Что такое степень сжатия гпа

ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИЙ АГРЕГАТ

ЧТО ЭТО ТАКОЕ?

Все современные типы ГПА оснащены системами автоматики, обеспечивающими пуск и работу агрегата в автоматическом режиме, имеют защиту при возникновении аварийных режимов, сигнализацию о неисправностях, автоматическое поддержание заданной температуры и давления масла при аварийной остановке агрегата и другие конструктивные особенности, обеспечивающие надежность эксплуатации.

ДЛЯ ЧЕГО ОНИ НУЖНЫ?

Задача газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях — повышение давления голубого топлива до заданной величины. Для транспортировки газа по магистральным газопроводам применяют ГПА с газотурбинными авиационными и судовыми, а также электрическими двигателями. Наиболее распространённым приводом является газотурбинный.

Рабочий процесс газотурбинных агрегатов осуществляется в несколько этапов. Перекачиваемый газ по газопроводу через всасывающий трубопровод ГПА поступает в центробежный нагнетатель. Здесь происходит компримирование газа и его подача в нагнетательный коллектор компрессорной станции. Приводом механизма сжатия газа как раз является газотурбинный двигатель, использующий в качестве топлива очищенный и приведенный к рабочему давлению перекачиваемый газ. Очищенный атмосферный воздух поступает на вход газотурбинного двигателя, снабженного традиционными техническими средствами подготовки и сжигания топливовоздушной смеси. Продукты сгорания, имеющие высокую температуру и давление и, следовательно, обладающие большой энергией, формируют газовый поток, энергия которого, в конечном итоге, преобразуется в механическую работу. Именно она и используется для приведения в действие центробежного нагнетателя. При движении газового потока через проточную часть газотурбинного двигателя уменьшается его энергия, и снижаются температура и давление. После этого отработанный газ через выхлопную систему выходит в атмосферу.

Конструкция агрегатов и уровень их автоматизации обеспечивают работоспособность ГПА без постоянного присутствия персонала. Агрегаты могут работать в климатических зонах с температурой окружающего воздуха от — 55 до + 45 градусов по Цельсию.

Устройство газоперекачивающего агрегата с авиаприводом

КАК ОНИ УСТРОЕНЫ?

Основные элементы газоперекачивающего оборудования — это нагнетатель природного газа (компрессор) и его привод, всасывающее и выхлопное устройства, маслосистема, топливовоздушные коммуникации, автоматика и вспомогательное оборудование.

КАК У НАС?

В ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» эксплуатируется 12 компрессорных станций с 10 типами газоперекачивающих агрегатов. ГПА оснащены различными видами двигателей: газотурбинными авиационными и судовыми, а также электрическими. Всего в работе на компрессорных станциях Общества 113 газотурбинных установок. Их общая установленная мощность более 1000 МВт. Большая часть ГПА оснащена авиационными двигателями. Мощность агрегатов варьируется от 4 до 18 МВт. Самые мощные ГПА эксплуатируются на ДКС-1.

Источник

8. Характеристики КУ, ГПА и её составных частей.

Описание

КУ, ГПА, прежде всего, предназначены для повышения давления и перемещения газа из зоны низкого давления в зону высокого давления.

Для достижения указанной цели КУ или ГПА должен обладать некоторой совокупностью параметров, например, геометрическими размерами проточной части, окружной скоростью рабочего колеса, мощностью привода и т.д. После изготовления, в процессе работы между всеми параметрами (физическими и термогазодинамическими параметрами рабочей среды, геометрическими и режимными параметрами рабочих органов компрессора, турбины и т.д.) устанавливается определенная взаимная связь.

В процессе разработки параметры КУ, ГПА и связи между ними прогнозируются на основе описания структуры, функциональной схемы, существующих методов расчета элементов и в целом, математического моделирования и т.д.

Реальные параметры КУ, ГПА и связи между ними определяются или уточняются на основе измерений при изготовлении, экспериментальных исследованиях, испытаниях в заводских условиях и на месте эксплуатации.

Оглавление

1. 8.1. Определение и классификация характеристик КУ, ГПА

Совокупность параметров КУ, ГПА и связей между ними, обеспечивающих достижение поставленной цели, называется его технической характеристикой.

Данное определение дает обобщенное понятие характеристики и для конкретизации следует рассмотреть её структуру. Характеристика КУ, ГПА в основном складывается из совокупности характеристик её составных частей. Однако она обладает и новым свойством, которой не обладает ни одна из составных частей в отдельности, а именно свойством повышения давления и перемещения рабочей среды из зоны низкого давления в зону высокого давления газопровода.

При классификации, из совокупности характеристик можно выделить следующие основные характеристики КУ и ГПА:

1) геометрические параметры;

2) массовые и инерционные параметры;

3) термогазодинамические параметры и зависимости;

4) параметры управления и регулирования;

5) прочностные и жесткостные характеристики;

6) акустические характеристики;

7) вибрационные характеристики;

8) характеристики, обеспечивающие безопасность.

Характеристики могут быть представлены в виде словесных моделей, чертежей, таблиц, графических зависимостей, аналитических формул, математических моделей, содержащих совокупность взаимосвязанных, в том числе и дифференциальных уравнений с краевыми условиями, виртуальной КУ, описывающей совокупность всех его свойств. Они могут представляться в размерных и безразмерных видах.

2. 8.2. Геометрические параметры

К геометрическим параметрам следует отнести габаритные, присоединительные, справочные и исполнительные размеры изделия, а также его блоков. Все эти размеры приводятся в комплекте документации на КУ и ГПА, разрабатываемой согласно требованиям единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Только благодаря этим параметрам возможно изготовление изделия и обеспечение других его характеристик. Например, правильное выполнение проточной части центробежного компрессора ГПА по чертежным размерам обеспечивает заранее заданные его термогазодинамические характеристики.

3. 8.3. Массовые и инерционные параметры

При выполнении рабочих чертежей обязательно вычисляется масса каждой детали, сборочной единицы, отдельных изделий, блоков и агрегата в целом. Эти данные необходимы для расчета фундаментов, выбора транспортных и подъемных средств, для доставки изделия к месту эксплуатации, а также выполнения монтажных, пуско-наладочных и ремонтных работ в процессе эксплуатации. Кроме массы, для некоторых элементов и сборочных единиц, например, роторов центробежного и осевого компрессоров, турбин вычисляются моменты инерций относительно осей их вращения, что позволяет определить их кинетическую энергию. Данные о моментах инерций роторов ЦК и ОК могут быть использованы при разработке математической модели КУ и ГПА. Они позволяют вычислить время разгона и остановки ротора компрессора в переходных процессах (пуска, перехода с одного режима на другой, остановки).

4. 8.4. Термогазодинамические характеристики технологического компрессора ЦКУ, ГПА

Рассмотрим термогазодинамические характеристики компрессора КУ, выполняющего технологическую функцию по перекачке газа.

Основным назначением КУ, ГПА является обеспечение необходимого конечного давления газа, при заданной производительности. Поэтому основной технологической характеристикой является зависимость конечного давления или отношения давлений технологического компрессора КУ, ГПА от его производительности при различных частотах вращения его ротора. Исходя из назначения КУ, ГПА можно называть эту характеристику определяющей или производящей.

Следующей характеристикой является зависимость мощности механической энергии, подводимой к валу компрессора, от его производительности при различных частотах вращения ротора. Эту характеристику компрессора можно называть энергетической.

Эффективность преобразования механической энергии, подведенной к компрессору, в зависимости от его производительности при различных частотах вращения ротора также является важной характеристикой. Поэтому её можно называть характеристикой эффективности компрессора. В зависимости от условий протекания процесса сжатия, в качестве критерия эффективности компрессоров используют либо изотермный, либо адиабатный, либо политропный коэффициенты полезного действия.

Использование этих характеристик позволяет обеспечить оптимальную работу КУ, ГПА при изменении параметров перекачиваемого газа в сети. Для этого необходимо иметь данные о всей совокупности нерасчетных режимов работы КУ, ГПА, которые могут встретиться при её эксплуатации.

Термогазодинамическая характеристика компрессора может быть получена либо расчетным, либо экспериментальным путем. Взаимодействие элементов ступени и ступеней многоступенчатого компрессора на нерасчетных рабочих режимах носит весьма сложный характер и поэтому трудно поддается теоретическому количественному анализу. Для получения реальных характеристик ступеней и многоступенчатых компрессоров в настоящее время используют либо расчетный метод, основанный на результатах математического моделирования и обобщения экспериментальных исследований, либо метод натурных испытаний на специальных стендах. Наиболее достоверными и точными являются характеристики определенные экспериментально.

Для создания достоверной математической модели характеристик центробежного компрессора необходимо иметь представление о физической модели компрессора, т.е. необходимо знать механизм взаимных связей параметров. Для этого проведем качественный анализ характеристики ступени центробежного компрессора.

Зависимость коэффициента теоретической удельной работы рабочего колеса ступени от коэффициента расхода и от выходного угла потока может быть установлена на основе уравнения Эйлера

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа. (5.1)

где – угол выхода потока газа из колеса.

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа

Рис. 8.1. Треугольник скоростей на выходе из колеса

Решив уравнение (5.2) относительно и подставив в (5.1) после несложных преобразований можно получить следующую зависимость

где – коэффициент расхода рабочего колеса.

Подводимая в ступень удельная энергия определяется как сумма среднеинтегральной теоретической удельной работы по Эйлеру, потери энергии на трение дисков и протечки

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа

Рис. 8.2. Зависимость коэффициента удельной теоретической работы от коэффициента расхода

Очевидно, на повышение давления газа в ступени затрачивается только энергия равная по величине среднеинтегральной теоретической удельной работе. При равнозначности всех линий тока рабочего колеса теоретическая удельная работа в формуле (5.4) может быть вычислена по формуле (5.1).

Для анализа характера изменения удельной работы и КПД при адиабатном процессе сжатия газа в зависимости от коэффициента расхода запишем обобщенное уравнение Бернулли для ступени [[1]]

где – потери энергии на преодоление гидравлических сопротивлений каналов ступени.

Гидравлические потери в решетке профилей рабочего колеса можно определить, пользуясь формулой [23]

Изменение угла атаки i и характера течений при разных величинах расходной составляющей скорости хорошо видны на рис. 8.3.

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа

Рис. 8.3. Изменение угла атаки и формы течения газа в РК при расчетном (б) и нерасчетных (а, в) режимах

Следует отметить, что в случае не высоких окружных скоростей колеса ступень при расходах, близких к fr2max, может работать [22] на нескольких принципиально различных режимах (рис. 8.6).

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа

Рис. 8.6. Особенности работы ступени вблизи режима нулевого напора

[1] Нечаев, Ю.Н. Теория авиационных газотурбинных двигателей. Ч. 1 / Ю.Н. Нечаев, Р.М. –М.: Машиностроение, 1977. – 312 с.

5. 8.5. Параметры управления и регулирования

Основные параметры управления и регулирования компрессора ГПА определяются исходя из его назначения. Это такие внешние параметры компрессора, как начальное и конечное давление газа либо отношение давлений, производительность. Из общих внешних параметров в зависимости от назначения компрессора выделяются параметры регулирования. Например, в зависимости от назначения необходимо поддержание постоянного выходного давления компрессора. Тогда решение этой задачи можно осуществить, управляя или регулируя частоту вращения ротора компрессора. Аналогично можно решить задачи регулирования начального давления или отношения давлений. В зависимости от назначения может возникнуть также задача поддержания постоянной массовой или объемной производительности компрессора. Это также осуществляется разными способами, на которых мы остановимся более подробно в разделе эксплуатации и обслуживания ГПА.

Для обеспечения работоспособного состояния компрессора кроме основных параметров необходимо регулирование таких вспомогательных параметров, как поддержание постоянного давления и температуры в коллекторах системы смазки и уплотнения, перепада давлений на концевых уплотнениях, температуры газа на выходе из охладителей и т.д.

6. 8.6. Прочностные и жесткостные характеристики

Для успешной эксплуатации изделия кроме внешних очертаний, размеров и др. характеристик необходимо также обеспечить его работоспособность с точки зрения прочности и жесткости. В ГПА действующими на конструкцию являются: силы веса, инерции (центробежные), давления рабочей среды, крутящие моменты от привода компрессора. Следовательно, для создания работоспособного изделия необходимо обеспечить в первую очередь его прочность и для ограничения деформаций с целью сохранения первоначальных зазоров в соединениях также и жесткость.

7. 8.7. Акустические характеристики

Акустические параметры компрессора ГПА характеризуют как газодинамическое, так и механическое состояние объекта. Они определяются путем измерения, регистрации и анализа шума работающего ГПА. Как правило, приборы для измерения уровня шума (микрофоны) и вибрации комплектуются вместе.

Частота и уровень шума компрессора меняется в зависимости от режима его работы. Например, при уменьшении производительности компрессора и приближении его режима к границе помпажа звук компрессора становится более глухой, а в помпажном режиме его уровень меняется периодически с низкой частотой порядка 1-20 Гц. Все это позволяет фиксировать режимы компрессора даже без специальных приборов.

Методы анализа шума и вибраций можно более подробно изучить по специальной литературе [[1]].

[1] Колобков А.П. Методы анализа шума и вибраций центробежных компрессорных машин / М., 1985. Деп. в ЦНИИТЭстроймаш, № 81сд.

8. 8.8. Вибрационные характеристики

Механическое состояние компрессоров ГПА в основном характеризуются вибрацией.

Одним из способов неразрушающего контроля является вибрационная диагностика [[1]], выявляющая дефекты машин без остановки и демонтажа. Основные причины изменения вибрации ЦК можно изучить по работе [23]. При изучении вопросов вибрации следует обратить внимание на три основных параметра: амплитуду, частоту, фазу. Зависимость этих параметров от эксплуатационных свойств машины, места установки датчиков приведены в [[2]]. Следует заметить, что состояние машин, роторы которых вращаются в подшипниках скольжения, лучше всего характеризуется посредством измерения относительных колебаний вала. При этом датчик неподвижно закреплен на корпусе подшипника, т.е. измеряется виброперемещение шейки ротора относительно корпуса подшипника. В машинах, роторы которых вращаются в подшипниках качения, датчик закрепляется на корпусе машины или опоре. В ГПА к ним относятся, например, роторы ГТУ.

Измеренные значения параметров вибрации сравниваются с допустимыми нормами, которые устанавливаются стандартами. Так, интенсивность абсолютной вибрации на корпусе машины нормируется стандартом ISO 2372, пиковые значения относительного виброперемещения шеек роторов стандартом ФРГ VDI 2059, размах относительного виброперемещения шеек роторов – стандартом США API 616.

[1] Методические указания по изучению вопросов диагностики турбокомпрессоров / Казан. хим. технол. ин-т; Сост.: М.Б.Хадиев, И.В.Хамидуллин, Р.Р.Заляев. Казань, 1990.– 32 с.

[2] Колобков А.П. Контроль состояния центробежных компрессорных машин без разборки и монтажа / М., 1985. Деп. в ЦНИИТЭстроймаш, № 80сд.

9. 8.9. Характеристики, обеспечивающие безопасность

В первую очередь к характеристикам, обеспечивающим безопасность КУ и ГПА, следует отнести конструктивное исполнение требований, предъявляемых к ним с точки зрения безопасности. Сюда же относится контроль технологических и технических параметров КУ, ГПА и система сигнализации о загазованности в укрытиях (в основных и вспомогательных помещениях КУ и ГПА, блок боксах, блок контейнерах), система противопожарной сигнализации и автоматического тушения пожара при его возникновении. Также должны быть разработаны алгоритмы ликвидации предполагаемых аварийных ситуаций.

Источник

Газоперекачивающий агрегат (ГПА)

Газоперекачивающий агрегат (ГПА) — предназначен для компримирования природного газа на компрессорных станциях

Газомотокомпрессоры высокоэффективны в условиях переменных мощностей и степеней сжатия свыше 1,3. Основные достоинства этих ГПА:

ГПА с центробежным нагнетателем широко применялись в CCCP и за рубежом:

В них отсутствуют внутренние трущиеся части, требующие смазки (за исключением подшипников), создаётся равномерный (без пульсации) поток газа.

Для их установки (в связи с малым весом и габаритами, а также уравновешенностью вращающихся частей) требуются меньшие помещения и сооружаются облегчённые фундаменты. При применении ГПА с центробежными нагнетателями вследствие их большой производительности упрощается технологическая схема компрессорных станций, уменьшается количество запорной арматуры и др.

Газотурбинные установки авиационного и судового типов отличаются (от стационарных) небольшими габаритами и массой, что позволяет осуществлять их окончательную сборку на заводах-изготовителях и поставлять на компрессорные станции в готовом виде. ГПА с приводом от установок авиационного типа выполняются в блочно-контейнерном варианте. Поставляются на компрессорные станции со встроенными в них системами пожаротушения и взрывобезопасности. В качестве электропривода в ГПА используют асинхронные двигатели мощностью 4500 кВт и синхронные от 4000 до 12500 кВт. Наибольшая эффективность применения ГПА с электроприводом достигается при расположении компрессорных станций не далее 300 км от линии электропередач.

Для ГПА всех типов созданы системы автоматики, обеспечивающие:

Каждый тип компрессоров имеет индивидуальные особенности как конструктивного, так и функционального характера. Именно поэтому, когда вы выбираете компрессор для ГПА или дожимной компрессорной установки, важно в полной мере учитывать условия его работы и требования, предъявляемые к его техническим характеристикам.

Наибольшее значение имеют следующие параметры:

Определенные виды компрессоров лучше использовать в следующих условиях:

Источник

Определение параметров его работы

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа

Типы агрегатов ориентировочно выбираются по расчетным значениям мощности, по необходимой производительности и требуемой степени сжатия (уравнение 6.19) [4]

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа, кВт, (6.19)

А – работа, затрачиваемая на сжатие 1 кг газа, кДж/кг

G – массовый расход газа, кг/с;

η – КПД компрессора.

Работа сжатия находится по уравнению термодинамики (6.20) [4]:

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа, (6.20)

n – показатель политропы;

R – газовая постоянная, Дж/(кг×град);

Т1 – начальная температура газа, °К;

Р2, Р1 – конечное и начальное давления, Па;

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа– степень сжатия.

При выборе типа ГПА следует учитывать, что при qсут ≤ 12 млн м 3 /сутки
(ст. ус.) более целесообразно устанавливать ГМК. При qсут > 12 млн м 3 /сутки
(ст. ус.) используют ЦН с приводом от газовой турбины или электродвигателя.

Дополнительно можно проводить сравнительный анализ для всех трех видов ГПА: ГМК, ЦН с приводом от газовой турбины и ЦН с электроприводом, определяя для каждого варианта значение комплекса [20]:

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа, (6.21)

СН – приведенные затраты по КС, определяемые по справочной литературе, где представлены данные, полученные в результате обобщения проектных расчетов и опыта эксплуатации КС;

К расчету принимается тип нагнетателя с минимальным «К».

Число ГПА равно n=qсут/qодного ГПА,

qсут – суточная производительность при ст. ус., млн м 3 /сутки;

Если n дробное меньше 10 % (2,02; 2,05; 2,1), то n можно округлить в меньшую сторону.

После уточнения типа и количества ГПА, учитывая паспортные характеристики нагнетателей, проверяют располагаемую мощность ГТУ для привода ЦН или газомоторного привода поршневых компрессоров [19].

Располагаемая мощность – это максимальная рабочая мощность на муфте привода, которую может развивать ГТУ или ГМК с учетом температуры входа газа в ГПА и характеристики окружающей среды.

Для ГТУ располагаемую мощность определяют по формуле 6.22:

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа, (6.22)

Nн – номинальная паспортная мощность ГТУ, кВт;

KNe – коэффициент технического состояния ГТУ. Для новых машин KNe = 1, для действующих – определяется в процессе эксплуатации;

Кt – коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха (справочная величина);

tв – температура воздуха на входе в осевой компрессор, ºС;

tв н – номинальная температура воздуха на входе в ГТУ, ºС (паспортная величина);

При этом должно соблюдаться условие:

Для ГМК располагаемую мощность определяют по формуле 6.13:

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа, (6.23)

Nн – номинальная мощность ГПА, кВт;

Ра – атмосферное давление, кгс/см 2 ;

РS – парциальное давление водяных паров в воздухе в зависимости от относительной влажности Y (%) и температуры на входе в двигатель;

tв – температура воздуха на входе в двигатель,;

При этом должно соблюдаться условие

Дополнительно для ЦБН и на стадии проектирования и при эксплуатации, когда оценивают техническое состояние машин, определяют политропический КПД нагнетателя, проверяют реальную степень сжатия газа в компрессорных машинах, рассчитывают внутреннюю мощность ГПА, т.е. мощность, потребляемую непосредственно на сжатие газа.

(Понятие внутренней мощности для ЦБН равноценно понятию индикаторной мощности для поршневых компрессоров, т.е. Ni – это мощность, затраченная непосредственно на процесс сжатия газа в реальных условиях работы нагнетателя.)

Понятие политропического КПД для характеристики работы компрессора введено из следующих соображений: сжатие газа в компрессорах МГП не соответствует чистым теоретическим процессам сжатия по адиабате или политропе.

В данном случае имеет место внешнеадиабатический процесс сжатия, т.е. сжатие происходит без отвода тепла от сжатого газа в промежуточных холодильниках или отвода тепла от корпуса машины, но в то же время предусмотрено охлаждение отдельных узлов компрессора – торцовых уплотнений, подшипников. Поэтому вместо термина «политропный КПД» использован термин «политропический КПД», который можно оценить, используя уравнение 6.24 [21]:

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа, (6.24)

k – показатель адиабаты.

При этом следует отметить, что при отсутствии искусственного съёма тепла, выделяемого при сжатии газа, вся энергия, расходуемая на преодоление трения газа в каналах рабочего колеса, также переходит в тепло, что увеличивает затрачиваемую работу и делает её больше, чем работа адиабатического процесса. В результате численное значение показателя политропического сжатия превышает величину показателя адиабаты (n>k).

Более точную оценку ηпол, степени сжатия газа ε, внутренней мощности Ni для заданных условий сжатия производят с помощью приведенных характеристик центробежных нагнетателей [19].

Приведенные характеристики показывают зависимость ε, ηпол, Ni от объёмной производительности компрессора в условиях всасывания. Характеристики построены по данным, полученным в процессе многолетней эксплуатации МГП, но так как эти данные получены для каких-то конкретных условий по температуре всасывания, давлению всасывания, по составу газа, а применить их необходимо для широкого спектра этих значений, то были использованы приведенные характеристики.

Иначе, характеристики, снятые для каких-то конкретных условий, были приведены к фиксированным, целесообразно выбранным условиям.

В качестве параметров приведения выбраны:

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа, Тв пр = 288°К, Zв пр = 0,91, nпр = nном,

Rпр – приведенная газовая постоянная, Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа;

Тв пр – приведенная температура газа при всасывании, °К;

Zв пр – приведенный коэффициент сжимаемости в условиях всасывания;

nпр, nном – число оборотов вала, приведенное и номинальное, соответственно, об/мин.

Характеристики построены для каждого типа выпускаемых и эксплуатируемых в системах МГП нагнетателей.

Изданы альбомы приведенных характеристик [19].

Пример приведенных характеристик показан на рис. 6.5.

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа

Рис. 6.5 Приведенные характеристики ЦБН

Набор уравнений, связывающих приведенные и реальные параметры перекачки, записывается следующим образом:

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа, (6.25)

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа, (6.26)

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа, (6.27)

Qпр, Qв – производительность нагнетателя приведенная и в реальных условиях всасывания, соответственно, м 3 /мин;

nн – номинальное число оборотов вала нагнетателя, об/мин;

n – действительное число оборотов, об/мин;

Ni – внутренняя мощность центробежного нагнетателя, кВт;

ρв – плотность газа в реальных условиях всасывания, кг/м 3 ;

Конечной целью расчета, проводимого с использованием приведенных характеристик, является проверка на стадии проектирования по полученным значениям Ni, ηпол, ε выбранного компрессорного оборудования для заданных условий перекачки газа, на стадии эксплуатации – оценка технического состояния нагнетателя. При этом расчетные и паспортные (номинальные – «n») значения данных величин должны удовлетворять неравенствам (уравнения 6.28 – 6.30):

Порядок расчета по приведенным характеристикам.

1. Исходные данные: производительность при условии всасывания Qв, действительное число оборотов вала n об./мин., номинальное число оборотов вала nн об./мин., коэффициент сжимаемости перекачиваемого газа в условиях всасывания Zв, температура при всасывании Тв, газовая постоянная перекачиваемого газа R.

2. По уравнению 6.25 определяется величина Qnр, при этом значение Qnр должно быть не менее, чем на 10 % больше наименьшего Qпр, от которого начинаются кривые характеристик, т.к. наименьший расход соответствует границе помпажа ( на рис. 6.5 Qпр должна быть не менее 275 м 3 /мин).

3. По уравнению 6.26 рассчитывается отношение Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа.

4. По графику 6.5 в зависимости от значений Qпр и Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпапо соответствующим кривым находятся значения Ni, ηпол, ε. К полученному значению Ni необходимо прибавить механическую потерю мощности Nмех. Сумма (Ni+Nмех) есть мощность на муфте привода, при этом должны иметь место неравенства 6.31 и 6.32 [19, 26]:

(Ni+Nмех) ≤ Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа, (6.31)

Что такое степень сжатия гпа. Смотреть фото Что такое степень сжатия гпа. Смотреть картинку Что такое степень сжатия гпа. Картинка про Что такое степень сжатия гпа. Фото Что такое степень сжатия гпа≤ 1,2 Nн, (6.32)

Nмех для ГТУ принимается равной 100 кВт, для электропривода – 150 кВт.

При выполнении всех условий можно судить о правильности выбора компрессора, или по полученным величинам и по их отклонениям от значений Ni, ηпол, ε, которые имели место при пуске КС в работу, можно судить о техническом состоянии нагнетателя после определенного срока эксплуатации.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *