Сбор продукции газовых и газоконденсатных месторождений, страница 5

Мощность для перекачки газа на ДКС для заданного объема газа Q0 определяется по формуле:

                                                   (10.4.1)

где N – мощность, кВт; Р – давление, Па; Q0 – количество газа, м3/с; n – показатель политропы.

В качестве примера рассмотрим порядок расчета ДКС с центробежными нагнетателями Н300 – 1,23 с приводом от газовой турбины. Для расчета используют приведенную характеристику нагнетателя, представленную на рисунке 10.4.1. Приведенная характеристика – это при приведенной температуре [Тн]=288 К, приведенном коэффициенте  сверхсжимаемости [Zпр]=0,888, приведенной газовой постоянной Rпр=503,16 Дж/кг∙К зависимость  приведенной подачи [Qоб]пр, приведенной частоты вращения ротора [n/nн]пр, приведенной относительной мощности [Niн]пр, степени сжатия, политропического КПД – ηпол для конкретной характеристики перекачиваемого газа.

Для расчета числа параллельно работающих агрегатов предполагается, что как приводы, так и нагнетатели находятся в одинаковом техническом состоянии.

Рисунок 10.4.1 – Приведенные характеристики нагнетателя 235-21-1 при [Тн]пр=288 К; Zпр=0,888; Rпр=503,16 Дж/(кг∙К).

Расчет проводится в следующем порядке: для заданного типа агрегатов (на рисунке 10.4.2 даны приведенные характеристики нагнетателя Н-300-1,23), работающих параллельно, перекачки газа в объеме Q0, м3/сут, с относительной плотностью , давлением на входе Рвх и выходе Рвых, температурой на входе Твх=291К, при частоте вращения силового вала n требуется найти число параллельно работающих агрегатов, а также расход топливного газа.

Рисунок 10.4.2 – Приведенные характеристики нагнетателя Н-300-1,23 при [Тн]пр=288 К; Zпр=0,91; Rпр=490 Дж/(кг∙К).

1. По заданной относительной плотности  определяется:

Ркр=0,49(10–), МПа и Ткр=125(1+), К

или    

2. Коэффициент сверхсжимаемости для условий всасывания - Zвс

3. Газовая постоянная – R

Rв – газовая постоянная воздуха.

4. Плотность газа для условий всасывания

5. Приведенная частота вращения

где nн, n, Rпр, Тпр - даны на рисунке.

6. Степень сжатия

7. По рассчитанным значениям  и e по рисунку 10.4.2 находят значения:     

8. Подача одного агрегата – Qа, м3/сут определяется по формуле:

9. Мощность, потребляемая нагнетателем - Nа

Nа=[Niн]пр∙ρ·[n/nн]пр3

10. Мощность на валу газотурбинного привода по опытным данным за                   счет механических потерь увеличивается на 100 кВт:

N=Nа+100, кВт

11.Расход топливного газа Qт.г. на требуемую мощность N

Qт.г=N∙Qу.т.г, м3/час

Qу.т.г=0,434 м3/кВт∙час (см. таблицу 10.4.1) – удельный расход топливного газа на 1 кВт∙час энергии.

12. Температура природного газа на выходе из нагнетателя:

где k - показатель политропы; - КПД политропы.

13. Число параллельно работающих агрегатов

14. Общая потребность в топливном газе – Qо.т.г определяется по формуле:

Qо.т.г=Qт.г∙nа

Таблица 10.4.1 – Технические характеристики ГПА с газотурбинным приводом ГТН-6.

Параметры

Значения

1. Тип нагнетателя

Н-300-1,23

2. Номинальная подача, млн.м3/сут

19

Станционные условия:

3. Температура наружного воздуха, tао, 0С

15

4. Атмосферное давление Рао, МПа

0,1013

5. Сопротивление входного тракта, кПа

1,22

6. Сопротивление выходного тракта, кПа

7. Номинальная мощность Nео, МВт

6,3

8. Эффективный к.п.д. ГТУ ηео, %

24

9 Удельный расход топлива Gт.го/Nео, м3/кВт∙ч

0,434