Рассмотрим участок газопровода постоянного диаметра с путевыми отборами и подкачками газа (рис. 2.13).
 |
Рис. 2.13. Схема газопровода с путевыми отборами (подкачками)
На основании уравнения объемной производительности газопровода можно записать
. (2.97)
Обозначив 
, для простого эквивалентного газопровода диаметром DЭ = D и длиной LЭ = 
, получим
. (2.98)
Эквивалентный расход в этом случае определяется из равенства
. (2.99)
Давления в точках подключения отводов (узловых точках) можно найти из соотношения
. (2.100)
2.3.9. Типы и характеристики центробежных нагнетателей
В настоящее время на предприятиях магистрального транспорта газа применяются центробежные газоперекачивающие агрегаты (ГПА) с приводом от газовых турбин и реже с приводом от электродвигателей. Различают полнонапорные центробежные нагнетатели (ЦН) со степенью повышения давления (степенью сжатия) в одном агрегате e=1,45¼1,5 и неполнонапорные нагнетатели, степень повышения давления которых составляет e=1,2¼1,3.
Различают параллельное и последовательно-параллельное соединение ГПА (рис. 2.14).
 |
Рис. 2.14. Схемы соединения ГПА на компрессорных станциях
а – параллельное соединение полнонапорных ГПА
б – последовательно-параллельное соединение неполнонапорных ГПА
Полнонапорные центробежные нагнетатели соединяются параллельно (одноступенчатое сжатие). Неполнонапорные ЦН соединяются последовательно в группу. Группы в свою очередь соединяются параллельно (двухступенчатое сжатие).
На рис. 2.14 введены следующие обозначения:
PВС, PНАГ – соответственно давление во всасывающей и нагнетательной линии ЦН;
DPВС – потери давления во всасывающей линии КС. DPВС зависят от рабочего давления в газопроводе и числе ступеней очистки газа в блоке пылеуловителей (ПУ). При P=7,5 МПа и одноступенчатой очистке DPВС=0,12 МПа;
DPНАГ=dPНАГ + dPОХЛ – потери давления в нагнетательной линии КС и обвязке АВО, dPНАГ=0,11 МПа, dPОХЛ=0,06 МПа;
PН=PНАГ - DPНАГ – давление газа в начале линейного участка;
PК=PВС + DPВС – давление газа в конце линейного участка.
Под степенью повышения давления (степенью сжатия) КС понимается отношение давления нагнетания PНАГ к давлению на входе PВС ЦН (группы ЦН).
Для полнонапорных нагнетателей
. (2.101)
Для неполнонапорных нагнетателей
, (2.102)
где e1, e2 – соответственно степень сжатия первой и второй ступени нагнетания.
При равномерной загрузке ступеней нагнетания
. (2.103)
Для расчетов режимов работы КС применяются характеристики ЦН, представляющие зависимость степени повышения давления e, политропического к. п. д. hПОЛ и приведенной относительной внутренней мощности [1]
(2.104)
от приведенной объемной производительности
(2.105)
при различных значениях приведенных относительных оборотов
, (2.106)
где rВС, zВС, TВС, Q ВС – соответственно плотность газа, коэффициент сжимаемости, температура газа и объемная производительность ЦН, приведенные к условиям всасывания;
R – газовая постоянная;
zПР, RПР, TПР – условия приведения, для которых построены характеристики;
Ni – внутренняя (индикаторная) мощность;
n, nН – соответственно рабочая частота вращения вала ЦН и номинальная частота вращения.
Одним из универсальных видов характеристик ЦН является приведенная характеристика ВНИИГАЗа (рис. 2.15).
 |
Рис. 2.15. Приведенная характеристика ВНИИГаза
Порядок определения рабочих параметров следующий:
1. По известному составу газа, температуре и давлению на входе в ЦН определяется коэффициент сжимаемости zВС;
2. Определяется плотность газа rВС и производительность нагнетателя при условиях всасывания
; (2.107)
; (2.108)
, (2.109)
где QКС, QЦН – соответственно производительность КС и ЦН при стандартных условиях;
mН – число параллельно работающих ЦН (групп ЦН).
3. Задаваясь несколькими (не менее трех) значениями оборотов ротора в диапазоне возможных частот вращения ГПА, определяются QПР и [n/nН]ПР. Полученные точки наносятся на характеристику и соединяются линией (плавная кривая abc на рис. 2.15).
4. Определяется требуемая степень повышения давления e. Проведя горизонтальную линию из e до кривой abc найдем точку пересечения. Восстанавливая перпендикуляр до пересечения с горизонтальной осью, находим QПР. Аналогично определяются hПОЛ и [Ni/rВС]ПР. Значение QПР должно удовлетворять условию QПР ³ QПР min, где QПР min – приведенная объемная производительность на границе зоны помпажа (расход, соответствующий левой границе характеристик ЦН).
5. Определяется внутренняя мощность, потребляемая ЦН
. (2.110)
6. Определяется мощность на муфте привода
, (2.111)
где NМЕХ – потери мощности (определяются по паспортным данным ГПА).