленность от границы помпажа

Поскольку агрегат не находится в зоне помпажа

1.5.18 КПД агрегата

h=0,835

Рассчитаем режим работы компрессорного цеха 2 на станции Синдор при отсутствии перемычки между первой и второй нитками газопровода.

1.5.19 Опредиление коэффициента сжимаемости

где:

Т_в=273,4 (К); Р_в=3,29 (Мпа)

1.5.20 Объемная производительность (при условиях всасывания)

где: Т_сm, Р_сm – температура и давление при стандартных условиях.

1.5.21 Приведенная объемная производительность:

где: n_н ,n – номинальная и фактическая частота оборотов

1.5.22 Приведенная относительная частота оборотов:

1.5.23 Приведенная внутренняя мощность

Определяется по приведенной характеристике в зависимости от Q_пр (приложение 8)

1.5 24 Плотность газа при условиях сжатия

1.5.25 Мощность на валу двигателя:

где: N_i - внутренняя мощность

N_мех - механические потери (100 кВт при газотурбинном приводе)

1.5.26 Удаленность от границы помпажа

Поскольку агрегат не находится в зоне помпажа

1.5.27 КПД агрегата

h=0,839

Рассчитаем режим работы компрессорного цеха 2 на станции Синдор при наличии перемычки между первой и второй нитками газопровода

1.5.28 Опредиление коэффициента сжимаемости:

где: Т_в=273,4 (К); Р_в=3,29 (МПа)

1.5.29 Объемная производительность (при условиях всасывания)

где: Т_сm, Р_сm – температура и давление при стандартных условиях.

1.5.30 Приведенная объемная производительность

где: n_н ,n – номинальная и фактическая частота оборотов

1.5.31 Приведенная относительная частота оборотов

1.5.32 Приведенная внутренняя мощность

Определяется по приведенной характеристике в зависимости от Q_пр (приложение 8)

1.5. 33 Плотность газа при условиях сжатия

1.5.34 Мощность на валу двигателя

где: N_i - внутренняя мощность

N_мех - механические потери (100 кВт при газотурбинном приводе)

1.5.35 Удаленность от границы помпажа:

Поскольку агрегат не находится в зоне помпажа

1.5.36 КПД агрегата

h=0,853

Вывод: Соединение газопроводов перемычками перед узлом подключения дает возможность разгрузить перегруженные агрегаты 1-го компрессорного цеха и загрузить недогруженные агрегаты 2-го цеха, что приводит к работе агрегатов обоих цехов в области высоких КПД.

Решив задачу перераспределения газа между КЦ, необходимо решить задачу перераспределения газа между газопроводами.

1.1.6 Перераспределение газа между газопроводами

Задача перераспределение газа между газопроводами решается использованием перемычки после узла подключения.

При использовании перемычки после узла подключения 1-ая и 2-ая нитки газопровода становятся параллельными, так как они имеют общие начальную и конечную точки, одинаковые протяженности, начальные и конечные давления.

Схема соединения ниток перемычкой, установленной после узла подключения представлена на рисунке 2.

КС Синдор

Р_к q₂ Р_н

2-ая нитка

3-ая нитка

Р_к q₁ Р_н

Найдем расход установившийся в обеих нитках после открытия перемычки с помощью коэффициента расхода:

где:

Эквивалентный диаметр D₀=1 [м]

Коэффициент расхода:

тогда:

Таким образом, при использовании перемычки после узла подключения решается вопрос равномерной загрузки газопровода.

Вывод: Перераспределение газа между нитками и компрессорными цехами позволяет сделать работу газотранспортной системы более эффективной.

1.2 РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

1.2.1 Расчёт оборудования для очистки газа от механических примесей

При проектировании КС в установке очистки газа используются циклонные пылеуловители ГП - 144.

Исходные данные:

Q = 248.6

q_n = 20

P_в = 5.2 МПа

Т_в = 299.192 К

2.1.1. Перепад давления в сепараторе :

- коэффициент сопротивления отнесённый ко входному сечению, по технической характеристике завода изготовителя ,

- скорость газа во входном патрубке пылеуловителя

g – ускорение свободного падения, g = 9.81 м/с²,

2.1.2.Для заданного количества газа расчётное число пылеуловителей:

где q_n – производительность одного пылеуловителя, по технической характеристике завода изготовителя q_n = 20 млн.м³/сут ,

резервных

Механический расчёт пылеуловителя.

Расчёт производится по ГОСТ 14249-80 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность».

2.1.3Расчёт толщины стенки корпуса

- расчётная толщина стенки корпуса;

Р_раб – рабочее давление, Р_раб=7.5 МПа ;

D_вн – внутренний диаметр пылеуловителя, D_вн=2000 мм;

- коэффициент прочности сварных соединений, =1;

- допускаемые напряжения для стали 16ГС, =160 МПа.

- рекомендуемая толщина стенки для данных условий, = 52 мм.

с – прибавка для компенсации коррозии, с = 3 мм.

При условии

Принимается .

2.1.4 Расчёт толщины стенки днища

при условии ,

где - рекомендуемая толщина днища для данных условий, = 60 мм.

с₁ – поправка для компенсации коррозии , с₁ = 3 мм;

с₂ – прибавка для компенсации минусового допуска, с₂ = 1.3 мм.

с₃ – прибавка технологическая, с₃=8 мм.

где Н – внутренняя высота эллиптической части днища аппарата, Н = 500 мм

Принимается

По данным расчёта принимается к установке 13 пылеуловителей типа ГП - 144.

1.2.2 Расчет аппарата воздушного охлаждения

Для расчётов принимаю АВО типа 2 АВГ-75.

Характеристика АВО:

Поверхность теплопередачи по оребрённым трубкам - Н_АВО=9930 м²

Количество теплообменных секций в одном АВО - n_секц=3 шт

Количество оребрённых трубок в одном АВО - n_тр=180 шт

Количество рядов оребрённых трубок в секции - n₀=6

Длина оребрённой трубки - l₀=12 м

Коэффициент оребрения -

Наружный диаметр трубок - d_н=57.4 мм

Высота ребра - h=16 мм

Количество рядов по газу - n_р=1

Количество вентиляторов в одном АВО - n_в=2 шт

Диаметр вентилятора - D_вен=5 м

Частота вращения вентилятора - n_вр.в.=250 об/мин

Установленная мощность электропривода - N_АВО=37 кВт

Масса одного АВО - m_АВО=48360 кг

Расход воздуха нагнетаемого одним вентилятором - Q₂=113.89 м³/с

Свободная площадь между трубками - F_уд=11.5 м²

Внутренний диаметр трубок - d_вн=25 мм

Расчёт АВО

Температура газа на входе в АВО (после сжатия в компрессоре):

t₁ – температура газа на входе в АВО в градусах Цельсия.

Температура газа на выходе из АВО ( t₂ ):

Температура воздуха на выходе из АВО ( ):

Температура воздуха на входе в АВО ( ):

Количество тепла, отведённого в аппарате воздушного охлаждения

( Q_отв):

где - плотность газа при стандартных условиях:

Q₁ – секундный расход газа:

с_р – изобарная теплоёмкость газа:

с_р=2.146

2.2.1 Количество АВО.

М₂ – массовый расход воздуха:

- плотность воздуха при стандартных условиях

с_р.2 – изобарная теплоёмкость воздуха:

с_р.2=1,005

Округляем количество АВО в большую сторону.

2.2.2 Средняя логарифмическая разность температуры в процессе теплопередачи.

и - начальная и конечная разность температур:

- поправка на противоточность в зависимости от коэффициентов Р_п, R

2.2.3 Коэффициент теплоотдачи от газа к внутренней поверхности трубок

Скорость газа (V₁)

Массовый расход (М₁):

Суммарная площадь поверхности трубок ( F )

2.2.4 Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности оребрённых трубок в окружающую среду ( )

2.2.5 Коэффициент теплопередачи от газа в окружающее пространство

Н₂ – рассчитываемая поверхность теплопередачи,

Н₁ – внутренняя поверхность трубок,

- коэффициент теплопроводности стальных трубок:

2.2.6 Поверхность охлаждения

2.2.7 Гидравлические потери газа в АВО.

- гидравлическое сопротивление в трубках:

режим течения квадратичный, т.к.

II. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет трубопровода на прочность

Кольцевые напряжения, возникающие только от внутреннего давления

где: n – коэффициент перегрузки от давления ( n=1,15)

Продольные напряжения (возникают от Р и Т)

где: m - коэффициент Пуассона ( m=0,3)

где:

Е - модуль упругости

( )

a - коэффициент температурного расширения

( )

Знак <<->> означает наличие продольных осевых растягивающих напряжений.

Проверка прочности:

Расчетное сопротивление материала труб растяжению или сжатию:

где: нормативное сопротивление трубной стали принимается равным временному сопротивлению

m - коэффициент условий работы ( зависит от категории трубопровода)

m=0.75 (1 и 2 категория)

К₁ - коэффициент безопасности по материалу ( зависит от характеристики трубы и марки стали )

К₁=1,47 (для 17Г2СФ)

К_н – коэффициент надежности (зависит от диаметра трубопровода, рабочего давления, вида перекачиваемого продукта )

К_н=1,1

При растягивающих продольных напряжениях:

Если , то

где: y₁ – коэффициент, учитывающий двуосное напряженное состояние металла трубы

Условие прочности

где: y₂ – коэффициент, учитывающий двуосное напряженное состояние металла трубы.

При растягивающих продольных напряжениях:

Если , то Þ 58,2<259,74

Из этого следует, что условия прочности выполняются.

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 191; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!