Подбор аппаратов воздушного охлаждения АВО

Компримирование газа на КС сопровождается его нагревом. Охлаждение газа проводится на выходе станций и осуществляется с целью: предотвращения нарушения устойчивости и прочности труб и покрывающей их изоляции; для предотвращения растепления многолетне-мерзлых грунтов, в которых уложен газопровод, обслуживаемый КС; для повышения экономичности транспорта га­за за счет уменьшения его объема при охлаждении.

 

4.2.1. Исходные данные для расчета потребного количества АВО

 

Оптимальная среднегодовая температура охлаждения газа t₂ принимается на 10-15°С выше расчетной среднегодовой темпера­туры наружного воздуха t_1в

где t_а - средняя температура наружного воздуха в рассматриваемый период.

δt₂ - поправка на изменчивость климатических данных, применяемая равной 2°С.

 

4.2.2. Определение потребного количества АВО

 

- Общее количество тепла, подлежащее отводу от газа на установке

Q₀, Дж/с

где М - общее количество газа, охлаждаемого на КС, кг/с; СР - теплоемкость газа при давления на входе в АВО и средней температуре газа в АВО , Дж/(кг К); - температура газа на входе в АВО, равная температуре газа на выходе компрессорных машин, °С; t₂ - оптимальная температура охлаждения газа, °С.

Принимаем t₂ = 9,6°C.

тогда

 

 

- Предварительное определение количества АВО

 

К рассмотрению принимаем несколько различных типов АВО. По номинальной производительности аппаратов и известной производительности КС определяем потребное количество АВО m каждого типа и рассчитываем требуемые производительности одного аппарата каждого типа по теплоотводу Q₁ и по газу M₁:

; .

Принимаемые к рассмотрению АВО должны иметь рабочее давление, соответствующее давлении на выходе КС.

Таблица 2

Показатель	Един. измер.	Тип АВО
АВЗ	2АВГ - 750	«Крезо-Луар»(Франция)
m
		2341,85	3434,7	3680,05
		32,7		52,25
Рабочее давление	МПа	6,4	7,36	7,36
Коэффициент теплопередачи
Поверхность теплопередачи
Число ходов газа
Общее число труб
Длина труб
Внутренний диаметр труб				21,2
Сумма коэф. местных сопр.		5,3	5,0	4,8
Количество вентиляторов
Производительность вениляторов,
Напор вентиляторов				8,9
Мощность вентиляторов
Масса аппарата

АВЗ

Принимаем t₂ = 11,7

Проверка принятого количества АВО по температуре охлаждающего воздуха t_2в

где V_в - общий объемный расход воздуха, подаваемого всеми вентиляторами одного АВО, м³/с; С_рв = 1,005 Дж/(кг К) - теплоемкость воздуха при барометрическом давлении Р_а и t_1в, Дж/(кг К); ρ_в - плотность воздуха на входе в АВО, кг/м³.

Предварительно принятое количество АВО остается в силе, т.к. t_2в < t₁.

 

- Проверка принятого числа АВО по поверхности теплопередачи одного АВО.

 

Требуемая поверхность теплопередачи F_р:

где К_р - коэффициент теплопередачи, принимаемый, Вт/(м² К); ; m’ - принятое количество АВО;

i - число ходов газа в аппарате. - поправка, определяемая по приложению 15, в зависимости от параметров R и Р;

;

Принимаем .

Требуемая поверхность теплопередачи F_р:

 

Проверка выполняется при выполнении условия:

где F - фактическая поверхность теплопередачи (для данного типа АВО), увеличенная на 10% с учетом возможного выхода из строя отдельных вентиляторов и загрязнения поверхностей теплообмена, м; - допустимое расхождение между F_Р и F (может быть принято равным 5% от F), м.

Условие выполняется.

 

- Расчет гидравлического сопротивления АВО по ходу газа _ΔР в МПа (движение газа - в зоне квадратичного закона сопротивления).

где ω - средняя скорость газа в трубах АВО, м/с; ρ -плотность газа при давлении на входе в АВО и средней темпе­ратуре газа в АВО, кг/м³; - сумма коэффициентов местных сопротивлений; l -длина труб АВО, м; d - внутренний диаметр труб, м; Δ - эквивалентная шероховатость внутренней поверхности труб (в расчетах Δ =2×10^{-4 м} ), м.

- площадь сечения одного хода труб АВО со стороны газа, м².

Полученное значение _ΔР удовлетворяет усло­вию:

где = 0,015 - 0,02 МПа.

 

 

- Определение энергетического коэффициента Е.

 

 

Энергетический коэффициент используется для сравнения эффективности работы теплообменной аппаратуры и представляет собой отложение количества переданного тепла к затратам энергии на преодоление гидравлических сопротивлений теплообменника.

где N - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротив­лений со стороны поверхности теплопередачи, Вт; H - пол­ный напор, развиваемый вентиляторами АВО, Па.

 

 

АВГ - 750

- Проверка принятого количества АВО по температуре охлаждающего воздуха t_2в

Предварительно принятое количество АВО остается в силе, т.к. t_2в < t₁.

 

- Проверка принятого числа АВО по поверхности теплопередачи одного АВО.

Параметры:

;

Принимаем .

Требуемая поверхность теплопередачи F_р:

Проверка выполняется при выполнении условия:

 

- Расчет гидравлического сопротивления АВО по ходу газа _ΔР в МПа (движение газа - в зоне квадратичного закона сопротивления).

- площадь сечения одного хода труб АВО со стороны газа, м².

 

Полученное значение _ΔР удовлетворяет усло­вию:

где = 0,015 - 0,02 МПа.

 

- Определение энергетического коэффициента Е.

 

«Крезо-Луар»(Франция)

- Проверка принятого количества АВО по температуре охлаждающего воздуха t_2в

Предварительно принятое количество АВО остается в силе, т.к. t_2в < t₁.

 

- Проверка принятого числа АВО по поверхности теплопередачи одного АВО.

Параметры:

;

 

Принимаем .

 

Требуемая поверхность теплопередачи F_р:

Проверка выполняется при выполнении условия:

Условие выполняется.

 

- Расчет гидравлического сопротивления АВО по ходу газа _ΔР в МПа (движение газа - в зоне квадратичного закона сопротивления).

- площадь сечения одного хода труб АВО со стороны газа, м².

Полученное значение _ΔР удовлетворяет усло­вию:

где = 0,015 - 0,02 МПа.

 

- Определение энергетического коэффициента Е.

АВО«Крезо-Луар»(Франция), в результате проведенных расчетов, имеет наивысшее значение энергетического коэффициента и наименьшую массу (металловложения), следовательно в качестве АВО на данной КС принимаем«Крезо-Луар»(Франция) в количестве 14 шт.

 

 

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫКС

 

Компрессорные станции с центробежными нагнетателями более разнообразны по технологическим схемам, чем КС с газомотокомпрессорами. Объясняется это главным образом широким перечнем типоразмеров ГПА, используемых на подобных станциях. Здесь могут быть агрегаты с полнонапорными и неполнонапорными нагнетателями с электродвигателями или газотурбинными установками различного исполнения.

Функционирование КС с данной схемой осуществляется следующим образом.

Газ от узла подключения станции к газопроводу поступает на вход КС через кран №7 и проходит на установку очистки газа (УОГ), где очищается от механических примесей в пылеуловителях. Затем основная часть очищенного газа направляется в компрессорный цех (КЦ) для компремирования, а другая, меньшая, отбирается на установку подготовки газа (УПГ). УПГ предназначена для подготовки пускового (ПГ), топливного (ТГ) и импульсного газа (ИГ), используемого для управления кранами КС, а также для редуцирования газа, предназначенного прочим местным потребителям (ГСН). После сжатия в КЦ газ поступает в установку охлаждения, где происходит снижение его температуры с помощью аппаратов воздушного охлаждения (АВО). Далее через кран №8 и узел подключения КС к магистральному газопроводу газ возвращается в магистраль.

 

 

 

СПИСОК ИСОПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1. Перевощиков С.И. “Проектирование и эксплуатация Компрессорных станций”

Уч. Пособие.

2. Перевощиков С.И. “Проектирование и эксплуатация Компрессорных станций”

Приложение к метод. указаниям по курсовому проекту.

3. Деточенко А.В. “Спутник газовика”, М., Недра, 1978.

4. “Трубопроводный транспорт нефти и газа” Под ред. проф. Юфина В.А.,

М., Недра, 1978

5. “Справочник по проектированию магистральных трубопроводов” Под ред. проф.

Дерцакяна А.К., Л., Недра, 1977

6. Новоселов В.Ф. “Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации

газопроводов”, Уч. пособие, М., Недра, 1982

7. Бунчук В.А. “Транспорт и хранение нефти, нефтепродуктов и газа”

8. “Трубопроводный транспорт нефти и газа”, Учеб. для вузов, Алиев Р.А.,

М., Недра, 1988