Компрессорная станция

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ



Содержание

Введение

1. Исходные данные для расчёта компрессорной станции

2. Газодинамический расчёт компрессора

2.1 Исходные данные

2.2 Расчёт ГПА

2.3 Треугольники скоростей для ступени в масштабе на входе и на выходе

3. Описание и принцип работы газоперекачивающего агрегата

3.1 Газоперекачивающий агрегат типа ГПА Ц-6,3 Б 56/1,45

3.1.1 Назначение

3.1.2 Состав

3.1.3 Устройство

3.2 Принцип работы

4. Описание работы компрессора, его узлов и деталей



Введение

Газовая промышленность - сравнительно молодая отрасль народного хозяйства, определяющая высокие темпы его развития, что обусловлено быстрым ростом потребления энергетических ресурсов, в которых одно из ведущих мест занимает природный газ.

Применение газа в народном хозяйстве осуществляется по следующим основным направлениям:

- технологическое использование газа;

- энергетическое использование в виде топлива;

- коммунально-бытовые нужды;

- переработка газа с целью производства жидких углеводородов, серы, метанола.

С использованием этого высококачественного энергоносителя и ценного химического сырья ныне выпускается 94,5% стали и чугуна, 65% цемента, 95% минеральных удобрений.

Развитие газовой промышленности в решающей степени зависит от дальнейшего технического её переоснащения.

Для успешного выполнения заданий по добыче и транспортировке газа необходимо ускоренное оснащение компрессорных станций новыми перекачивающими агрегатами повышенной единичной мощности (16 и 25 тыс. кВт), а также полнонапорными нагнетателями мощностью от 7 тыс. кВт до 10 тыс. кВт.

Резко возросшие в последнее время объёмы транспорта газа повысили требования к снижению удельных затрат на его транспортировку и к увеличению надёжности газопотребления. Известно, что потребление газа неравномерно как по сезонам, так и в течение суток. Отклонения режимов работы от проектных ведут к значительным перерасходам топливного газа.

Перемещаясь по газопроводу - от головного сооружения к месту потребления - газ преодолевает сопротивление движению из-за местных и линейных потерь. При этом давление газа падает. Вместе с уменьшением давления уменьшается и плотность газа, то есть в целом его весовой заряд. Исходя из технико-экономических условий расчёта, на газопроводах строятся линейные компрессорные станции, отстоящие друг от друга в среднем на 100 - 150 км.

Компрессорные станции - это сложные и крупные инженерные сооружения, обеспечивающие основные технологические процессы по подготовке и транспорту газа:

- очистка;

- осушка;

- сжатие;

- охлаждение.

На компрессорной станции имеется оборудование, обеспечивающее водоснабжение, энергоснабжение, маслоснабжение, вентиляционные установки, установки пожаротушения.

Различают компрессорные станции головные и промежуточные (линейные).

Головные компрессорные станции сооружают вначале газопровода. Они предназначены для приёма газа с месторождения, его очистки, осушки, повышения давления до расчётного или рабочего.

На линейной компрессорной станции, которая сооружается между начальной и конечной точками газопровода, поддерживается давление на участках газопровода между двумя станциями.



1. Исходные данные для расчёта компрессорной станции

1. Производительность ГКС - 9,0 •10⁹ м3/год;

2. Давление всасывания (избыточное) - 3862 кПа;

3. Давление нагнетания (избыточное) - 5600 кПа;

4. Температура газа на входе - 288 К;

5. Мощность единичного агрегата - 6,3 МВт;

6. Суммарная мощность ГКС - 25,2 МВт;

7. Число агрегатов - 4;

8. Тип ГПА - Ц6,3Б/56-1,45.



2. Газодинамический расчёт компрессора

2.1 Исходные данные

Переменные исходные данные.

Мощность на валу компрессора N_в = 6300 кВт

Начальное давление P_н = 3862 кПа

Начальная температура T_н = 288 К

Конечное давление P_к = 5600 кПа

Универсальная газовая постоянная R =501 Дж/кг*К

Показатель адиабаты сжатия k = 1,308

Политропический КПД з_пол = 0,83

Теплоёмкость газа с_р = 2107 Дж/кг*К

Рабочее число оборотов ГТУ n = 8200 об/мин

Конструктивное соотношение о = 0,45

Коэффициент сжимаемости z = 0,92

Постоянные исходные данные.

Коэффициент внутреннего трения в_тр = 0,02

Коэффициент внутренних перетечек в_пер = 0,02

Механический КПД з_мех = 0,98

Допустимое напряжение кручения вала ф_кр = 5 х 107 Н/м2

Максимально допустимая окружная скорость [U₂] = 300 м/с

Скорость газа на входе в компрессор C_н = 20 м/с

Расчётная величина р = 3,14

Скорость газа на выходе из компрессора C_к = 20 м/с

Конструкторский угол на выходе из колеса в_2л = 45°

Коэффициент расхода ц_2ч = 0,24

Конструкторский угол на входе в колесо в_1л = 32°

Толщина лопатки колеса д_к = 0,005 м

Толщина лопатки диффузора д_д = 0,01 м

Расчётное соотношение к_с = 1,2

Конструктивное соотношение к_д = 1,05

Угол установки лопатки диффузора на входе б₄ = 40°

Густота решётки диффузора А_д = 2,2

2.2 Расчёт ГПА

Плотность газа в сечении Н-Н, кг/м³:

где с_н - плотность газа в начальном сечении, кг/м3;

P_н - начальное давление, кПа;

R - газовая постоянная, Дж/кг*К;

T_н - температура газа, К;

z - коэффициент сжимаемости.

.

Массовый расход газа в компрессоре, кг/с

где G - массовый расход газа, кг/с;

Vн - производительность, м3/с.

Показатель сжатия:

где у - показатель сжатия;

k - показатель адиабаты;

з_пол - политропический КПД.

Скорость газа в сечении 1-1, м/с:

C₁ = 0,3 [U₂],

где C₁ - скорость газа в сечении 1-1, м/с;

[U₂] - максимальная окружная скорость, м/с

C₁ = 0,3 · 300 = 90 м/с

Охлаждение газа во всасывающей камере, К:

где ДTвс - охлаждение газа во всасывающей камере, К;

с₁ - скорость газа, м/с

с_н - скорость газа на входе в компрессор, м/с;

с_р - теплоёмкость газа, Дж/кг*К.

Температура газа в сечении 1-1, К:

T₁ = T_н - ДT_вс

где T₁ - температура газа в сечении 1-1, К;

Т_н - температура газа по начальным условиям, К;

ДT_вс - охлаждение газа во всасывающей камере, К.

Т₁ = 288 - 1,827 =286,2 К.

Давление газа в сечении 1-1, кПа:

где P₁ - давление газа в сечении 1-1, кПа;

P_н - давление газа по начальным условиям, кПа;

K - показатель адиабаты сжатия.

Температура в сечении к-к, К:

где Т_к - температура газа в сечении к-к, К;

P_к - давление газа в сечении к-к, кПа;

у - показатель сжатия.

Подогрев газа в компрессоре, К:

ДТ = Т_к - Т₁,

где ДТ - подогрев газа в компрессоре.

ДТ = 320,5 - 286,2 = 34,3 К.

Полная работа компрессора, Дж/кг:

где l_пол - полная работа компрессора, Дж/кг;

у - показатель сжатия;

R - газовая постоянная, Дж/кг*К.

Теоретический коэффициент закручивания:

,

где ц2? - теоретический коэффициент закручивания;

ц2ч - коэффициент расхода;

в2л - конструкторский угол на выходе из колеса.

Число лопаток рабочего колеса:

Коэффициент циркуляции:

где м - коэффициент циркуляции;

р - расчётная величина.

Газодинамический КПД:

где з_h - газодинамический КПД;

з_пол - политропический КПД;

в_тр - коэффициент внутреннего трения;

в_пер - коэффициент внутренних перетечек.

Коэффициент давления:

где ш - коэффициент давления.

Максимальная работа ступени, Дж/кг:

где [l_эф] - максимальная работа ступени, Дж/кг;

[U₂] - максимально допустимая окружная скорость, м/с.

Расчётное число ступеней:

где i' - расчётное число ступеней компрессора.

Действительное число ступеней:

Принимаем: i = 2.

2Эффективная работа ступени, Дж/кг:

Плотность газа в сечении 1-1, кг/м³:

где с1 - плотность газа в сечении 1-1, кг/м3.

Плотность газа в сечении к-к, кг/м³:

где с_к - плотность газа в сечении к-к, кг/м3.

Коэффициент уменьшения объёмов в сечении 1-1:

где k_V1 - коэффициент уменьшения объёмов в сечении 1-1;

с_н - плотность газа в сечении н-н, кг/м3.

Коэффициент уменьшения объёмов в сечении к-к:

где k_Vк - коэффициент уменьшения объёмов в сечении к-к;

с_н - плотность газа в сечении н-н, кг/м3.

Окружная скорость в сечении 2-2, м/с:

где U₂ - окружная скорость в сечении 2-2, м/с.

Окружная скорость в сечении 1-1, м/с:

где U₁ - окружная скорость в сечении 1-1, м/с

л - конструктивное соотношение.

Диаметр колеса в сечении 2-2, м:

где Д₂ - диаметр колеса в сечении 2-2, м;

n - частота вращения ротора об/мин.

Скорость газа в сечении 0-0, м/с:

где С₀ - скорость газа в сечении 0-0, м/с;

k_с - расчётное соотношение.

Диаметр покрывного диска, м:

где Д₀ - диаметр покрывного диска, м;

о - конструктивное соотношение;

K_V1 - коэффициент уменьшения объёмов в сечении 1-1.

Диаметр колеса в сечении 1-1, м:

Д₁ = Д₀ · K_Д ,

где Д₁ - диаметр колеса в сечении 1-1, м;

K_Д - конструктивное соотношение.

Д₁ = 0,448 · 1,05 = 0,471, м.

Радиальная скорость в сечении 1-1, м/с:

С_1r = U₁ · tg в_1n

где С_1r - радиальная скорость в сечении 1-1, м/с;

U₁ - окружная скорость в сечении 1-1, м/с.

С_1r = 143,5 · tg 32є =89,7 м/с.

Погрешность в определении абсолютной скорости в сечении 1-1:

Относительная скорость в сечении 1-1, м/с:

где W₁ - относительная скорость в сечении 1-1, м/с;

в_1л - конструкторский угол на входе в колесо.

Скорость звука в сечении 1-1, м/с:

где a₁ -скорость звука в сечении 1-1, м/с;

k - показатель адиабаты сжатия;

T₁ - температура газа в сечении 1-1, К.

Число Маха в сечении 1-1:

где М_W1 - число Маха в сечении 1-1.

Момент кручения на валу ротора, Н•м:

где М_кр - момент кручения на валу ротора, Нм;

N_в - мощность на валу компрессора, кВт;

N - частота вращения ротора, 1/мин.

Минимальный диаметр вала, м:

где d_min - минимальный диаметра вала, м;

ф_кр - допустимое напряжение кручения вала, Н/м2.

Диаметр втулки колеса в сечении 0-0, м:

d₀ = о · Д₀

где d₀ - диаметр втулки колеса в сечении 0-0, м;

о - конструктивное соотношение.

d₀ = 0,45 · 0,448 = 0,202 м.

Средний диаметр вала, м:

d_в = d₀ - 0,02,

где d_в - средний диаметр вала, м.

d_в = 0,202 - 0,02 = 0,182 м.

Первое критическое число оборотов, 1/мин:

где n_кр1 - первое критическое число оборотов, 1/мин;

i - действительное число ступеней компрессора;

Д₂ - диаметр колеса в сечении 2-2, м.

Первое относительное число оборотов ротора, 1/мин:

где n₁ - первое относительное число оборотов ротора, 1/мин:

Второе критическое число оборотов ротора, 1/мин:

n_кр2 = 3,8 · n_кр1 ,

n_кр2 = 3,8 · 10880 = 41340, 1/мин.

Второе относительное число оборотов ротора, 1/мин:

Коэффициент загромождения сечения:

где ф₁ - коэффициент загромождения сечения;

д_k - толщина лопатки колеса, м;

z_k - число лопаток рабочего колеса.

Ширина колеса в сечении 1-1, м:

где в₁ - ширина колеса в сечении 1-1, м;

C_1r - радиальная скорость в сечении 1-1, м/с

K_V1 - коэффициент уменьшения объёмов в сечении 1-1.

Радиальная скорость в сечении 2-2, м/с:

C_2r = ц_2r · U₂ ,

где C_2r - радиальная скорость в сечении 2-2, м/с;

ц_2r - коэффициент расхода.

C_2r = 0,24 · 239,2 = 57,42 м/с.

Окружная составляющая абсолютной скорости в сечении 2-2, м/с:

C_2u = м · ц_2? · U₂,

где C_2u - окружная составляющая скорости в сечении 2-2, м/с;

м - коэффициент циркуляции;

ц_2? - теоретический коэффициент закручивания.

C_2u = 0,838 · 0,76 · 239,2 = 152,3 м/с.

Абсолютная скорость газа в сечении 2-2, м/с:

Расчётный угол в сечении 2-2, рад:

Статическая работа ступени, Дж/кг:

где l_ст - статическая работа ступени, Дж/кг;

l_эф - эффективная работа, Дж/кг;

з_пол - политропический КПД.

Подогрев газа на участке Н-2, К:

где ДT_H-2 - подогрев газа на участке Н-2, К;

k - показатель адиабаты сжатия.

Коэффициент уменьшения объёмов в сечении 2-2:

где K_V2 - коэффициент уменьшения объёмов в сечении 2-2;

у - показатель сжатия.

Коэффициент загромождения сечения 2-2:

где ф₂ - коэффициент загромождения сечения 2-2;

д_k - толщина лопатки колеса.

Ширина колеса в сечении 2-2, м:

где b₂ - ширина колеса в сечении 2-2, м;

K_V2 - коэффициент уменьшения объёмов в сечении 2-2.

Относительная ширина колеса в сечении 2-2, м:

0,02 ? b₂ ? 0,08. компрессорный станция газоперекачивающий агрегат

Радиус кривизны лопатки колеса

где B_k - радиус кривизны лопатки колеса, м;

в_2л - конструкторский угол на выходе из колеса;

в_1л - конструкторский угол на входе в колесо.

Радиус начальной окружности лопатки колеса, м:

где R_k - радиус начальной окружности лопатки колеса, м.

Диаметр диффузора в сечении 3-3, м:

Д₃ = 1,05 · Д₂ = 1,05 · 0,557 = 0,585 м.

Диаметр диффузора в сечении 4-4, м:

Д₄ = 1,45 · Д₂ = 1,45 · 0,557 = 0,808 м.

Ширина диффузора в сечении 4-4, м:

b₄ = 1,2 · b₂,

где b₄ - ширина диффузора в сечении 4-4, м;

b₂ - ширина колеса в сечении 2-2, м.

b₄ = 1,2 · 0,034 = 0,041 м.

Средний угол потока в преддиффузоре:

где г₂ - средний угол потока в преддиффузоре, рад;

б₂ - расчётный угол в сечении 2-2, рад.

Угол установки лопаток в диффузоре в сечении 3-3:

Средний угол потока газа в диффузоре:

Радиус кривизны лопатки диффузора, м:

где В_д - радиус кривизны лопатки диффузора, м;

Д₄ - диаметр диффузора в сечении 4-4, м.

Радиус начальной окружности лопатки диффузора, м:

где R_д - радиус начальной окружности лопатки диффузора, м.

Коэффициент загромождения сечения 4-4:

где ф₄ - коэффициент загромождения сечения 4-4;

z_д - число лопаток в диффузоре;

д_д - средняя толщина лопатки диффузора, м.

Скорость газа в сечении 4-4, м/с:

где C₄ - скорость газа в сечении 4-4, м/с.

Диаметр нагнетательного патрубка в сечении к-к, м:

где Д_k - диаметр нагнетательного патрубка в сечении к-к, м;

C_k - скорость газа на выходе из компрессора, м/с;

K_Vk - коэффициент уменьшения объёмов в сечении к-к.

Температура газа в сечении 2-2, К:

T₂ = T_H + ДT_H-2,

T₂ = 288 + 10,9 = 298,9 К.

Давление газа в сечении 2-2, кПа:

где P₂ - давление газа в сечении 2-2, кПа;

P₁ - давление газа в сечении 1-1, кПа;

T₂ - температура газа в сечении 2-2, К;

Т₁ - температура газа в сечении 1-1, К;

у - показатель сжатия.

Плотность газа в сечении 2-2, кг/м3:

где с2 - плотность газа в сечении 2-2, кг/м3;

z - коэффициент сжимаемости.

Заносим в таблицу параметры расчётных точек.

Таблица 2.1 - Параметры расчётных точек

Параметры	Расчётные точки
	Н	1	2	К
Т, К	288	286,2	299,7	320,4
P, кПа	3862	3759	4382	7301
с, кг/м3	29,1	28,5	31,81	37,92
KVi	0,98	0,989	1,098	1,303

Таблица 2.2 - Основные геометрические размеры компрессора

Наименование	Обозначение	Размерность	Величина
Конструкторский угол на выходе из колеса	в2л	град	45
Конструкторский угол на входе в колесо	в1л	град	32
Толщина лопатки колеса	дк	м	0,005
Толщина лопатки диффузора	дд	м	0,01
Угол установки лопатки диффузора на выходе	б4	град	23,1
Диаметр покрывного диска в сечении 0-0	D0	м	0,448
Диаметр колеса в сечении 1-1	D1	м	0,471
Диаметр колеса в сечении 2-2	D2	м	0557
Диаметр втулки колеса в сечении 0-0	d0	м	0,202
Средний диаметр вала	dв	м	0,182
Ширина колеса в сечении 1-1	b1	м	0,031
Ширина колеса в сечении 2-2	b2	м	0,034
Радиус кривизны лопатки колеса	Bk	м	4,242
Радиус начальной окружности лопатки колеса	Rk	м	1,828
Диаметр диффузора в сечении 3-3	D3	м	0,585
Диаметр диффузора в сечении 4-4	D4	м	0,808
Ширина диффузора в сечении 4-4	b4	м	0,041
Угол установки лопатки в диффузоре	б4	рад	0,403
Радиус кривизны лопатки в диффузоре	Bд	м	0,392
Радиус начальной окружности лопатки в диффузоре	Rд	м	0,365
Диаметр нагнетательного патрубка в сечении к-к	Dk	м	0,435

2.3 Треугольники скоростей для ступени в масштабе на входе и на выходе

Расчёт ведём согласно работе [1]

На входе:

Масштаб скоростей м_V = 169,3/60 = 2,82 (м/с)/мм

С₁ = 90,0 м/с

U₁ = 143,5 м/с

W₁ = 169,3 м/с

В_1л = 32?

Рисунок 2.1 - треугольник скоростей в ступени на входе

На выходе:

Масштаб скоростей м_V = 239,2/100 = 2,4 (м/с)/мм

С_2r = 57,42 м/с

С_2u = 152,3 м/с

С₂ = 162,8 м/с

U₂ = 239,2 м/с

б₂=19,4⁰

Рисунок 2.2 - треугольник скоростей в ступени на выходе

Расчёт цикла ГТУ.

Расчёт ведём согласно работе [2]

Данные для расчёта ГТУ:

Полезная мощность N_пол = 6,3 кВт;

Эффективный КПД з_эф = 0,30;

Частота вращения ротора n = 8200 об/мин.

Данные для осевого компрессора:

Давление всасывания P_н = 1 бар

Давления нагнетания P_к = 4,6 бар

Температура в сечении н-н T_н = 303 К

Данные для осевой турбины

Давление в сечении н-н P_н = 4,5 бар

Давление в сечении k-k P_k = 1 бар

Температура T_н = T₃ = 1073 К

Изображение цикла ГТУ в i-S-диаграмме и выделение расчётных точек.

Рисунок 2.3 - Цикла ГТУ

Составление таблицы параметров расчётных точек.

Таблица 2.3 - Параметры расчётных точек.

Точки	1	2т	3	4т	2	4
P, бар	1	4,6	4,5	1	4,6	1
Т, К	303	548	1073	571	471	780
i, кДж/кг	300	560	1121	580	595,4	826

Расчёт параметров цикла.

Теоретический теплоперепад компрессора, кДж/кг:

H_ок = i_2т - i₁ ,

где H_ок - теоретический теплоперепад в компрессоре, кДж/кг;

i_2т - энтальпия точки 2т, кДж/кг;

i₁ - энтальпия точки 1, кДж/кг.

H_ок = 560 - 300 = 260 кДж/кг.

Действительный теплоперепад компрессора, кДж/кг:

H_к = H_ок/з_пол ,

где H_к - действительный теплоперепад компрессора, кДж/кг;

з_пол - политропический КПД.

H_к = 260/0,88 = 295,4 кДж/кг

Определение параметров точки 2:

i₂ = i₁ + H_к > T₂

где i₂ - энтальпия точки 2, кДж/кг.

i₂ = 300 + 295,4 = 595,4 кДж/кг

Теоретический теплоперепад турбины, кДж/кг:

H_от = i₃ - i_4т ,

где H_от - теоретический теплоперепад турбины, кДж/кг;

i₃ - энтальпия точки 3, кДж/кг;

i₄ - энтальпия точки 4т, кДж/кг.

H_от = 1121 - 800 = 321 кДж/кг.

Действительный теплоперепад турбины, кДж/кг:

H_т = H_от · з_тур ,

где H_т - действительный температурный перепад турбины, кДж/кг;

з_тур - КПД турбины.

H_т = 321 · 0,92 = 295,3 кДж/кг.

Находим параметры точки 4:

i₄ = i₃ - H_т = 1121 - 295,3 = 826 кДж/кг

Мощность турбины, кВт:

N_тур = N_полез/з_эф ,

где N_тур - мощность турбины, кВт;

N_полез - полезная мощность, кВт;

з_эф - эффективный КПД.

N_тур = 6,3/0,30 = 33333 кВт.

Определим количество циклового воздуха, кг:

G = N_тур / H_т ,

G = 33333/295,3 = 112,8 кг.



Рис2.4



3. Описание и принцип работы азоперекачивающего агрегата

3.1 газоперекачивающий агрегат типа гпа ц-6,3 б 56/1,45

3.1.1 назначение

Газоперекачивающие агрегаты типа ГПА-Ц-6,ЗБ представляют собой блочные, комплектные автоматизированные установки с газотурбинным авиационным приводом НК-14СТ серии 02 мощностью 6,3 МВт. Предназначены для транспортирования природного газа по магистральным газопроводам, а также для использования на дожимных компрессорных станциях.

Газоперекачивающий агрегат является унифицированным и в зависимости от конструкции проточной части нагнетателя может быть использован при конечном давлении 5,6 (56) МПа

Агрегат обеспечивает нормальную работоспособность при температуре окружающего воздуха от 233 К (минус 40°С) до 318 К (+45 °С).

Сжимаемый газ - природный, некоррозионный, взрывоопасный. Состав и термодинамические свойства расчётного природного газа приведены в ГОСТ 23194-83.

Запылённость газа, поступающего в нагнетатель, не должна превышать 5 мг/м³, размер механических частиц - не более 40 мкм

Максимальная влажность газа на всасывании - состояние насыщения при отсутствии капельной влаги.

Температура газа на всасывании от 233 К до 318 К (от -40°С до+45°С).

Тип компрессора -- двухступенчатый центробежный нагнетатель с вертикальным разъемом, спроектированный для параллельной работы в группе или для одного агрегата. Основные параметры нагнетателя приведены в ГОСТ 23194--83.

Тип приводного двигателя--НК-14СТ серии 02 ТУ 1-01-0714--83; авиационный, турбовальный, с силовой турбиной, укомплектованный двумя насосами марки 888 СТ.

Система смазки и уплотнения агрегата состоит из двух частей.

- Система смазки двигателя--циркуляционная под давлением с воздушным охлаждением;

- Система смазки и уплотнения нагнетателя -- циркуляционная под давлением с воздушным охлаждением.

Отборы воздуха от двигателя НК-14СТ, кг/с (кг/ч): на эжектор обдува статора силовой турбины--0,1 (360); для обогрева контейнеров--0,1 (360); на подогрев циклового воздуха--0,3 (1080).

Входной диффузор двигателя НК-14СТ оборудован коллектором для промывки проточной части двигателя.

3.1.2 Состав

1.Турбоблок

2.Блок систем обеспечения

3.Блок маслоохладителей с шумоглушителем всасывания

4.Устройство выхлопное

5.Устройство воздухоочистительное

6. Шумоглушитель выхлопа

7. Система подогрева циклового воздуха

8. Система обогрева

9. Система пожаротушения

10. Коллектор дренажа

11. Система масляная

12. Автоматизированная система управления комплектуется установкой А-705-15-06.

3.1.3 Устройство

Агрегат представляет собой установку, состоящую из стыкуемых между собой на месте эксплуатации отдельных блоков.

Монтаж агрегата на компрессорной станции осуществляется на специальном фундаменте.

Базовой сборочной единицей агрегата является турбоблок, в контейнере которого размещены нагнетатель с газотурбинным двигателем НК-14СТ авиационного типа.

На опорах внутри контейнера над турбоблоком установлено устройство выхлопное, предназначенное для выброса выхлопных газов от приводного двигателя.

На верхнюю опорную поверхность каркаса устройства выхлопного устанавливается шумоглушитель, используемый для глушения шума выхлопа.

Для удобства обслуживания агрегата и выполнения требований техники безопасности вспомогательное оборудование (маслобаки и маслоагрегаты, установка пожаротушения УАГЭ-8, щиты автоматизированной системы управления и др.) размещено в отдельном блоке систем обеспечения .

Для охлаждения масла, циркулирующего в системе маслоснабжения агрегата, предназначен блок маслоохладителей, расположенный на одной раме с шумоглушителем всасывания и установленный на блоке систем обеспечения.

Забор и очистка от пыли атмосферного воздуха для приводного двигателя осуществляются через ВОУ 7, установленного на блоке маслоохладителей.

После ВОУ поток очищенного воздуха через шумоглушитель всасывания поступает в камеру всасывания на вход осевого компрессора приводного двигателя.

Система подогрева циклового воздуха обеспечивает защиту воздухоочистительного устройства от обледенения. Для обогрева блоков и отсеков агрегата во время проведения пусконаладочных или регламентных работ в холодное время года агрегат снабжен системой обогрева. Слив отработанного масла с поддонов агрегата осуществляется через коллектор дренажа. Автоматизированная система управления агрегатом обеспечивает работу на всех режимах без постоянного присутствия обслуживающего персонала возле агрегата.

3.2 Принцип работы

Перекачиваемый газ по газопроводу через всасывающий патрубок поступает на вход двухступенчатого центробежного нагнетателя, где происходит его сжатие, и выбрасывается через нагнетательный патрубок в магистральный газопровод.

В качестве привода нагнетателя используется стационарный газотурбинный двигатель НК-14СТ авиационного типа, работающий на перекачиваемом газе. Выполнен по двухвальной схеме со свободной силовой турбиной.

Очищенный в воздухоочистительном устройстве агрегата воздух поступает в осевой компрессор двигателя, где он сжимается и поступает в камеру сгорания. Одновременно в камеру сгорания через рабочие форсунки подается топливо (природный газ). Из камеры горячие газы направляются на лопатки турбины компрессора, а затем по газовводу -- на силовую турбину.

Мощность турбины компрессора расходуется на вращение самого компрессора и приводов агрегатов, а мощность силовой турбины -- на привод ротора нагнетателя и на привод ее агрегатов. Механическая связь между силовой турбиной и ротором нагнетателя осуществляется через полый торсионный вал. Отработанные газы через улитку, выхлопное устройство и шумоглушитель выхлопа выбрасываются в атмосферу. Агрегат снабжен различными вспомогательными системами, обеспечивающими надежность его работы при установке на открытых площадках при температуре окружающего воздуха от 233 К (- 40°С) до 318 К (+45 °С).

4. Описание работы компрессора, его узлов и деталей

Объемные компрессоры повышают давление газа путем уменьшения замкнутого объема, содержащего определенное количество газа, т.е. определённое число молекул газа. Уменьшение замкнутой полости сопровождается увеличением концентрации молекул в единице объема. Давление газовой среды на стену пропорционально суммарной энергии содержания молекул газа со стенками. При увеличении числа молекул в единице объема возрастает число содержания молекул, приходящихся на единицу площади поверхности стенки, т.е. увеличивается давление газа.

Отметим, что процесс сжатия происходит периодически. Необходимо, чтобы рабочая полость периодически то увеличивалась, то уменьшалась. Во время уменьшения рабочей полости газ заполняет последнюю, входя в нее. Во время уменьшения этого объема газ сжимается, а его давление повышается и затем в сжатом виде газ выталкивается из рабочей полости.

Превращение вращательного движения вала, приводного двигателя в прямолинейное возвратно-поступательное движения поршня осуществляется кривошипно-шатунным механизмом.

Система охлаждения смешанная.

Размещено на Allbest.ru