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