2020-01-14
858
Нагнетателями природных газов принято называть лопаточные компрессорные машины с соотношением давления сжатия свыше 1,1 и не имеющие специальных устройств для охлаждения газа в процессе его сжатия.
Все нагнетатели условно можно разделить на два класса: неполнонапорные (одноступенчатые) (см. рис. 23.) и полнонапорные (см. рис.24). Первые, имеющие степень сжатия в одном нагнетателе 1,25-1,27, используются при последовательной схеме компремирования газа на КС, вторые - полнонапорные, имеющие степень сжатия 1,45-1,51, используются при коллекторной схеме обвязки компрессорной станции.
Важной характеристикой нагнетателя является его производительность. Применительно к газопроводу различают объемную Q, м3/мин, массовую G, кг/ч, и коммерческую подачу газа Qк, млн*нм3/сут. Перевод одних величин в другие осуществляется и использованием уравнения Клапейрона с поправкой на сжимаемость газа z, Рv = zRT. При использовании G кг газа применяется уравнение Клапейрона — Менделеева также с использованием поправки на сжимаемость газа z, РQ =GzRТ, где Q - объемная подача газа, G - массовая подача, характеризующая количество газа, протекающее в единицу времени через сечение всасывающего патрубка. Коммерческая подача Qк определяется по параметрам состояния во всасывающем патрубке, приведенным к нормальным физическим условиям (t = 20°С; Р = 0,101 МПа). Для определения коммерческой подачи используется уравнение Клапейрона для «стандартных» условий: Р0v0 = RТ0, Qк=G/ρ0, ρ 0=Р0/RТ0.
|
|
|
Характеристики ряда типов центробежных нагнетателей, используемых на газопроводах, приведены в табл. 15. Каждый тип нагнетателя характеризуется своей характеристикой, которая строится при его натурных испытаниях. Под характеристикой нагнетателей принято понимать зависимость степени сжатия ε, политропического КПД (η пол) и удельной приведенной мощности (N. I р)п от приведенного объемного расхода газа Qпр,. Строятся такие характеристики для заданного значения газовой постоянной Rпр, коэффициента сжимаемости zпр, показателя адиабаты, принятой расчетной температуры газа на входе в нагнетатель Тв в принятом диапазоне изменения приведенной относительной частоты вращения (п/п0)пр. Типовая характеристика нагнетателя типа 370-18-1 приведена на рис. 25 Характеристики других типов имеют такой же вид, как для неполнонапорных, так и для полнонапорных нагнетателей.
Рис. 23. Неполнонапорный одноступенчатый нагнетатель 370-18 агрегатаГТК-10-4 производства НЗЛ: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - лопаточный диффузор;4 - рабочее колесо; 5 - гильза; 6 - зубчатая муфта; 7 - клиновые прокладки;
|
|
|
8 - анкерные болты.
Рис. 24 Полнонапорный двухступенчатый нагнетатель НЦ-16/76 агрегата ГПА У16 производства АО «СМПО им. Фрунзе»: 1-опорный подшипник;2 - крышка; 3 - корпус; 4 - внутренний корпус; 5 - ротор; 6 - крышка;7 - уплотнение; 8 - опорно-упорный подшипник; 9 - блок масляных насосов;10 - думмис; 11 - улитка; 12 - обратный направляющий аппарат.
Рис. 25. Приведённые характеристики нагнетателя 370-18-1 при [Ти]пр=288К; zпр=0,9; Rмр=490 Дж / (кг -К)
Таблица 15
Характеристики центробежных нагнетателей для транспорта природных газов
| Тип нагнетателя | Номинал произвол, при 20 "С и 1 МПа | Номинал. частота вращения, об/мин | Объемная произвол,., м3/мин | Степень сжатия | Конечное давление на выходе, |
| 370-14-1 | 19,1 | 5300 | 289 | 1,25 | 5,66 |
| Н-300-1,23 | 20,0 | 6150 | 260 | 1,24 | 5,50 |
| Н-196-1,45 | 10,7 | 8200 | 196 | 1,45 | 5,60 |
| 520-12-1 | 29,3 | 4800 | 425 | 1,27 | 5,60 |
| 370-18-1 | 36,0 | 4800 | 370 | 1,23 | 7,60 |
| Н-16-56 | 51,0 | 4600 | 800 | 1,24 | 5,60 |
| Н-16-75 | 51,0 | 4600 | 600 | 1,24 | 7,50 |
| Н-16-76 | 31,0 | 6500 | 380 | 1,-44. | 7,50 |
| 650-21-1 | 53,0 | 3700 | 640 | 1,45 | 7,60 |
| 820-21-1 | 53,0 | 3700 | 820 | 1,45 | 5,60 |
| Купер-Бессемер: | |||||
| 280-30 | 16,5 | 6200 | 290 | 1,51 | 5,60 |
| СДР-224 | 17,2 | 6200 | 219 | 1,51 | 7,50 |
| 2ВВ-30 | 21,8 | 5000 | 274 | 1,51 | 7,50 |
| Нуово-Пиньони: | |||||
| РСЬ- 802/24 | 17,2 | 6500 | 219 | 1,49 | 7,52 |
| РС-Ы001-40 | 45,0 | 4600 | 520 | 1,51 | 7,52 |
Пользуются характеристиками следующим образом. Зная фактические значения величин R,z, Т, п для данных условий, по соотношению 13, определяют приведенную относительную частоту вращения нагнетателя (n/n0)пр. По известной степени сжатия, находят приведенный объемный расход газа Qпр, соотношение 14, а затем по соответствующим кривым (рис.25) определяют политропический КПД ηпол и приведенную внутреннюю мощность нагнетателя (Ni/ρи )пр
(13)
(14)
Внутренняя мощность, потребляемая нагнетателем, определяется соотношением:
, (15)
В соотношениях 13-15 индексом «О» отмечен номинальный режим работы нагнетателя; индексом «в» — отмечены параметры на входе в нагнетатель. Плотность газа при всасывании, кг/м3, ρ определяется по соотношению:
(16)
где Рвх,Т- абсолютное давление (МПа) и температура (К) при всасывании.
Мощность на муфте привода, кВт:
N= Ni+ N мех, (17)
где Nмех- механические потери, для газотурбинного привода Nмех = 100 кВт, для электропривода Nмех = 150 кВт.
Расчетный рабочий расход газа Qпр для нагнетателей должен быть примерно на 10 -12% больше крайних левых значений расхода, соответствующего условиям начала срыва потока газа по нагнетателю (зоне помпажа). На рис. 25 этому соответствует подача газа ~ 360 м3/мин.
Наличие надежных приведенных характеристик при эксплуатации газотурбинного привода позволяет обслуживающему персоналу выбирать наилучший режим работы в зависимости от конкретных условий. Для центробежных нагнетателей с электроприводом также можно пользоваться приведенными газодинамическими характеристиками, но только для какого-то вполне определенного значения (n/n0), так как электропривод не имеет регулируемую частоту вращения.
Наличие надежных приведенных характеристик с использованием соотношений (13 - 16) позволяет относительно легко определять мощность ГПА в эксплуатационных условиях.
|
|
|
