Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Кафедра КВиХТ

Курсовая работа

«Расчет нагнетателя природного газа на степень сжатия 1,7»

Студент гр. 5034/1:	________________	Грачев А.А.
Преподаватель:	________________	Коршунов А.В.

Санкт-Петербург

2012

Содержание

Введение

1. Исходные данные для расчета

2. Расчет первой ступени

2.1 Определение действительного напора, наружного диаметра РК и объемной производительности

2.2 Расчет основных размеров РК

2.3 Определение основных размеров выходного устройства

3. Расчет второй ступени

3.1 Определение действительного напора, наружного диаметра РК и объемной производительности

3.2 Расчет основных размеров РК

3.3 Определение основных размеров выходного устройства

Список литературы

Введение

В связи с падением расхода и давления из-за выработки старых месторождений природного газа появляется необходимость в увеличении степени сжатия компрессорного цеха, а следовательно и каждого нагнетателя природного газа.

Центробежные нагнетатели природного газа, предназначенные для линейных компрессорных станций магистральных газопроводов, обычно выполняются одноступенчатыми или двухступенчатыми. Во втором случае рассчитываются последовательно обе ступени, причем расчет их принципиально не отличается.

Особенностями проектирования нагнетателей является необходимость учета высокого давления перекачиваемой среды и реальных физических свойств природного газа, это делается с помощью коэффициента сжимаемости Z, т.е. уравнение состояния используется в виде PV=ZRT. Коэффициент сжимаемости зависит от давления и температуры газа и определяется по экспериментальным данным.

Важнейшим параметром, определяющим технико-экономические показатели центробежного нагнетателя, является частота вращения. При проектировании газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом частота вращения силового вала выбирается на основании предварительных расчетов и согласования характеристик свободной силовой турбины и центробежного нагнетателя.

Для конструкции нагнетателя был принят нагнетатель 235-21-1 производства НЗЛ.

1. Исходные данные для расчета

Для выполнения проектных расчетов заданы следующие величины :

частота вращения нагнетателя n = 6750 об/мин;

потребляемая нагнетателем мощность N_н = 16 МВт;

мощность механических потерь N_мех = 300 кВт;

давление газа при выходе из нагнетателя P₂ = 7,5 МПа;

степень повышения давления _н = 1,7;

политропический КПД _пол = 0,82;

газовая постоянная R_г = 0,508 кДж/кг;

температура газа перед нагнетателем T_1Г = 283 К;

показатель адиабаты k = 1,31;

коэффициент сжимаемости z =0,86.

Поскольку рассчитываемый нагнетатель является двухступенчатым, то общая степень сжатия _н распределяется между ступенями:

для первой ступени _н ^1ст= 1,31;

для второй ступени _н ^2ст= 1,30.

2. Расчет первой ступени

2.1 Определение действительного напора, наружного диаметра рабочего колеса и объемной производительности.

Исходя из заданных параметров рабочего тела, определяется действительный напор, создаваемый ЦН, отнесенный к 1 кг газа:

кДж/кг.

Действительный напор создаваемый первой ступенью нагнетателя:

кДж/кг.

Мощность потребляемая первой ступенью:

МВт.

Массовый расход:

177,8 кг/с.

В соответствии с опытом проектирования выбирается окружная скорость на наружном диаметре рабочего колеса: U₂ = 275 м/с.

0,778 м.

Из уравнения состояния газа определяются параметры газа на входе в рабочее колесо – удельный объем газа

м³/кг,

где 4,4 МПа.

Объемная производительность на входе в рабочее колесо

4,98 м³/c.