Распределение нагрузки между двумя параллельно работающими ГПА

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина

Факультет «Проектирование, сооружение и эксплуатация систем трубопроводного транспорта»

Кафедра термодинамики и тепловых двигателей

Практическая работа

на тему: “Распределение нагрузки между двумя параллельно работающими ГПА”

Исходные данные:

Агрегат ГПА-Ц-16 с нагнетателем НЦ-16/76-1,44;

Агрегат ГТК-10 с нагнетателем 235-21-1;

Соединение: параллельное;

Qk=48*106 м3/сутки;

е=1,4;

P1=5,1 мПа;

t1=283,15 K;

r_ch4=0, 98;

м=16, 3 кг/кмоль ;

Параметры окружающей среды:

P_atm=0,099975 мПа ; t_atm= 283,15 К.

Решение:

1. Определение оптимального распределения нагрузки между двумя параллельно работающими агрегатами

Оптимальное распределение нагрузки между двумя параллельно работающими агрегатами соответствует соотношению располагаемых мощностей энергопривода агрегатов. Определим располагаемую мощность ГТУ по формуле:

, где

- паспортное значение мощности ГТУ

- коэффициент технического состояния ГТУ по мощности.

- коэффициент, учитывающий влияние температуры атмосферного воздуха на значение располагаемой мощности.

- коэффициент, учитывающий использование в ГТУ котла утилизатора.

-коэффициент, учитывающий влияние барометрического давления.

а) ГПА-Ц-16:

;

;

, где

- температура воздуха на входе в ОК ГТД,

, К;

- температура атмосферного воздуха, К ()

- коэффициент влияния атмосферного воздуха на располагаемую мощность для ГТУ различного типа. Оценочное значение ;

;

;

Значение коэффициента определяется в зависимости от барометрического давления. Барометрическое давление 750 мм.рт.ст. (из условия), то ;

б) ГТК-10:

;

;

, где

- температура воздуха на входе в ОК ГТД,

, К;

- температура атмосферного воздуха, К ()

газоперекачивающий нагрузка энергетический

- коэффициент влияния атмосферного воздуха на располагаемую мощность для ГТУ различного типа. Для ГТК-10 значение ;

;

Значение коэффициента определяется в зависимости от барометрического давления. Так как барометрическое давление 750 мм.рт.ст. (из условия), то ;

Учитывая, что суммарный коммерческий расход через ГГПА известен, тогда:

,

получаем

2. Определим основные параметры природного газа:

Универсальная газовая постоянная:

;

Стандартная плотность газа:

Зная , определим по приближенной формуле плотность на входе в КС: с_вх=39,95 кг/м³

а) НЦ-16/76-1,44

Объемный расход газа на входе в нагнетатель :

Теперь, зная степень повышения давления, находим рабочую точку ГГПА. Получаем:

; з_пол=0,837;

249 кВт.

б) Используя приведенную характеристику нагнетателя 235- 21-1 ,определим значение приведенной степени повышения давления газа , политропный КПД процесса сжатия и приведенная относительная внутренняя мощность, затрачиваемая в процессе сжатия природного газа в нагнетателе.

По характеристикам природного газа на входе в нагнетатель () определим коэффициент сжимаемости газа =0,893

Приведенный объемный расход природного газа найдем по формуле:

где - относительная частота оборотов рабочего колеса нагнетателя.

Примем .

По характеристикам природного газа на входе в нагнетатель ()определим коэффициент сжимаемости газа и его плотность , с использованием значения которой находится объемный расход природного газа на входе в нагнетатель .

Q_вх.пр.=

По графической характеристике сжатия находим:

Тогда относительная частота оборотов:

Приведенная степень сжатия:

Q_вх.пр.=

После чего по графической характеристике находим: е_пр=1,455 ;

Тогда относительная частота оборотов:

Приведенная степень сжатия:

Q_вх.пр.=

После чего по графической характеристике находим: е_пр=1,46 ;

Тогда относительная частота оборотов:

Приведенная степень сжатия:

Q_вх.пр.=

Степень приближения достаточна.

После чего по графической характеристике находим:

е_пр=1,457 ; 222 кВт/ата.

з_пол=0,84;

3. Определяем частоту вращения и расход газа

а) НЦ-16/76-1,44

Коэффициент «сдвига» расходно-напорной характеристики:

Отсюда можем посчитать действительную частоту вращения ротора ЦБН

Определим действительное значение :

Определим эффективную мощность ГТУ:

, где

- механический КПД, примем ;

- давление на входе КС в технических атмосферах (из условия).

Расход топливного газа:

, где

- низшая теплота сгорания топливного газа, кДж/м³, для расчетов рекомендуется принимать номинальное значение низшей теплоты сгорания природного газа

;

- фактический эффективный КПД ГТУ, , где

- паспортное эффективное КПД, ;

- коэффициент технического состояния по эффективному КПД ГТУ

,где

- номинальный коэффициент технического состояния ГТУ по топливному газу.

Тогда можем рассчитать расход топливного газа:

б) 235-21-1

Коэффициент «сдвига» расходно-напорной характеристики:

Отсюда можем посчитать действительную частоту вращения ротора ЦБН

Определим действительное значение :

Определим эффективную мощность ГТУ из формулы:

,

Откуда

Расход топливного газа:

, где

- низшая теплота сгорания топливного газа, кДж/м³, для расчетов рекомендуется принимать номинальное значение низшей теплоты сгорания природного газа

;

- фактический эффективный КПД ГТУ,

, где

- паспортное эффективное КПД, ;

- коэффициент технического состояния по эффективному КПД ГТУ

,где

- номинальный коэффициент технического состояния ГТУ по топливному газу;

Тогда можем рассчитать расход топливного газа:

4. Определим подачи технологического газа.

,

Вывод

В данной работе был произведен расчет характеристик на КС при работе двух параллельно работающих агрегатов ГПА-Ц-16 с нагнетателем НЦ-16/76-1,44 и агрегата ГТК-10 с нагнетателем 235-21-1. Соотношение распределяемых мощностей достигает 2,01 (По сравнению с паспортными данными, равными: 1,6). Также можно заметить, что расходы прямо пропорциональны мощности. В конце работы была определена энергетическая составляющая эксплуатационных затрат при оптимальном распределении нагрузки между ГПА.

Список литературы

1. Расчет, регулирование и оптимизация режимов работы ГПА. Калинин А.Ф. М.: МПА-Пресс, 2011;

2. Расчет термодинамических процессов трубопроводного транспорта газа. Методические указания по курсовому проектированию. Калинин, А.Ф.. М. 2013 -- 62 с.;

3. Энергосберегающие технологии при магистральном транспорте природного газа / Поршаков Б.П., Калинин А.Ф., Купцов С.М., Лопатин А.С., Шотиди К.Х. М.: МПА - Пресс, 2006. - 311 с.

Размещено на Allbest.ru