2.4 Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя кс

Принимаем в качестве первого приближения значения коэффициента гидравлического сопротивления, средней температуры и коэффициента сжимаемости газа из первого этапа вычислений:

_;

_;

_.

Определяем значение , давление в конце участка:

(20)

Определяем среднее давление:

Определяем среднее значение приведенного давления и температуры :

Удельная теплоемкость газа:

(21)

Коэффициент Джоуля-Томпсона :

(22)

Рассчитываем коэффициент :

(23)

Вычисляем значение средней температуры с учетом теплообмена с окружающей средой и коэффициента Джоуля-Томпсона:

(24)

Вычисляем уточненные значения приведенной температуры и коэффициента сжимаемости :

Рассчитываем коэффициент динамической вязкости и число Рейнольдса :

(25)

Рассчитаем число Рейнольдса по формуле:

(26)

Вычислим коэффициенты и :

Конечное давление во втором приближении :

Относительная погрешность определяется по формуле

(27)

Полученный результат отличается от предыдущего приближения меньше чем на 1%. Поэтому принимаем окончательно значение . Результаты расчетов приводим в таблицу.

Таблица 2-результаты уточненного расчета

Наименование расчетного параметра	Первое приближение
Конечное давление ,МПа	2
Среднее давление ,МПа	5,4
Приведенная температура
Приведенное давление
Теплоемкость газа ,кДж/(кг*К)
Коэффициент Джоуля-Томпсона ,К/МПа
Параметр
Средняя температура ,К
Средний коэффициент сжимаемости
Динамическая вязкость газа ,Па*с
Число Рейнольдса Re
Коэффициент сопротивления трения
Коэффициент гидравлического сопротивления
Конечное давление ,МПа	5,4
Относительная погрешность по давлению ,%	0,7

Уточняем среднее давление:

Определяем конечную температуру газа:

2.5 Выбор типа гпа и расчет режима работы кс

На компрессорных станциях газопровода предполагается установка газотурбинных агрегатов ГПА-Ц-16, оборудованных центробежными нагнетателями ГПА-Ц-16/76.

По результатам теплового и гидравлического расчета линейного участка определим давление и температуру газа на входе в центробежный нагнетатель:

Вычисляем значения температуры и давления, приведенные к условиям всасывания при и по формулам:

Рассчитаем коэффициент сжимаемости по формуле:

Определим плотность газа по формуле:

(28)

Вычислим требуемое количество нагнетателей по формуле:

(29)

Рассчитаем производительность нагнетателя по формуле:

(30)

Задаваясь несколькими значениями оборотов ротора в диапазоне возможных частот вращения ГПА, определяем и . Результаты вычислений приводим в таблицу.

Таблица 3-результаты расчета Q_пр и ( )_пр

Частота вращения
3750	0,765	1,307	518,75	0,775
4000	0,816	1,225	486,2	0,827
4500	0,918	1,089	432,22	0,93
5000	1,020	0,980	388,96	1,033
5560	1,135	0,881	349,7	1,15

Вычисляем требуемую степень повышения давления по формуле:

(31)

По характеристике нагнетателя определяем расчетные значения приведенных параметров. Проведем горизонтальную линию из =1,44 до линии режимов и найдем точку пересечения. Восстанавливая перпендикуляр из этой точки до пересечения с горизонтальной осью, находим . Аналогично определяем и

Определим расчетную частоту вращения вала нагнетателя по формуле:

(32)

Рассчитаем внутреннюю мощность, потребляемую ЦН по формуле:

(33)

С учетом, что механические потери мощности составляют 1% от номинальной мощности ГТУ, определяем мощность на муфте привода :

(34)

Вычисляем располагаемую мощность ГТУ ГПА-Ц-16/76 по формуле:

(35)

Проверяем условие . Условие 15400<15952 выполняется.

Рассчитываем температуру газа на выходе ЦН по формуле :

(36)

Вывод: по данным расчета на магистральном газопроводе длиной 1500 км принимаем 7

компрессорных станций, на каждой из которых установлено 2 центробежных нагнетателя типа ГПА-Ц-16/76 с подачей =32,6 млн. с газотурбинным приводом типа ГПА-Ц-16номинальной мощностью =4900кВт.

Выбор типа ГПА

Приложение 1

Основные технические показатели газомотокомпрессоров

		Подача,млн. м3/сут	Давление, МПа			Часто-та враще-ния вала, мин-1		Число цилин-дров ком-прес-сора		Диаметр цилиндра компрес-сора, мм		Номи-нальная мощ-ность, кВт		К.П.ДДвига-теля, %		Адиаба-тичес-кий К.П.Д., %
	Тип ГПА		Всасы-вание	Нагне-тание
10ГК		0,528	2,5	5,5	300		3		197		736		-		-
10ГКМ		0,726	2,3	4,2	300		4		197		736		23		65-82
10ГКМА 1/28-75		0,408	2,7	7,4	300		5		140		736		23		70-75
10ГКН 1/25-55		0,856	2,5	5,5	300		5		197		935		29		65-82
10ГКНА 1/(30-38)-56		0,984-1,124	3,0-3,8	5,5	300		5		250		1104		29		70-75
МК8/(25-43)-56		1,538-5,280	2,5-4,3	5,5	300		4		360		2060		36		80-85
ДР12(35-45)-56		8,04-13,29	3,5-4,5	5,5	330		6		406,4		5500		37		85-88
ДР12(35-52)-76		5,53-12,40	3,5-5,2	7,5	330		6		406,4		5500		37		85-88

Приложение 3