где N_i--- индикаторная мощность компрессора;

100 кВт - потери мощности на муфте привода;

В нашем случае для решения задачи использовано отношение вида:

= N_эф--/-- N_{распол.ном} (26)

которое находит выражение в характеристике представленной на рис.1 приложения. 1 Для определения коэффициентов с₀,с₁, с₂, с₃, с₄, с₅ было предложено следующее решение.

На общий вид предполагаемой зависимости (26) накладывается условие:

S= (x-x' )² = min, (27)

или

S= =(-¹+(с₀ + с₁ + с₂к_з + с₃ к_з + с₄² + с₅ к_з²))² (28)

причем: ¹f (с₀,с₁, с₂, с₃, с₄, с₅) f (с₀,с₁, с₂, с₃, с₄, с₅) (29)

к_з f (с₀,с₁, с₂, с₃, с₄, с₅) (30)

Задача будет решаться в виде системных линейных уравнений:

 (31)

После преобразований система линейных уравнений приобрела вид

(32)

Для определения значений сумм необходимых комбинаций была использована программа расчета их на ЭВМ. В программе приняты следующие обозначения (табл.4):

Таблица 4

Обозначения в программе расчета значений сумм

Приведём системы шести уравнений к виду:

40С₀+36,3298С₁+26С₂+23,6143С₃+ 33,5138С₄+19С₅=33,3141

36,3298С₀+33,5138С₁+ 23,6143 С₂+21,7838 С₃+31,3545 С₄+17,2566 С₅ =30,3008

26 С₀+23,6143 С₁+19 С₂+17,2566 С₃+21,7838 С₄+31,3545+17,2566 С₅=22,5755

23,6143 С₀+21,7838 С₁+17,2566 С₂+15,9189 С₃+20,3802С₄+13,6963С₄ С₅=20,55

33,5138 С₀+31,3545 С₁+21,7838 С₂+20,3802 С₃+29,7039 С₄+15,9189 С₅=27,987

19 С₀+17,2566 С₁+15,08 С₂+13,6963 С₃+15,9189С₄+12,658С₅=16,9844

Результаты расчета коэффициентов системы линейных уравнений методом Краута

X(1) = 0,1030416

X(2) = 1.082145

X(3) = 0.5064754

X(4) = 0.3917942

X(5) = -0.6643401

X(6)=-0.4313591

Результаты расчета характеристики ГТУ 16П по коэффициентам аппроксимации

8. Расчет режима работы КС

ГПА-16Р ”Урал”

N^н_е=16000 кВт;

k_н=0,95;

k_обл=1,025;

k_у=1;

k_t=3,7;

T^н_{воздуха}=-9С=264К

[Т_н]_пр=288К

235 СПЧ 1.45-76 6500 ПГ

Q_н=0,72 млн. м³сут.;

n_min=3360 об/мин;

n_max=5630 об/мин;

zR_пр=500,87 Дж/кгК

n_н=5300 об/мин

с_ст=0,684 кг/м³

МПа

= 5,211/4,54=1,147

= 290/193,7 = 1,5

Для расчетов режимов работы КС применяются характеристики ЦН, представляющие зависимость степени повышения давления , политропического к. п. д. _ПОЛ и приведенной относительной внутренней мощности

(1)

от приведенной объемной производительности

(2)

при различных значениях приведенных относительных оборотах

(3)

где _ВС, z_ВС, T_ВС, Q _ВС - соответственно плотность газа, коэффициент сжимаемости, температура газа и объемная производительность ЦН, приведенные к условиям всасывания;

R - газовая постоянная;

z_ПР, R_ПР, T_ПР - условия приведения, для которых построены характеристики;

N_i - внутренняя (индикаторная) мощность;

n, n_Н - соответственно рабочая частота вращения вала ЦН и номинальная частота вращения.

Одним из универсальных видов характеристик ЦН является приведенная характеристика (рис.1).

Порядок определения рабочих параметров следующий:

По известному составу газа, температуре и давлению на входе в ЦН определяется коэффициент сжимаемости z_ВС;

(4)

Определяется плотность газа _ВС и производительность нагнетателя при условиях всасывания

.

;

где Q_КС, Q_ЦН - соответственно производительность КС и ЦН при стандартных условиях, Q_КС=Q;

m_Н - число параллельно работающих ЦН (групп ЦН).

(см. приложение 3)

Задаваясь несколькими (не менее трех) значениями оборотов ротора в диапазоне возможных частот вращения ГПА, определяются Q_ПР и [n / n_Н] _ПР. Полученные точки наносятся на характеристику и соединяются линией

Определяется требуемая степень повышения давления

=, (5)

Где Р_ВС,Р_наг - соответственно номинальное давление на входе и выходе ЦН.

Проведя горизонтальную линию из до кривой найдем точку пересечения. Восстанавливая перпендикуляр до пересечения с горизонтальной осью, находим Q_ПР. Аналогично определяются _ПОЛ и [N_i /_ВС]_ПР. Значение Q_ПР должно удовлетворять условию Q_ПР Q_{ПР min}, где Q_{ПР min} - приведенная объемная производительность на границе зоны помпажа (расход, соответствующий левой границе характеристик ЦН).

Определяется внутренняя мощность, потребляемая ЦН

(6)

Определяется мощность на муфте привода

(7)

где N_МЕХ -механические потери мощности в редукторе и подшипниках ЦН при номинальной загрузке (для нагнетателя типа 235 СПЧ 7.45-76 6500 ПГ N_мех=250кВт).

Вычисляется располагаемая мощность ГТУ

(8)

где N_e^Н - номинальная мощность ГТУ;

k_Н - коэффициент технического состояния по мощности;

k_ОБЛ - коэффициент, учитывающий влияние системы противообледенения (при отключенной системе k_ОБЛ=1);

k_У - коэффициент, учитывающий влияние системы утилизации тепла;

k _t - коэффициент, учитывающий влияние атмосферного воздуха на мощность ГТУ;

T_ВОЗД, T_ВОЗД^Н - соответственно фактическая и номинальная температура воздуха, К;

Значения N_e^Н, k_Н, k_ОБЛ, k_У, k _t, T_ВОЗД^Н принимаются по справочным данным ГТУ.

Производится сравнение N_e и N_e^P. должно выполняться условие N_e N_e^P. При невыполнении этого условия следует увеличить число m_Н и повторить расчет начиная с пункта 3.2.

16250<17653,568 -условие выполняется.

Определяется температура газа на выходе ЦН

, (9)

где k - показатель адиабаты природного газа, k=1,31.

Необходимое количество топливного газа

Расход топливного газа одним ГПА

(10)

Расход топливного газа КЦ-3

(11)

Список использованных источников

1. Синицын С.Н., Барцев И.В., Леонтьев Е.В. Влияние параметров природного газа на характеристики центробежных нагнетателей. М.: Недра, 2018, В кн.: Транспорт и хранение газа (Труды ВНИИГАЗа, вып. 29/37).

2.Альбом приведенных газодинамических характеристик и центробежных нагнетателей. Союзоргэнергогаз. ВНИИГАз, М., 2018. 87

3. Определение нормы технологического проектирования. Магистральные трубопроводы. Часть 1. Газопроводы. ОНТП-51-1-85. М.: 2017. 202 с.

4. Берман Р.Я., Панкратов В.С. Автоматизация систем управления магистральными газопроводами. Л.: Недра, 2019. 159 с.

5. Сухарев М.Г., Ставровский Е.Р. расчеты систем транспорта газа с помощью вычислительных машин М.: Недра, 2020. с.

6. Golianov A., Benmounah O. Choix des turbines a gaz dans le transport des hydrocarbures par canalisation.// Гольянов А., Бенмунах О. Выбор газовой турбины при транспорте углеводородов по трубопроводам/ Exposs du Seminaire National sur Expoitation et de la Maintenance des Turbines gaz. I.N.H. Boumerdes, 2019.

Приложения

Значения расчетных величин:

[Т_н]_пр=288К; R_пр=51,8 кГ·м/(кг·К); Z_пр=0,901; n_н=4900 об/мин;

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1 График зависимости приведенной относительной внутренней мощности от приведенной объемной производительности

Значения расчетных величин:

[Т_н]_пр=288 К; R_пр=51,8 кГ·м/(кг·К); Z_пр=0,901; n_н=4900 об/мин.

Рис. 2 График зависимости политропного КПД от приведенной объемной производительности

Значения расчетных величин:

[Т_н]_пр=288 К; R_пр=51,8 кГ·м/(кг·К); Z_пр=0,901; n_н=4900 об/мин.

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3 График зависимости квадрата степени сжатия от приведенной объемной производительности

Размещено на Allbest.ru