Расчет потребной мощности компримирования

Филиал РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина в г. ташкенте (республика узбекистан)


Отделение	«ПСиЭСТТ»

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

по дисциплине

«Газоперекачивающие агрегаты»

на тему	«Проектный расчет компрессорной станции, оснащенной
газоперекачивающими агрегатами с ЦБК и ГТУ»

		ВЫПОЛНИЛ:
		Студент группы	ТП 16-01
			^{(номер группы)}
		С.А.

		ПРИНЯЛ:
		Кандидат технических наук	Воронцов М.А.

Ташкент – 2019 г.

Проектный расчет компрессорной станции, оснащенной газоперекачивающими агрегатами с ЦБК и ГТУ

Цель работы: Определение числа газоперекачивающих агрегатов, количества топливного газа и обоснование выбора номинальной мощности ГПА.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

1. Сбор и анализ исходных данных

2. Расчет потребной мощности компримирования природного газа

3. Расчет располагаемой мощности ГТУ

4. Определение количества рабочих и резервных ГПА

5. Расчет показателей энергетической эффективности

6. Анализ результатов расчета с целью обоснования наиболее целесообразного значения единичной мощности ГПА.

Сбор и анализ исходных данных

Для проведения проектного расчёта необходимы исходные данные, состоящие из трёх наборов параметров: состава газа, показателей эксплуатации компрессорной станции и технологических параметров КС.

Зададим их соответственно в табл.1, табл.2 и табл.3.

Таблица 1 – Состав и параметры газа

№

Название

Состав

Молярная масса, кг/кмоль

Критическая температура, К

Критическое давление, МПа

Низшая теплота сгорания топлива, МДж/м³

Метан

0,98244

16,043

190,555

4,5988

33,37

Этан

0,00836

30,07

305,83

4,88

59,39

Пропан

0,00020

44,097

369,82

4,25

84,94

Н-Бутан

0,00010

58,123

425,14

3,784

110,5

ИзоБутан

0,00054

58,123

408,13

3,648

110,1

Н-Пентан

0,00047

72,15

469,69

3,364

136

ИзоПентан

0,00000

72,15

460,39

3,381

135,7

Н-Гексан

0,00000

86,177

506,4

3,03

161,6

Н-Гептан

0,00000

100,204

539,2

2,74

187,1

Н-Октан

0,00000

114,231

568,4

2,49

212,7

Ацетилен

0,00000

26,038

308,33

6,139

52,25

Этилен

0,00000

28,054

282,35

5,042

55,01

Пропилен

0,00000

42,081

364,85

4,601

80,07

Бензол

0,00000

78,114

562,16

4,898

131,8

Толуол

0,00000

92,141

591,8

4,106

156,8

Водород

0,00000

2,0159

33,2

1,297

10,05

Водяной пар

0,00000

18,0153

647,14

22,064

Аммиак

0,00000

17,0306

405,5

11,35

13,17

Метанол

0,00142

34,042

512,64

8,092

Сероводород

0,00000

34,082

373,2

8,94

21,53

Метилмеркаптан

0,00000

48,109

470

7,23

47,86

Диоксид серы

0,00000

64,065

430,8

7,884

Гелий

0,00008

4,0026

519

0,227

Неон

0,00000

20,1797

44,4

2,76

Аргон

0,00000

39,948

150,65

4,866

Окись углерода

0,00000

28,01

132,85

3,494

11,76

Азот

0,00339

28,0135

126,2

3,39

Воздух

0,00000

28,9626

132,5

3,766

Кислород

0,00000

31,9988

154,58

5,043

Диоксид углерода

0,00299

44,01

304,2

7,386

Таблица 2 – Показатели эксплуатации КС

Наименование	Обозначение	Размерность	Источник	Значение
Производительность	q	млн. м³/сут	по условию	69
Температура на входе	T _н	⁰С	по условию	9
Давление на входе	P _{н кс}	МПа	по условию	7
Давление на выходе	P _{к кс}	Мпа	по условию	9,8
Температура атмосферного воздуха	T _a	⁰С	по условию	14
Атмосферное давление	P _a	МПа	по условию	0,1013

Таблица 3 – Технологические параметры КС

Наименование

Обозначение

Размерность

Источник

Значение

Коэффициент местных сопротивлений на входе

ξP_вх

по условию

0,97

Коэффициент местных сопротивлений на выходе

ξp_вых

по условию

0,98

Коэффициент технического состояния ГТУ по топливу

К_тг

Нормативное значение

1,05

Коэффициент технического состояния ЦБК

K _{N цбк}

Нормативное значение

0,95

Коэффициент технического состояния ГТУ

K _N _гту

Нормативное значение

0,95

Номинальный КПД ГТУ

η _{е гту}

Статистические данные

0,28

Механический КПД

η _{е мех}

Статистические данные

0,99

Расчет потребной мощности компримирования

Расчет теплофизических свойств природного газа

Молярную массу природного газа вычисляют на основе компонентного состава по формуле:

(1)

Где: – концентрация каждого компонента;

– молярная масса каждого компонента.

Характеристическая газовая постоянная:

(2)

Где: – универсальная газовая постоянная [1].

Критическое давление для заданного состава газа:

(3)

Где: – критическое давление каждого компонента.

Критическая температура для заданного состава газа:

(4)

Где: – критическая температура каждого компонента.

Приведенное давление для заданного состава газа для каждой ступени сжатия:

(5)

Где: P_i – давление на входе в каждую ступень сжатия.

Приведенная температура для заданного состава газа для каждой ступени сжатия:

(6)

Где: T_i – температура на входе в каждую ступень сжатия.

Коэффициент сжимаемости природного газа

(7)

Где: А₁, А₂, – расчетные значения коэффициентов для заданного состава природного газа:

Теплота сгорания топливного газа:

(8)

Где: – концентрация каждого компонента;

– низшая теплота сгорания каждого компонента.

Расчет потребной мощности компримирования

Работа эталонного процесса для рассчитывается по формуле:

(9)

Где: – коэффициент сжимаемости на входе в i-ую ступень сжатия;

– объемный показатель адиабаты, принимаемый 0,3.

– температура на входе в i-ую ступень сжатия, К, рассчитывают по формуле

(10)

отношение давлений в ЦБК, рассчитывается по формуле

(11)

где, давление на выходе ЦБК с учетом потерь давления в обвязке КС, давление на входе ЦБК с учетом потерь давления в обвязке КС рассчитываются по формуле: