Корж В.В. Эксплуатация и ремонт оборудования насосных и компрессорных станций

Подождите немного. Документ загружается.

98 09

Q«am

—'—

16,35

млн ст.м

/ cym.

Производительность одной группы неполнонапорных нагнетателей

azH

млн ст.м

/сут

'ГР

где пгр - количество рабочих групп нагнетателей, обеспечивающих

заданную пропускную способность, пгр = 3;

98,09 „„ „ з ,

(J = = 32,/млнст.м / сут.

Z-sHCtZH

^ " У

Давление газа на входе в КЦ Р

ес

, МПа

Р -SP

ее к входа'

где Р

- конечное давление на участке газопровода, МПа,

= 5,6 МПа;

дРвхода ~ потери давления в пылеуловителях и входном шлейфе КЦ, МПа

Для одноступенчатой очистки и газопроводов диаметром 1420

дРвх = 0,12 МПа.

ес

= 5,6 - 0,12 = 5,48 МПа.

Температура газа на входе в КЦ Т

вс

= 277 К.

Определяем коэффициент сжимаемости z

при параметрах Р

ес

и Т

ес

на

входе в нагнетатель:

0,0241 -Р

пр

^ ВС

где Р

ПР

- приведенное давление

Р =Р / Р

ПР

вс

кр>

где Р

кр

- критические давление, МПа, Р

кр

=4,63 МПа;

пр

= 5,48/4,63 = 1,18;

т - температурный коэффициент:

т =1-1,68-7^+0,78'

где Тпр - приведенная температура:

Т =Т

ПР

ее

где Т

кр

- температура газа, К; 7^=198,'71 К.

пр

=277/198,71 = 1,39.

Газовая постоянная компремируемого газа R, Дж/кгК

А„„

=1-1,68-Г^,+0,78-7^ +0,0107-Т'

пр

т =т п

ПР

ее

кр>

151

где R

- газовая постоянная воздуха, Дж/кгК, R

=268,8 Дж/кгК;

ст

- относительная плотность воздуха при стандартных усло-

виях, Д

ст

= 0,594:

Если R

= 29,27

, то

кг-К

Плотность газа в условиях входа его в нагнетатель у

вс

кг/ст.м

Объёмная производительность нагнетателя

<2объёмн,

/мин, при парамет-

рах входа

Рес,

МПа, и Г

вс

, К

Объёмная производительность группы нагнетателей

<2объёмн1,

/мин, при

параметрах входа Р

вс

, МПа, и Т

ес

, К

0,24-32,7-0,86-277

0,о6ъём„Х

= — = 341,2 м /мин.

Задаёмся частотой вращения ротора нагнетателя в зависимости от номи-

нальной частоты вращения

об/мин, в диапазоне: 0,7 п

< п < 1,05-п

. Из ха-

рактеристики нагнетателя находим, что

= 4800 об/мин. Задаёмся п = 0,84'и„.

Следовательно, и = 4032 об/мин.

Приведенная объёмная производительность Q

, м

/мин

Qnp Qo6beMH >

где <2объёмн - объёмная производительность нагнетателя, м

/мин,

QodbiMH

= 170,58 м

/мин;

Q = 170,58 = 203,1м

/мин.

4032

152

Приведенная частота вращения ротора

яатяетатеш[п/гг

]

пр

п„

I ^ пр Rfip

.-R-T.,

где - выбранная частота вращения ротора нагнетателя, об/мин;

»Т

пр

- параметры газа из характеристики, составленной для данно-

го нагнетателя;

4032 0,888-51,8-283

4800 V 0,86-49,3-277

= 0,873.

Степень сжатия нагнетателя находим из характеристики для данного на-

гнетателя по Q

и [п/п

]

пр

. Из графика находим, что е= 1,375.

Приведенную относительную внутреннюю мощность нагнетателя и полит-

ропический КПД находим из характеристики нагнетателя в зависимости от Q

кВт

- приведенная относительная внутренняя мощность нагнетателя, ,

кг! м

У„

= 215

кВт

кг

/ м

- политропический КПД г)

под

, г)

под

= 0,82.

Внутренняя мощность, потребляемая нагнетателем N

, кВт

N,=

Ун

•Уи

где - плотность газа в нагнетателе, кг/ст.м

; у

= 50,8 кг/ст.м

;

1Г

215-50,8 „

N. =

— =

6А1ЪкВт.

4800

4032

Мощность, потребляемая нагнетателем N, кВт

= -

где

Цм

0,95-г/

- механический КПД привода, щ

= 0,99;

6473

= - -

6883

кВт.

0,95-0,99

Удалённость режима работы нагнетателя от границы определяется по

следующему условию:

153

-^->11

где Q

min

- минимальное значение приведенной объёмной производи-

тельности, взятое из характеристики, м

/мин, Q™

= 180м

/мин;

180

Сравнивая полученную потребляемую мощность нагнетателя N = 7387 кВт с

номинальной мощностью Ne" = 10000 кВт, получаем следующее

N<Ne";

6883 < 10000.

Необходимо выполнить расчёт располагаемой мощности ЛгР

аспол

^ кВт, ис-

ходя из условий:

(1)

Располагаемая мощность ГТУ уу/

ас

"°

, кВт

( Т -Т

'\ Р

распол

=Ы

-К -К,-К • 1-К •

3 3

• "" ,

„ ов у у ' Т

) 0,1013

где N

" - номинальная мощность ГТУ, кВт, N

" = 10000 кВт,

- коэффициент, учитывающий техническое состояние ГТУ,

= 0,95;

- коэффициент, учитывающий влияние температуры - на-

ружного воздуха; K

=3,7;

Ков - коэффициент, учитывающий противообледелительной сис-

темы, Ков' 1;

- коэффициент, учитывающий влияние системы утилизации

тепла выхлопных газов, К

= 0,985;

Г/ - номинальная температура на входе в ГТУ, К; Т

" = 288 К;

- расчётная температура на входе в ГТУ, К

= Т

+ дТ

где Т

- среднегодовая температура окружающего воздуха, К;

= 273,35 К;

8Т

- поправка на изменчивость климатических параметров и мест-

ный подогрев наружного воздуха на входе в ГТУ, К, дТ

= 5 К;

= 273,35 + 5 = 278,35 К.

- расчётное давление наружного воздуха, МПа, Р

= 0,0987 МПа;

154

рас„о

Л =10

00-0,95-1-0,985- 1-3,7-

278,35 - 288 | 0,0987

= 10287 кВт.

278,35 ) 0,1013

Исходя из полученного значения ]\[Р

аспол

видно, что условие (1) выполня-

ется, то есть:

6883 < 10287 < 11500.

Давление на выходе нагнетателя Р

ж|1

, МПа

где

Р«

Р =Р -В,

еых вс '

- давление на всасе, МПа, Р

ес

= 5,48 МПа;

- степень сжатия нагнетателя, е = 1,375;

еь1Х

= 5,48 -1,375 = 7,535 МПа.

Температура газа на выходе из ЦБН Г

, К:

0,235

Т =277-1,375

0,235

°-

= 303,5Л".

Расход топливного газа на КЦ q^ тыс.ст.м /час:

0,75-^ + 0,25- ^

IT" 0,1013

где

б/

Пе

= 12,70-

- номинальный расход топливного газа, тыс.ст.м /час;

860

•

о = Т1

3 маш

- низшая теплотворная способность газа, ккал/ст.м

Qn = 11679 ккал/ст.м

;

- номинальный КПД ГПА, ц" =0,29;

тг

860-10000

0,29-11679-Ю

- • 5

= 12,7 тыс.ст.м /час;

(

0,75-^ + 0,25-

,278

°'°

987

10000

288 0,1013

= 10,08 тыс.ст.м /час.

3.1.1.1 Расчет группы не полнонапорных нагнетателей 370-18-1 первой

ступени

Задаёмся частотой вращения ротора нагнетателя в зависимости от номи-

нальной частоты вращения п

, об/мин в диапазоне: 0,7п

<п< 1,05п„ Из характе-

ристики нагнетателя находим, что

п„

= 4800 об/мин. Задаёмся п = 0,85п

Следовательно, п = 4080 об/мин.

128

Приведенная объёмная производительность Q

, м /мин

Qnp О-объёмн >

где <2объёмн - объёмная производительность нагнетателя, м

/мин,

QodbiMH = 341,2 м

/мин;

О =341,2-^^ = 401,4 м

/мин.

^ 4080

Приведенная частота вращения ротора нагнетателя [п/п

]

пр

п„

пр К

где п - выбранная частота вращения ротора нагнетателя, об/мин;

Znp.Tnpflnp ~ параметры газа из характеристики, составленной для

данного нагнетателя;

Zee, Tec, R ~ параметры газа;

4080 I 0,9-50-288

4800 «0,86-49,28-277

= 0,89.

Степень сжатия нагнетателя находим из характеристики для данного на-

гнетателя по Q

и [п/п

]

пр

. Из графика находим, что е= 1,185.

Приведенную относительную внутреннюю мощность нагнетателя и поитро-

пический КПД находим из характеристики нагнетателя в зависимости от Q^

кВт

У„

= 203;

- политропический КПД г|

пол

, г|

пол

=0,84.

Внутренняя мощность, потребляемая нагнетателем N

кВт

К =

У„

•Ун

где - плотность газа в нагнетателе, кг/ст.м

, у

= 48,4 кг/ст.м

Ж. =203-48,4-1 ^^1 =

6333

кВт.

4800

Мощность потребляемая нагнетателем N, кВт

где

= -

0,95-Т]

- механический КПД нагнетателя 370-18-1; т|

= 0,99;

138

6333

=6717 кВт.

0,95-0,99

Удалённость режима работы нагнетателя от границы определяется по

следующему условию

~>min

>1,1,

б"

где Qnp"

~ минимальное значение приведенной объёмной произво-

дительности, взятое из характеристики, м

/мин,

Qnp"

= 300 м

/мин.

1^ = 1,338,1,1.

300

Условие выполняется, следовательно помпажа не возникнет.

Необходимо выполнить расчёт располагаемой мощности Л'/

110

. кВт, ис-

ходя из ниже перечисленных условий

pacnon <\ \У

где распой _ располагаемая мощность ГТУ, кВт;

распол

=N"-K -К,-К

е е н оо у

( гр гр

-К.

0,1013

где Л'";' - номинальная мощность ГТУ. кВт. A'

"= 10000 кВт;

- коэффициент, учитывающий техническое состояние ГТУ,

0,95;

- коэффициент, учитывающий влияние температуры наружно-

го воздуха, K

, = 3,7;

б ~ коэффициент, учитывающий влияние противообледенитель-

ной системы, К

0,9;

—

коэффициент, учитывающий влияние системы утилизации

тепла выхлопных газов, К

0,985;

—

номинальная температура на входе в ГТУ, К; 77' = 288 К;

- расчётная температура на входе в ГТУ, К,

Г, г, ёТ

где Т

- среднегодовая температура окружающего воздуха, К,

273,35 К;

ЗТ

- поправка на изменчивость климатических параметров и

местный подогрев наружного воздуха на входе в ГТУ, К;

6Т„

= 5 К;

136

= 273,35 + 5 = 278,35 К;

-расчётное давление наружного воздуха при Ь=100м,

МПа, Р

= 0,0987 МПа;

распоп

0000

. о 95

•

0,9

•

0,985 -1-3,7-

278,35-288

0,0987

= 9258 кВт.

278,35 ) 0,1013

Исходя из полученного значения 1\[Р

аспол

видно, что условие (24) выпол-

няется, то есть

6717<9258<11500.

Давление на выходе из нагнетателя Р

еых

, МПа

Р =Р •£,

6ЫХ вс

где Р

ес

- давление на всасе, МПа, Р

ес

= 5,48 МПа;

е - степень сжатия нагнетателя, е =1,185;

еь1Х

= 5,48-1,185 = 6,49 МПа.

Температура газа на выходе из ЦБН Г

№

К:

0,235

= т •

еых ее '

Твых =277-1,185°'

235/0

=290,5 К.

Расход топливного газа на КЦ q^, тыс.ст.м /час:

О75-^

0,25- Е-

N1 Г" 0,1013,

3 ' у

где q„

где Qi

где г|

Имя

- номинальный расход топливного газа, тыс.ст.м /час:

860

•

а =

—п

3 маш

- низшая теплотворная способность газа, ккал/ст.м

;

= 11679 ккал/ст.м

;

- номинальный КПД ГПА, г|

=0,29;

- количество рабочих машин, п

маш

= 3;

860-10000

q =

' 0,29-11679-10

•3 = 7,62 тыс.ст.м /час;

(

= 7,62- 0 75-^ + 0,25-

,2?8

°'°

987

10000 v 288 0,1013

Расчет второй ступени проводится аналогично.

= 5,66 тыс.ст.м /час.

133

3.1.1.2 Общий расход топливного газа

Общий расход топливного газа q^, тыс.ст.м

/час

•п ,

Qобщ

Чтг 1

расход топливного газа 1-ой ступени, тыс.ст.м

/час,

Чтг

5,66 тыс.ст.м

/час;

Чтг2 - расход топливного газа 2-ой ступени, тыс.ст.м

/час,

а , = 5,30 тыс.ст.м

/час;

J-тг 2 ' '

гр

- количество групп, п

гр

= 3;

, = (5,66+5,30)

•

3 = 32,88 тыс.ст.м

/час.

3.1.2 Расчет вертикального масляного пылеуловителя

3.1.2.1 Технологический расчет вертикального масляного пылеуловителя

Пропускную способность пылеуловителя определяет сечение контактных

трубок.

Секундный расход газа при заданных условиях q

, м /с

cm раб

Чс

~ 24- 3600

•

Рраб

ст

где реп - давление при стандартных условиях, МПа;

Т^ - температура при стандартных условиях, К.

В зависимости от давления газа в пылеуловителе принимаем допустимую

скорость в контактных трубках Wk = 2,9 м/с и допустимую скорость в свобод-

ном сечении W

= 0,48 м/с.

Общая потребная площадь группы пылеуловителей для очистки принято-

го количества газа F, м

Число пылеуловителей п

и„ =—,

о ,

j р

где f

- площадь поперечного сечения одного пылеуловителя, м

В случае получения дробного числа n

округляем в большую сторону до

целого числа п.

159

При расчете пылеуловителей исходят из следующих положений:

- общее число пылеуловителей не должно быть менее двух;

- при отключении одного из пылеуловителей допускается перегрузка ос-

тавшихся в работе не более, чем на 33%.

Затраты металла G, т

g-n

где g - масса одного пылеуловителя.

Действительная газовая нагрузка на один пылеуловитель q

, м

/с

Далее необходимо проверить действительную скорость газа в контактных

трубках. Для этого определяют суммарную площадь поперечного сечения кон-

тактных трубок f

, м

где dk - диаметр контактных трубок, мм, d^ = 89 мм;

Пк - число контактных трубок, п^ = 127.

Действительная скорость газа в контактных трубках Wb м/с

=-. "

Ел'

Далее необходимо проверить действительную скорость газа в осадитель-

ной секции. Для этого определяют площадь свободного поперечного сечения

осадительной секции

fo,

fo fp -Ел,

где ~ суммарная площадь, занимаемая дренажными трубками в

осадительнои секции, м

где da - диаметр дренажных трубок, мм;

nj - число дренажных трубок.

Действительную скорость газа в осадительной секции W

, м/с

О Г

J О

Если действительные скорости в контактных трубках и осадительной

секции в пределах допустимых, то пылеуловитель выбран правильно.

129