варианта КС т.е. определяется оптимальная марка ГПА число и схема соединения машин данной марки количеств

Работа добавлена на сайт samzan.net:

3 Определение количества газоперекачивающих агрегатов, аппаратов воздушного охлаждения и пылеуловителей

3.1 Определение количества ГПА

Для определения оптимального количества ГПА необходимо определить суточную производительность. Суточная производительность КС составляет 55 млн.м3/сут.

После определения экономичного типа КМ для проектируемой КС, производится выявление оптимального варианта КС - т.е. определяется оптимальная марка ГПА, число и схема соединения машин данной марки, количество ступеней сжатия. Для этого из множества КМ требуемого типа предварительно выбирается несколько машин разных марок отличающихся подачей и степенью сжатия (или давления нагнетателя). При этом, если в каком-либо из вариантов предусматривается использование неполнонапорных нагнетателей, то данный вариант дополнительно разбивается на два подварианта, отличающихся количеством ступеней сжатия. В итоге образуется несколько вариантов, из которых нужно будет выбрать более экономичный. Для каждого варианта и подварианта КС определяется число резервных машин степень сжатия КС и удельные приведенные расходы по станции с учетом типа привода Cк. На основе значений и Ск рассчитывается комплекс (3.3).

æ ; (3.3)

Центробежные нагнетатели могут приводиться электродвигателями и газотурбинными установками (ГТУ).

Таблица 1

Характеристика ГПА

Тип ГПА

Тип ЦБН

Подача, млн. м3/сут

Давление нагнетания, Рн МПа

Давление на входе

Рвх, МПа

(I ступень)

Давление на входе

Рвх, МПа

(II ступень)

ЭГПА-12,5

280-11-1

12,5

7,5

5,2

4,97

Так как производительность КС больше 15 млн./сут, то в качестве компрессорных машин экономичнее будет использовать центробежные нагнетатели.

Приведенные затраты на КС рассчитываются по формуле:

тыс. руб./год; (3.4)

где Э - эксплуатационные затраты на станции, тыс. руб./год;

К - капиталовложения в КС, тыс. руб.;

Е - отраслевой коэффициент, обратный сроку окупаемости и равный для объектов транспорта и хранения нефти и газа 0,15, 1/год.

Эксплуатационные затраты на станции:

, тыс. руб./год, (3.5)

где n - число рабочих ГПА на станции;

- число резервных ГПА на станции;

-коэффициенты, отражающие затраты, связанные с ГПА и другими системами и службами КС, независимые от числа ГПА на КС.

Капиталовложения в КС:

К = (n+)·, тыс. руб. (3.6)

Расчет приведенных затрат на КС для ЭГПА-12,5.

Численные значения коэффициентов:

аэ=749, bэ=46, сэ=443, ак=426, bк=6269

Одноступенчатое сжатие, n=2, =1.

Э = 2 . 749 + 1.46 + 443 = 1987 тыс. руб/год.

К = (2+1)·426 + 6269= 7547 тыс. руб.

Ск = 1987 + 0,15·7547 = 3119 тыс. руб/год.

Степень сжатия:

; (3.7)

где - давление нагнетания, МПа;

- давление на входе в нагнетатель, МПа.

æ == 6275 тыс. руб/год.

Таблица 2

Расчет приведенных затрат

Тип ГПА

Схема соединения

ЭГПА-12,5

параллельная

1,41

6275

При данной производительности возможно соединение ЭГПА-12,5 параллельно. В работе будут находится 2 агрегата, 1 агрегат будет в резерве.

3.2 Расчет потребного количества циклонных ПУ типа ГП-144

Установка очистки газа предназначена для очистки поступающего на КС газа от твердых и жидких примесей и предотвращения тем самым загрязнения и эрозии оборудования и трубопроводов станции.

Очистка газа на установках проводится, как правило, в одну ступень - в пылеуловителях (ПУ). В ряде случаев применяется двухступенчатая очистка газа с

использованием на второй ступени фильтров-сепараторов; подобная очистка предусматривается преимущественно на каждой 3-5 КС и практикуется в основном после участков газопроводов с повышенной вероятностью аварий, а также после подводных переходов протяженностью более 500 метров, подверженным относительно частым ремонтам и загрязнению. В данном курсовом проекте рассматривается одноступенчатая очистка газа в ПУ. В качестве ПУ на КС применяются аппараты двух типов - масляные и циклонные. Очистка газа от примесей в масляных ПУ осуществляется в результате контакта газа с маслом в нижней части ПУ и оседания твердых и жидких включений на поверхности масла. В циклонных ПУ освобождение газа от примесей производится с помощью сил, создаваемых в аппаратах за счет их особой конструкции. Преимущественное применение в настоящее время находят аппараты циклонного типа. Расчет потребного количества циклонных ПУ для установок очистки газа на КС производится на основе характеристик данных аппаратов и выполняется в следующей последовательности.

Первоначально уточняется рабочее давление ПУ. Оно соответствует давлению на входе КС. Затем по характеристике ПУ ГП-144 определяются его максимально и минимально допустимые производительности - Qmin и Qmax. При отличии плотности транспортируемого газа при стандартных условиях от 0,75 кг/м3, полученные значения корректируются. По уточненным значениям производительностей определяется потребное число ПУ таким образом, чтобы при отключении одного из аппаратов, нагрузка на остальные в работе не выходила за пределы их максимальной производительности Qmax, а при работе всех аппаратов - не выходила за пределы минимальной производительности Qmin. При этом для любого режима работы общие потери давления на стороне всасывания КС не должны превышать нормативную величину.

Рабочее давление пылеуловителя

, МПа; (3.8)

где - рабочее давление пылеуловителя, МПа;

- давление на входе КС, МПа;

=+, МПа; (3.9)

где - давление на входе нагнетателей, МПа;

- потери давления во входных технологических коммуникациях КС одноступенчатой отчистке газа, МПа;

=5,2 МПа;

=0,08 МПа;

= 5,2 + 0,08 = 5,28 МПа;

= 5,28 МПа.

Коэффициент зависит от плотности газа 0,699 кг/м3 и температуры 0 оС. Коэффициент изменения производительности ПУ=0,91.

По характеристике циклонного пылеуловителя ГП-144 определяем:

= 13 млн. м/сут;

= 18 млн. м/сут.

Производительность корректируется с учетом коэффициента изменения производительности пылеуловителей.

= 0,91 . 8 = 7,28 млн. м/сут;

= 0,91. 17 = 15,47 млн. м/сут.

Находим количество пылеуловителей.

, шт. (3.10)

шт., принимаем 2 шт.

, шт. (3.11)

шт. Принимаем 1 шт.

-= 1 – 2 шт.

Принимаю n = 1 шт.

Производительность при работе всех ПУ:

млн. м/сут;

Q = 7,5 млн. м/сут > Qmin = 7,28 млн. м/сут.

Производительность ПУ при отключении одного пылеуловителя:

млн. м/сут < Qmax = 15,47 млн. м/сут.

Условия выполняются, следовательно, принимаем циклонные пылеуловители марки ГП-144 в количестве n = 2 штук.

3.3 Подбор аппаратов воздушного охлаждения газа

Компремирование газа на КС сопровождается его нагревом. Охлаждение газа проводится на выходе станций и осуществляется с целью: предотвращение нарушения устойчивости и прочности труб и покрывающей их изоляции; для предотвращения растепления грунтов многолетнемерзлых, в которых уложен газопровод, обслуживаемый КС; для повышения экономичности транспорта газа за счет уменьшения его объема при охлаждении.

Охлаждение газа осуществляется, как правило, в агрегатах воздушного охлаждения (АВО). Разработка установки охлаждения газа в объеме курсовой работы включает в себя: определение количества аппаратов воздушного охлаждения газа, разработку технологической схемы установки. Тип АВО – 2АВГ-75с, количество АВО - гидравлическим и тепловым расчетом газопровода, исходя из расчетной среднегодовой температуры наружного воздуха, среднегодовой температуры грунта на глубине заложения газопровода и оптимальной среднегодовой температуры охлаждения газа. Полученное количество АВО уточняется гидравлическим и тепловым расчетом газопровода для абсолютной максимальной температуры наружного воздуха и июльской температуры грунта.

Максимальная температура транспортируемого газа, определенная в ходе проверочного расчета, не должна приводить к потере устойчивости и прочности труб и изоляционного покрытия их. При невыполнении этого условия количество АВО должно быть увеличено.

3.3.1 Исходные данные для расчета потребного количества АВО

Среднегодовая температура наружного воздуха и среднегодовая температура грунта определяются по таблице. Оптимальная среднегодовая температура охлаждения газа принимаются на 10-15°С выше расчетной среднегодовой температуры наружного воздуха:

: (3.12)

где - среднегодовая температура наружного воздуха, °С;

- поправка на изменчивость климатических данных, принимается равной 2°С.

3.3.2 Подбор оптимального типа АВО

Определение общего количества тепла, подлежащего отводу от газа на установке

, Дж/с; (3.13)

где М- общее количество газа, охлаждаемого на КС, кг/с;

- теплоемкость газа при давлении на входе в АВО Дж/(кг·К);

t = 0,5

- температура газа на входе в АВО, равная температуре газа на выходе компрессорных машин, °С.

- оптимальная температура охлаждения газа, oC.Принимается на 10-15 градусов выше температуры окружающего воздуха.

3.3.3 Предварительное определение количества АВО

По номинальной производительности аппаратов (QАВО=196*103 кг/ч) и известной производительности КС определяется потребное количество АВО m и рассчитывается требуемые производительности одного аппарата каждого типа по теплоотводу и по газу М1:

(3.14)

шт.

, Дж/с; (3.15)

кДж/с.

, кг/с; (3.16)

кг/с.

3.3.4. Проверка принятого количества АВО по температуре охлаждающего воздуха.

(3.17)

где - температура воздуха на выходе АВО, ºС;

- температура воздуха на входе в АВО, ºС;

- общий объемный расход воздуха, подаваемого всеми вентиляторами одного АВО, м3/с;

- плотность воздуха на входе в АВО, кг/;

- теплоемкость воздуха при барометрическом давлении Ра и , Дж/(кг·К);

, кг/м3; (3.18)

Предварительно принятое количество АВО остается в силе при <. Если для некоторого типа АВО данное условие не соблюдается, количество аппаратов в этом случае увеличивается на один и расчет повторяется до получения необходимого соотношения между и .

3.3.5 Проверка принятого количества АВО по поверхности теплопередачи одного АВО.

;

где - расчетная (требуемая) поверхность теплопередачи одного аппарата, м2;

F - фактическая поверхность теплопередачи (для данного типа АВО), увеличенная на 10% с учетом возможного выхода из строя отдельных вентиляторов и загрязнения поверхностей теплообмена, м2;

- допустимое расхождение между и F, принимаемое равным 5% от F, м2.

,; (3.19)

, Дж/с. (3.20)

- коэффициент теплопередачи,

; (3.21)

; (3.22)

; (3.23)

где i- число ходов газа в аппарате;

- поправка, зависящая от параметров R и Р;

; (3.24)

; (3.25)

Если условие не выполняется, то расчет повторяется с измененным значением :

- при расчетное значение увеличивают;

- при расчетное значение уменьшают.

3.3.6 Расчет гидравлического сопротивления АВО по ходу газа (движение газа в зоне квадратичного закона сопротивления).

МПа; (3.26)

где - гидравлическое сопротивление АВО по ходу газа, МПа;

- сумма коэффициентов местных сопротивлений АВО по ходу газа, приводимая в технической характеристике аппарата;

- средняя скорость газа в трубах АВО, м/с;

, м/c; (3.27)

- плотность газа при давлении на входе в АВО и средней температуре газа в АВО, кг/м3;

S - площадь сечения одного хода труб АВО со стороны газа, м2;

, м2; (3.28)

d - внутренний диаметр труб, м;

- общее число труб в аппарате;

- эквивалентная шероховатость внутренней поверхности труб (в расчетах принимать 2·104 м), м;

l - длина труб АВО, м.

Полученное значение должно удовлетворять условию:

, или

где - нормативные потери давления в нагнетательных коммуникациях КС, равные 0,07. ..0,11 МПа в зависимости от рабочего давления газопровода (приложение 8 [5]), МПа;

- расчетные потери давления в нагнетательных коммуникациях КС, МПа;

-допустимые потери давления в АВО по ходу газа равные

0,015…0,020 Мпа.

0,01036 ≤ 1,2·0,020 = 0,018.

3.3.7 Определение энергетического коэффициента

Энергетический коэффициент используется для сравнения эффективности работы теплообменной аппаратуры и представляет собой отношение количества переданного тепла к затратам энергии на преодоление гидравлических сопротивлений теплообменника.

;

где Е - энергетический коэффициент;

N- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений со стороны поверхности теплопередачи, Вт;

Н- полный напор, развиваемый вентиляторами АВО, Па.

Основным критерием оптимальности в данном случае является минимум приведенных затрат по установке охлаждения газа. При отсутствии экономических данных по АВО за критерии оптимальности для ориентировочной оценки могут быть приняты энергетический коэффициент Е и металловложения в установку АВО.

Окончательно принимаем АВО типа 2АВГ-75с в количестве 23 штук.

					Проект магистрального газопровода

Изм	Лист	№ докум. ∏дддокумдокумента	Подп.	Дата
Разраб.	Денисова			Определение количества ГПА, АВО и ПУ	Лит	Лист	Листов
Провер.	Дудин С.М.				КП
					ТюмГНГУ гр. НТХ-03-2
Н.контр.
Утв.

1. Century Europe s one of the gret lwyers Christin humnists nd clssicl scholrs of his dy
2. О внесении изменений и дополнений в Правила обеспечения работников специальной одеждой специальной обувь.
3. Могучая Кучка
4. СевероОсетинская Государственная Медицинская Академия Министерства Здравоохранения и социального раз
5. С на новое Н Старое оборудование было куплено 5 лет назад за 20 00000 и прослужит еще в течение 5 лет после че
6. Связной передатчик
7. Реферат- Понятие срока годности, гарантийного срока и срока службы
8. Контрольная работа Выполнила студент 2 курса группа 17201
9. Я должен идти домой
10. Отстойник ОМ2 1 уплотнительная крышка; 2 цилиндрический сосуд; 3 стеклянная бюретка Рис
11. Сообщение на тему- Суксцессия
12. Тема 3. Організаційні та методологічні основи психологічної допомоги Телефону довіри
13. Приобретаете ли Вы макаронные изделия да нет
14. Тема- ldquo;Природа культура цивилизацияrdquo; Студент заочного отделения ГПу II курс шифр 97881
15. геометрическое тело форма которого состоит из трех поверхностей- двух одинаковых по форме плоских кругов и
16. Лабораторная работа 21
17. Организация и контроль выполнения управленческих решений на предприятии
18. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИОННО-ФОТОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ В РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ
19. Маркс Рассматривал религию в связи с обществом
20. Диференціація доходів населення

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе

варианта КС т.е. определяется оптимальная марка ГПА число и схема соединения машин данной марки количеств

Проект магистрального газопровода

ТюмГНГУ

гр. НТХ-03-2