Сбор и подготовка к транспорту природных газов, страница 83

Этот пример показывает, что если бы газ указанного состава дросселировался от 16 до 15 МПа, то его температура снизилась бы на 2,5 °С.

Следует отметить, что для точных расчетов следовало бы также вычислить коэффициент Джоуля—Томсона при давлении 15 МПа. Затем между значениями Di при 16 и 15 МПа найти среднее ариф­метическое значение дроссель-эффекта.

Для практических целей большое значение имеет определение конечной температуры газа при снижении его температуры.

При изоэнтяльпийном расти и пен и и газовой смеси конечная тем­пература системы определяется следующим образом.

1.  При заданных начальных р_{ и Ti определяют энтальпию
смеси (/,);

2.  Г1ри значении давления р₂ (давление после расширения) за­
даются разными значениями конечной температуры и определяют
энтальпию смеси (/г) и ее значение сравнивают с энтальпией смеси
при исходных pi и Т\. Расчет продолжают до тех пор, пока полу­
ченное значение энтальпии (в условиях р₂, Т'г) не будет равна
значению энтальпии исходной  смеси   (в условиях р_ь Ti), т. е.
/i = /₂.

Та температура, при которой соблюдается условие J\—J2, соот­ветствует температуре газа при снижении давления   от pi до р%.

При изоэктропийном расширении расчет ведется аналогичным способом, с той лишь разницей, что вместо энтальпии вычисляют энтропию. При соблюдении условия равенства Si = S2 расчет пре­кращают.

После определения значения Т₂, зная характеристику расшири­тельной машины, определяют фактическое значение перепада тем­пературы.

Из приведенного видно, что основным элементом расчёта про­цессов НТС, основанных на использовании избыточного давления газа, является определение энтальпии и энтропии смеси до и после ее расширения.

На практике наряду с дросселированием газа осуществляется и его дожатие. Такой процесс происходит на дожимных компрес­сорных станциях магистральных газопроводов, на УКПГ в период подающей добычи и для утилизации низконапорных газов уста­новок переработки газа и стабилизации конденсата и т. д.

Температура газа на выходе из компрессора Г_н может опреде­ляться по уравнению

х- 1

7¹н = Г_вс + -^е^ч'-^х,                                                        (V.5)

где Т_вс — температура газа на всасе, °С; Т_н—-температура газа после дожатия, °С; z_BC, z_H — коэффициент сверхсжимаемости газа в условиях всасывания и нагнетания; %— показатель адиабаты газа; гц — политропический к. п. д. процесса сжатия. е = р_н/р_вс—

139

степень сжатия газа, где р_н> рве — давление газа на нагнетании и всасе соответственно.

В правую часть уравнения (V.5) входит z_a, что также неизве­стно. Поэтому расчет Т_н ведут методом подбора, задаваясь значе­нием 2_Н.

Расчет состава фаз. Дросселирование реальных газов сопрово­ждается снижением их температуры. В зависимости от значения давления это может привести к конденсации части компонентов газа и, следовательно, к образованию жидкой фазы.. Чем ниже температура, тем выше степень конденсации компонентов.

Для определения количественного и качественного изменения фаз газожидкостной системы пользуются уравнениями

*t = _K.__{K^l°__l)L ,                                                      (v.6>

Y- =_____ ZlsEi___ ________ (V7>

где Хг — молярная доля компонента в исходной смеси до начала изменения параметров; Кг — константа равновесия компонента в условиях равновесия; L и V — молярная доля жидкой и газовой фаз соответственно; X* — молярная концентрация компонента в жидкой фазе после изменения параметров системы; У_г- — то же в газовой фазе.