2.2 Термодинамическая модель нагнетателя

Так как течение газа «медленное» то . Трубомагистраль считаем проложенной без перепадов высот, поэтому

Закон сохранения массы

— объемный расход.

Удельная работа совершенного нагнетателя l_k, Дж/кг:

Энергия диссипации:

Относительный внутренний(изоэнтропный) КПД компрессора:

2.3 Расчет параметров процесса сжатия.

Давление на выходе с нагнетателя p₂, МПа:

2.4 Анализ процесса сжатия по термодинам. Диаграммам состояния.

Расчет проводят в 2 приближения:

1) процесс равновесный.

2) учитывается трение

Энтальпия газа перед входом в нагнетатель

Рис.2.2. Схема процесса

По h-S-диаграмме состояния природного газа энтальпия h_2S:

, S_2S= 9.15

Удельная работа совершенного нагнетателя l_ks, кДж/кг:

Относительный внутренний(изоэнтропный) КПД компрессора ,

Удельная работа реального компрессора l_k, кДж/кг:

Энтальпия реального газа на выходе из компрессора:

По h-S-диаграмме состояния природного газа:

T₂=360 K, T_2S=355 K,

;

Удельная работа на привод совершенного компрессора, на основании предположения что газ идеальный, кДж/кг:

Удельная работа на привод реального компрессора, кДж/кг

Определим погрешность:

Рис. 2.3. Схема процесса сжатия в Т-S-координатах

Рис 2.4. Схема процесса сжатия в P-υ-координатах

2.5. Определение мощности на привод нагнетателя кс

Мощность нагнетателя N_k, МВт:

Количество компрессорных станций n:

Повышение эксергии газа:

.

Эффективный КПД нагнетателя:

.

Суммарная мощность , МВт:

Таблица 2.1 Результаты численных расчетов

Течение в газопроводе	Параметры идеального компрессора
	p1	p2	t1	t2			lks		lk		Nk	nКС	Nсум
	МПа	МПа									МВт		МВт
Изотермии-ческое	5,897	11,5	30	95	10	0,15	135	101.821	180	135.761	178.896	27	4830.19

Для привода нагнетателя выбираем 5 ГТУ мощностью 25 МВт.

Вывод: затрачиваемая в действительности работа на привод компрессора всегда больше теоретической работы, минимальное значение которой равно для неохлаждаемых компрессоров работе при изоэнтропическом сжатии. Величина изоэнтропного кпд зависит только от степени необратимости действительных процессов сжатия, всасывания и выталкивания газа. Следовательно для увеличения относительного изоэнтропного к.п.д. необходимо все процессы цикла, в результате которых производится полезная работа, осуществлять с минимальной степенью необратимости.

3. Расчет параметров цикла ГТУ

3.1 Постановка задачи.

Определить параметры цикла ГТУ, используемой для привода нагнетателя КС; по результатам выбора оптимальной величины повышения воздушного компрессора. Построить модели реального цикла ГТУ в T-S-координатах.

Рис. 3.1. Принципиальная схема ГТУ

Исходные данные:

температура на входе в компрессор ГТУ, ;

давление на входе в компрессор ГТУ, ;

температура газа перед турбиной, ;

средняя изобарная теплоемкость, ;

показатель адиабаты, ;

относительный внутренний кпд для компрессора, ;

относительный внутренний кпд для турбины, ;

механический кпд ГТУ, ;

теплота сгорания топлива,

нормальная плотность топлива, ;

коэффициент теплоиспользования ПКС, .