Расчёт оптимальных параметров газопровода, перекачивающего газ от Бованенковского месторождения к пункту потребления

ВВЕДЕНИЕ

Роль трубопроводного транспорта в системе газовой отрасли промышленности чрезвычайно высока. Он является основным и одним из дешёвых видов транспорта газа от мест добычи до мест потребления и экспорт. Магистральные газопроводы, обеспечивая энергетическую безопасность страны, в тоже время позволяют разгрузить другие виды транспорта.

Функционирование газопроводов практически всецело зависит от расположенных на них компрессорных станций (КС), которые являются единственными движителем мощных газовых потоков по трубопроводным магистралям.

При проектировании любого газопровода необходимо выполнять технологический расчёт.

Одной из главных задач технологического расчета магистральных газопроводов является определение экономически наивыгоднейших параметров транспорта газа. При этом оптимизируются следующие параметры: диаметр (при заданной производительности МГ), производительность (при заданном диаметре труб), рабочее давление и степень сжатия КС. Общим критерием оптимальности принимаемого решения является прибыль или приведенные годовые  затраты. Оптимальному решению соответствует максимальная прибыль или минимальные приведенные затраты.

1  Расчет свойств перекачиваемого газа

Согласно техническому заданию, газ поступает на перекачку с «Бованенковского» месторождения. Данные по характеристикам природных газов данного месторождения приведены в таблице А.1 (смотреть приложение А).

Согласно методикам, представленным в [1], [2] технологический расчёт магистрального газопровода проводится при стандартных условиях (293К и 0,101325 МПа).

Плотность газа определяется по формуле аддитивности (пропорционального сложения):

где a_i – доля каждого компонента в смеси для данного состава газа; ρ_iГ – плотность компонента при стандартных условиях, кг/м³.

Молярная масса природного газа также определяется по формуле аддитивности:

где  M_iГ– молярная масса компонента при стандартных условиях, кг/моль.

Газовая постоянная природного газа зависит от состава газовой смеси и определяется по формуле:

где R^* – универсальная газовая постоянная,  R^* = 8314,4 Дж/(кмоль · К).

Псевдокритические температура и давление для природных газов с содержанием метана 85 % и более могут быть найдены по известной плотности газа:

Относительная плотность газа по воздуху при стандартных условиях определяется по формуле:

2 Выбор рабочего давления, типа ГПА и определение диаметра газопровода

2.1 Выбор основного оборудования компрессорных станций

Современные газопроводы работают с рабочим давлением 7,50 МПа (75 кгс/см²). Поэтому зададимся в расчётах этой величиной.

Определяем суточную производительность газопровода:

где Q_г – годовая производительность газопровода, К_И – оценочный коэффициент