Раздел 2.3 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАГНЕТАТЕЛЕЙ ГАЗА

Методические рекомендации по выполнению контрольной работы

Транспортировка газа по трубопроводам осуществляется компрессорными станциями (КС), оборудованными газоперекачивающими агрегатами (ГПА). Газоперекачивающие агрегаты состоят из привода, в качест­ве которого могут использоваться газовые турбины, электродви­гатели или двигатели внутреннего сгорания, и центробежного нагнетателя (ЦБН). Задача привода состоит в том, чтобы вра­щать вал центробежного нагнетателя; задача центробежного на­гнетателя - принудительно (за счет центробежной силы инерции) перемещать газ из линии низкого давления (линии всасывания) в линию высокого давления (линию нагнетания).

Характеристиками центробежных нагнетателей называют зависимости степени сжатия е = р_н/р„, внутренней мощности

N (кВт) и политропического к.п.д. η| от объемного расхода Q_в. м³ /мин (подачи) газа при постоянном числе n об/мин рабочего колеса:

где р,,р,,Q, - плотность, давление и объемный расход газа линии всасывания нагнетателя; р_н — давление в линии нагнетания ЦБН; D - диаметр его рабочего колеса.

В безразмерном виде эти характеристики имеют вид:

где индекс n показывает, что характеристики ЦБН взяты при числе n оборотов его рабочего колеса.

Из соображений размерности отсюда следует [9]:

где ε_no,N_no,η_n0 — характеристики ЦБН при номинальном, в ча­стности, паспортном числе (n₀) оборотов вала рабочего колеса.

Условия приведения характеристик ЦБН к универсальному виду предполагают представления их в форме (128) с той только разницей, что в линии всасывания нагнетателя выбираются вполне определенные фиксированные условия:

Z_np = 0,91; R_пр. = 490 Дж/кг К; Т_пр = 288 К; n = n₀.

Если при этом учесть, что р_в. /р_в_ =Z_в. R_в. Т_в., то при условиях приведения (р_в./р_в.)_пр =Z_np R_np T_np имеют место так называемые приведенные характеристики ЦБН:

Приведенные характеристики двух центробежных нагнетателей 370-18-1 (n₀=4800 об/мин) и Н-300-1,23 (n₀ = 6150 об/мин) представлены на рис. 1.13 и 1.14 [7].

В политропическом процессе сжатия газа в ЦБН температура Т_н в линии нагнетания связана с температурой Т_в. в линии всасывания формулой:

где m - показатель политропы (m = 1,25: 1,30).

Полезную мощность N_пол, затрачиваемую на политропическое сжатие газа, приближенно можно рассчитать по формуле

где у = C_p/C_v - показатель адиабаты газа.

Мощность N_впл. на валу привода нагнетателя дается формулой

N_впл.. = N_пол.. + N_мex., (134)

где N_меx — мощность механических потерь, принимаемых, как правило, равными 100 кВт для газотурбинных и 150 кВт для электрических приводов.

Задания к контрольной работе по предмету «Машины и оборудование газонефтепроводов и газонефтехранилищ» (продолжение вариантов (с 25))

Задания для контрольной работы.(продолжение с варианта 25)

Вариант 16

Определить плотность р_в газа (μ = 17,36 кг/кмоль, р_кр = 4,8 МПа, Т_кр. =198 К), поступающего во всасывающий коллектор компрессорной станции, если известно, что давление в нем равно 4,0 МПа, а температура - + 15 °С.

Вариант 17

Найти объемный расход Q_B (м³/мин) газа в линии всасывания компрессорной станции, если коммерческий расход газа (р_кр. = 4,7 МПа, Т_кр. =194 К) составляет 15 млн. м³/сутки, а давление и температура в линии всасывания КС равны 3,5 МПа и 15 °С, соответственно.

Вариант 18

Давление и температура газа на входе в центробежный нагнетатель составляют 3,5 МПа и 15 °С, а на выходе из него - 4,55 МПа и 31,5 °С, соответственно. На сколько градусов увеличится температура газа на выходе из центробежного нагнетателя, ли при той же самой степени сжатия температура на его входе увеличится на 5 °С?

Вариант 19

Давление природного газа (μ= 17 кг/кмоль, р_кр. = 4,7 МПа, Т_кр. = 170 К) в линии всасывания центробежного нагнета­теля 370-18-1 (n₀ =4800 об/мин) составляет 3,5 МПа, а температура - +10 °С. Определить степень сжатия, которую развивает этот нагнетатель при подаче 400 м³/мин и числе оборотов 4300 об/мин.

 

Вариант 20

Давление природного газа (μ= 18,5 кг/кмоль, р_кр. = 4,8 МПа, Т_кр_ =195 К) в линии всасывания центробежно­го нагнетателя Н-300-1,23 (n₀=6150 об/мин) составляет 3,75 МПа, а температура - +10 °С, Определить степень сжатия, которую развивает этот нагнетатель при подаче 260 м³/мин и числе оборотов 5300 об/мин.

 

Вариант 21

На сколько повысится степень сжатия газа нагнетателем Н-300-1,23, работающим в условиях, описанных в предыдущей задаче, если число его оборотов увеличить с 5300 до номинального значения n₀ =6150 об/мин?

III. Рекомендуемая литература

1. Трубопроводный транспорт нефти и газа (под общей ред. проф. В.А. Юфина)// - М.: Недра, 1978.

2. Алиев Р.А., Белоусов В.Д., Немудрое А.Г. и др. Трубопроводный транспорт нефти и газа// - М.: Недра, 1988.

3. Трубопроводный транспорт нефти, т.1 (Васильев В.Г.,Коршак А.А., Лурье М.В., Писаревский В.М. и др.; под общей ред. СМ. Вайнштока)// - М: Недра, 2002.

4. Ишмухаметов И.Т., Исаев С.Л., Лурье М.В., Макаров СП. Трубопроводный транспорт нефтепродуктов// - М.:"Нефть и газ", 1999.

5. Колпаков Л.Г. Центробежные насосы магистральных нефтепроводов// - М.: Недра, 1985.

6. Лурье М.В. Сборник задач по трубопроводному транс­порту нефти, нефтепродуктов и газа// - М.: Нефть и газ, 1995.

7. Козаченко А.Н., Никишин В.И., Поршаков Б.П. Энерге­тика трубопроводного транспорта газов// - М.: ГУП "Нефть и газ" РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2001.

8. Лурье М.В. Математическое моделирование процессов трубопроводного транспорта углеводородов// - М.: ГУП "Нефть и газ" РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002.

9. Лурье М.В. Техника научных исследований. Размерность, подобие и моделирование явлений в проблемах транс­ порта и хранения нефти и газа// - М.: ГУП "Нефть и газ"
РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2001.

10.Новоселов В.Ф., Гольянов А.И., Муфтахов Е.М. Типо­вые расчеты при проектировании и эксплуатации газо­проводов// - М.: Недра, 1982.

11.Справочник по специальным функциям// - М.: Наука, 1979,с.131-132.

 

 

Содержание

 

I. Общие требования………..………………………….……………………………… 3

II. Методические рекомендации по выполнению контрольной работы,

задания для контрольной работы………………….…………………………… 3

Раздел 2.1 Машины и оборудование при строительстве и сооружении

магистральных трубопроводов и газонефтехранилищ…………………3

Раздел 2.2 Гидравлические характеристики работы насосов и насосных

станций. ……………………………………………………...……….……….…. 5

Раздел 2.3 Расчет режимов работы центробежных нагнетателей газа……….10

III. Рекомендуемая литература ……………………………………………..................…. 14

Содержание …………………………………………………………………………..15