Расчет располагаемой мощности привода
Располагаемая мощность привода:
| (19) |
Где: 
– номинальная мощность привода;
– коэффициент, учитывающий влияние температуры атмосферного воздуха;
– коэффициент технического состояния привода по мощности.
| (20) |
Где: 
– коэффициент, равный 
.
– расчетная температура атмосферного воздуха на входе в привод, К:
| (21) |
Определение количества рабочих и резервных агрегатов
Количество рабочих агрегатов рассчитывается по формуле:
| (22) |
Количество резервных агрегатов ( 
) назначаем в соответствии с нормативом (табл.4):
Таблица 4 – Зависимость числа резервных ГПА от количества рабочих
| 1 | 2 | 3 | 4 |
|
| 1 | 1 | 1 | 2 |
Общее количество установленных агрегатов:
| (23) |
Расчет показателей энергоэффективности
Номинальный расход топливного газа:
| (24) |
Где: 
– номинальный КПД привода;
– Номинальная мощность привода, МВт;
– теплота сгорания топливного газа, кДж/м3.
Расход топливного газа для одного ГПА:
| (25) |
Где: 
– коэффициент технического состояния ГТУ по топливу;
– мощность, потребляемая ЦБК, МВт;
– коэффициент, учитывающийся в составе 
;
– принимается равным 1;
– Температура атмосферного воздуха, К;
– Номинальная мощность привода, МВт;
– номинальный расход топливного газа;
|
|
|
Расход топливного газа для всех ГПА за весь рассматриваемый период вычисляется по формуле:
| (26) |
Где 
– это время работы ГПА, равное количеству часов за 347 рабочих дней в году.
– мощность одного ГПА, МВт, рассчитывают по формуле:
| (27) |
Коэффициент загрузки номинальной мощности ГПА определяется по формуле:
| (28) |
Анализ результатов расчета
Для обоснования выбора единичной мощности ГПА были рассмотрены следующие параметры:
1. Расход топливного газа для всех ГПА (рассчитанный по формуле 26);
2. Коэффициент загрузки номинальной мощности (рассчитанный по формуле 28);
| (29) |
4. Коэффициент использования установленной мощности
| |
| (30) |
5. Температура на выходе из ЦБК (рассчитанная по формуле 14).
Рисунок 1 – Зависимость количество установленных ГПА и расхода топливного газа для всех ГПА от единичной мощности
Рисунок 2 – Зависимость удельного расхода топливного газа и коэффициента использования установленной мощности от единичной мощности
Вывод:
На основании данных графиков (рис.1, рис.2) принято решение в пользу единичной мощности 16 МВт и числа установленных ГПА, равного 4 (3 рабочих и 1 резервный). При данном выборе обеспечивается более выгодный расход топливного газа по сравнению с единичными мощностями 12 и 18 МВт (107,69 млн.м3 в год против 114,42 и 111,84 млн.м3 в год соответственно).
|
|
|
Также выбранный показатель позволяет обеспечить уменьшение количества устанавливаемых ГПА по сравнению с ГПА с единичной мощностью 12 МВт (и том же количестве при 18 МВт), что позволяет сократить численность рабочего персонала и затраты на обслуживание без значительного снижения надежности работы компрессорной станции.
Приложение
| № | наименование | Обозначение | Размерность | Источник | Значение | Значение | Значение | Значение | Значение | Значение | Значение | Значение | Значение | Значение | Значение | ||
| 1. Исходные данные | |||||||||||||||||
| 1.1. Показатели эксплуатации КС | |||||||||||||||||
| 1 | Производительность | q | млн. м3/сут | по условию | 69 | 69 | 69 | 69 | 69 | 69 | 69 | 69 | 69 | 69 | 69 | ||
| 2 | Температура на входе | T н | ⁰С | по условию | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | ||
| 3
| Давление на входе | P н кс | МПа | по условию | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||
| 4 | Давление на выходе | P к кс | Мпа | по условию | 9,8 | 9,8 | 9,8 | 9,8 | 9,8 | 9,8 | 9,8 | 9,8 | 9,8 | 9,8 | 9,8 | ||
| 5 | Температура атмосферного воздуха | T a | ⁰С | по условию | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | ||
| 6 | Атмосферное давление | P a | МПа | по условию | 0,1013 | 0,1013 | 0,1013 | 0,1013 | 0,1013 | 0,1013 | 0,1013 | 0,1013 | 0,1013 | 0,1013 | 0,1013 | ||
| 1.2. Технические параметры КС | |||||||||||||||||
| 7 | Номинальная мощность привода | Ne 0гту | МВт | Типоразмерный ряд | 2,5 | 4 | 6,3 | 8 | 10 | 12 | 16 | 18 | 25 | 32 | 50 | ||
| 8 | Коэф.местных сопротивлений на входе | ξPвх | - | по условию | 0,97 | 0,97 | 0,97 | 0,97 | 0,97 | 0,97 | 0,97 | 0,97 | 0,97 | 0,97 | 0,97 | ||
| 9 | Коэф.местных сопротивлений на выходе | ξpвых | - | по условию | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | ||
| 10 | Коэффициент технического состояния ГТУ по топливу | Ктг | - | Нормативное значение | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | ||
| 11 | Коэффициент технического состояния ЦБК | K N цбк
| - | Нормативное значение | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | ||
| 12 | Коэффициент технического состяния ГТУ | K N гту | - | Нормативное значение | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | ||
| 13 | Номинальный КПД ГТУ | η е гту | - | Статистические данные | 0,28 | 0,29 | 0,3 | 0,3 | 0,32 | 0,32 | 0,34 | 0,34 | 0,36 | 0,37 | 0,38 | ||
| 14 | Механический КПД | η е мех | - | Статистические данные | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | ||
| 15 | Время работы | τ | час | по условию | 8328 | 8328 | 8328 | 8328 | 8328 | 8328 | 8328 | 8328 | 8328 | 8328 | 8328 | ||
| 2. результаты расчета | |||||||||||||||||
| 2.1. Термобарические параметры | |||||||||||||||||
| 16 | Давление на входе в ЦБК | P н ЦБК | МПа | Формула (1) | 6,79 | 6,79 | 6,79 | 6,79 | 6,79 | 6,79 | 6,79 | 6,79 | 6,79 | 6,79 | 6,79 | ||
| 17 | Давление на выходе в ЦБК | P к цбк | МПа | Формула (2) | 9,996 | 9,996 | 9,996 | 9,996 | 9,996 | 9,996 | 9,996 | 9,996 | 9,996 | 9,996 | 9,996 | ||
| 18 | Отношение давлений в ЦБК | ε | - | Формула (11) | 1,472 | 1,472 | 1,472 | 1,472 | 1,472 | 1,472 | 1,472 | 1,472 | 1,472 | 1,472 | 1,472 | ||
| 19 | Температура на входе в ЦБК | T ЦБК | К | Формула (10) | 282,15 | 282,15 | 282,15 | 282,15 | 282,15 | 282,15 | 282,15 | 282,15 | 282,15 | 282,15 | 282,15 | ||
| 20 | η политроп цбк |
| - | Формула (15) | 0,802 | 0,802 | 0,802 | 0,802 | 0,802 | 0,802 | 0,802 | 0,802 | 0,802 | 0,802 | 0,802 | ||
| 21 | Температура на выходе в ЦБК | T 2 ЦБК | К | Формула (14) | 317,15 | 317,15 | 317,15 | 317,15 | 317,15 | 317,15 | 317,15 | 317,15 | 317,15 | 317,15 | 317,15 | ||
| 2.2. Теплофизические параметры газа | |||||||||||||||||
| 22 | молярная масса смеси | μ | кг/кмоль | Формула (1) | 16,37 | 16,37 | 16,37 | 16,37 | 16,37 | 16,37 | 16,37 | 16,37 | 16,37 | 16,37 | 16,37 | ||
| 23 | Критическая температура | Ткр | К | Формула (4) | 192,43 | 192,43 | 192,43 | 192,43 | 192,43 | 192,43 | 192,43 | 192,43 | 192,43 | 192,43 | 192,43 | ||
| 24 | Критическое давление | Pкр | МПа | Формула (3) | 4,61 | 4,61 | 4,61 | 4,61 | 4,61 | 4,61 | 4,61 | 4,61 | 4,61 | 4,61 | 4,61 | ||
| 25 | характеристическая газовая постоянная | R | кДж/кг К | Формула (2) | 507,95 | 507,95 | 507,95 | 507,95 | 507,95 | 507,95 | 507,95 | 507,95 | 507,95 | 507,95 | 507,95 | ||
| 26 | Низшая Теплотворная способность | H | МДж/м3 | Формула (8) | 33,43 | 33,43 | 33,43 | 33,43 | 33,43 | 33,43 | 33,43 | 33,43 | 33,43 | 33,43 | 33,43 | ||
| 27 | Коэффициент сжимаемости | zn | - | Формула (7) | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | ||
| 2.3. Расходные параметры | |||||||||||||||||
| 28 | Массовый расход | G | кг/с | Формула (17) | 543,36 | 543,36 | 543,36 | 543,36 | 543,36 | 543,36 | 543,36 | 543,36 | 543,36 | 543,36 | 543,36 | ||
| 2.3. Энергетические параметры процесса сжатия | |||||||||||||||||
| 29 | Политропная работа сжатия | HпЦБК | кДж/кг | Формула (9) | 49,78 | 49,78 | 49,78 | 49,78 | 49,78 | 49,78 | 49,78 | 49,78 | 49,78 | 49,78 | 49,78 | ||
| 30 | Полная работа сжатия |
| кДж/кг | Формула (18) | 62,09 | 62,09 | 62,09 | 62,09 | 62,09 | 62,09 | 62,09 | 62,09 | 62,09 | 62,09 | 62,09 | ||
| 31 | Мощность сжатия | N | МВт | Формула (16) | 35,87 | 35,87 | 35,87 | 35,87 | 35,87 | 35,87 | 35,87 | 35,87 | 35,87 | 35,87 | 35,87 | ||
| 3. Располагаемая мощность ГТУ | |||||||||||||||||
| 32 | Коэф. Влияния атмосферного давления | Kpa | - | Формула (20) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
| 33 | Коэф. Влияния температур атмосферного воздуха | Kta | - | по условию | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | ||
| 34 | Располагаемая мощность | Nep | МВт | Формула (19) | 2,27 | 3,64 | 5,73 | 7,28 | 9,10 | 10,91 | 14,55 | 16,37 | 22,74 | 29,10 | 45,48 | ||
| 4. Количество ГПА | |||||||||||||||||
| 35 | Число рабочих ГПА | nГПАраб | шт | Формула (22) | 16 | 10 | 7 | 5 | 4 | 4 | 3 | 3 | 2 | 2 | 1 | ||
| 36 | Число резервных ГПА | nГПАрез | шт | Таблица 4 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
| 5. Расчет показателей энергетической эффективности | |||||||||||||||||
| 37 | Мощность одного ГПА | N1ГПА | МВт | Формула (27) | 2,24 | 3,59 | 5,12 | 7,17 | 8,97 | 8,97 | 11,96 | 11,96 | 17,94 | 17,94 | 35,87 | ||
| 38 | Коэффициент загрузки номинальной мощности ГПА | Кн | - | Формула (28) | 0,90 | 0,90 | 0,81 | 0,90 | 0,90 | 0,75 | 0,75 | 0,66 | 0,72 | 0,56 | 0,72 | ||
| 39 | Расход топливного газа для одного ГПА | q1тг | тыс.м3/час | Формула (25) | 0,93 | 1,44 | 2,04 | 2,78 | 3,26 | 3,43 | 4,31 | 4,48 | 6,18 | 6,55 | 11,72 | ||
| 40 | расход топлива всех ГПА за рассматрвиаемый период | qтг | млн. м3/год | Формула (16) | 124,06 | 119,78 | 119,00 | 115,79 | 108,55 | 114,42 | 107,69 | 111,84 | 103,02 | 109,13 | 97,59 | ||
| 6. Показатели для сравнительного анализа | |||||||||||||||||
| 41 | Удельынй расход топливного газа | Етг | - | Формула (29) | 5,181281 | 5,002616 | 4,970032 | 4,835862 | 4,533621 | 4,779053 | 4,497932 | 4,671178 | 4,302587 | 4,557765 | 4,076135 | ||
| 42 | Коэффициент использования установленной мощности | Кисп | - | Формула (30) | 0,80 | 0,75 | 0,63 | 0,64 | 0,60 | 0,50 | 0,56 | 0,50 | 0,48 | 0,37 | 0,36 | ||
| 43 | Количество установленных ГПА | nГПАуст | шт. | Формула (23) | 18 | 12 | 9 | 7 | 6 | 6 | 4 | 4 | 3 | 3 | 2 | ||
| 44 | Коэф. Влияния температур атмосферного воздуха (уточ.) | Kta | - | Формула (20) | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | ||
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 773; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!