Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
2.4. Оптимизация температурного режима газопровода
Основной причиной установки АВО на КС является необходимость обеспечения сохранности антикоррозионной изоляции и устойчивости трубопровода. С другой стороны, охлаждение приводит к снижению средней температуры газа в участке, что сопровождается снижением гидравлического сопротивления и, как следствие, повышением пропускной способно сти участка или при неизменной производительности снижением затрат энергии. Снижение средней температуры на 3-4 градуса приводит к повышению пропускной способности на 1%. Следовательно, охлаждение газа является достаточно эффективным способом повышения экономичности работы МГ.
Оптимизация температурного режима МГ может рассматриваться в двух аспектах:
- оборудование КС установками охлаждения газа;
- выбор оптимального числа работающих вентиляторов на установленных АВО.
Установка новых АВО приводит к повышению стоимости основных фондов КС. Доля АВО в стоимости станции составляет (3-4)% . Охлаждение газа приведет к снижению затрат мощности ГПА на его транспорт и, как следствие, к снижению стоимости энергии на перемещение газа по участку. В АВО газ охлаждается воздухом, подаваемым вентиляторами с приводом от электродвигателей, что увеличивает затраты электроэнергии на КС.
Увеличение суммарной стоимости затрат энергии на транспорт газа по участку однозначно свидетельствует о нецелесообразности оборудова ния КС аппаратами воздушного охлаждения.
При снижение затрат энергии целесообразность оборудования КС АВО оценивается сроком окупаемости дополнительных капиталовложений:
, (2.3)
где КА - капитальные затраты на дооборудованние КС;
S1 и S2 - стоимость энергии до и после дооборудованния КС;
Для случая оборудования КС газотурбинными перекачивающими агрегатами энергозатраты представлены топливным газом и электроэнергией:
, (2.4)
где QT – расход топливного газа (2.19), тыс.м3;
СТ – стоимость топливного газа, руб/тыс м3;
СЕ – стоимость электроэнергии, руб/кВт час;
АЕ - затраты электроэнергии на охлаждение газа, кВт час:
, (2.5)
пв - количество работающих вентиляторов на всех АВО, при ко тором обеспечивается оптимальное значение температуры T1;
NВ - мощность, потребляемая одним электродвигателем, вращаю щим вентилятор, кВт;
Тb - время работы вентиляторов, час.
Температура газа на выходе КС и средняя температура газа в участке определяются уравнениями (1.59) и (1.61).
Оптимальная температура газа на выходе КС и соответствующая ей схема работы АВО определяются минимумом затрат энергии (2.4).
Газ, поступающий на КС с температурой Т2, при компримирование нагревается до температуры ТН:
. (2.6)
На МГ малого диаметра температура на выходе станции Т1 равняется ТН. Если станция оборудована АВО, то в этом случае
, (2.7)
где Q0 - теоретический теплосъем с одного АВО при двух работающих вентиляторах, Вт;
, , - коэффициенты тепловой эффективности АВО при 1,2 и 0 работающих вентиляторах;
п2, п1, п0 - количество АВО, работающих с 2,1 и 0 вентиляторов;
G - массовый расход газа через все АВО, кг/с;
СРт - теплоемкость газа при условиях АВО, Дж/(кг ? град) при
, (2.8)
здесь Т1-температура газа на выходе КС (АВО).
Теплосъем Q0 удобно определять по номограммам теплового расчета АВО в зависимости от G1 и (Тн – ТА) . Для АВО 2АВГ-75с Q0 можно определить из зависимости:
, (2.9)
где Q0 – теплосъем с одного АВО при двух работающих вентиляторах, кВт;
ТА – температура воздуха, К;
G1 - массовый расход одного АВО, кг/с.
Значения коэффициентов kA2, и определяются по результа там эксплуатации АВО. В первом приближении можно принять = 0,55—0,60, = 0,18—0,20.
Количество работающих вентиляторов для реализации заданной тем пературы на выходе КС определяется из (2.7). Принимая во внимание, что при регулировании температуры сначала отключают поочередно по одному вентилятору на всех АВО и только после этого начинают отключение вто рых, в сумме уравнения (2.7) никогда не будет больше двух слагаемых. Для определения схемы работы удобно воспользоваться величиной среднего коэффициента эффективности:
, (2.10)
где п - количество работающих на КС АВО.
В зависимости от величины kСР возможны следующие варианты:
Схема работы АВО определяется из условия минимума затрат электроэнергии для обеспечения оптимальной температуры газа за КС. Не рекомендуется принимать температуру на выходе КС более 50° С.
В соответствии с (1.60) температура газа стремится к температуре окружающей среды. С учетом дроссельного эффекта (1.59) температура газа в конце участка будет меньше температуры окружающей среды. При температуре грунта близкой к 0°С температура газа может быть отрицательной, что вызовет промерзание грунта вокруг труб и приведет к появлению дополнительных деформаций трубопровода. Рекомендуется ограничивать температуру газа в конце участка Т2 = 271—273 К, что приводит к ограничению температуры газа на выходе КС. Если МГ проложен в многолетнемерзлых грунтах, то температура газа в конце участка может быть равной температуре грунта. Минимальная температура на выходе КС определяется из (1.59).