Подбор оптимального типа АВО

Количество тепла Q₀, подлежащее отводу на установке охлаждения, ДЖ/с:

Q₀=m_обc_p(T₁-T₂),

где m_об – общее количество газа, охлаждаемого на КС, кг/с;

c_p – теплоёмкость газа при давлении на входе в АВО и средней температуре газа в АВО, Т=(T₁+T₂)/2; T₁ – температура газа на входе в АВО, принимается равной температуре газа на выходе из компрессоров, К; T₂ – температура газа на выходе из АВО, принимается равной оптимальной температуре охлаждения газа, К.

Предварительное количество АВО n на КС:

n_предв= Q₀/ Q_ном,

Q_ном – номинальная производительность выбранного АВО.

N определяется для нескольких типов АВО. Затем расчёт ведётся для выбранных типов АВО.

Требуемая производительность и расход газа через выбранные АВО:

Q_1предв= Q₀/n_предв        m_1предв=m_об/n_предв

Проверка требуемого количества АВО по температуре охлаждающего воздуха:

T_2в= T_1в+ Q_1предв/(V_вρ_вc_pв)

T_2в, T_1в – Температуры воздуха, соответственно на выходе и на входе в АВО, К; V_в – объёмный расход воздуха, подаваемый всеми вентиляторами одного АВО, м³/с; ρ_в – плотность воздуха на входе в АВО.

Если T_2в< T₂, то принимаем количество АВО равным предварительно принятому количеству АВО n= n_предв. Если это равенство не соблюдается, то количество одинаковых аппаратов увеличивается на единицу и расчёт повторяется до получения необходимой разницы между T_2в и T₂.

Проверка принятого количества АВО по поверхности теплопередачи одного аппарата:

((F_р – F)/ F)⁕100) ≤ ΔF                   (А)

F_р – расчётная (требуемая) поверхность теплопередачи одного АВО, м²; F – фактическая поверхность теплопередачи одного АВО, увеличенная на 10% с учётом возможного выхода из строя отдельных вентиляторов и загрязнения теплопередающей поверхности; ΔF=5%, допустимое расхождение между F_р и F.

F_р= Q₁/ k _рθ        Q₁=Q₀/n

k _р – коэффициент теплопередачи, который при ориентировочных расчётах м.б. принят по технической характеристике АВО, Вт/(м² К), если таковая имеется. В противном случае его надо рассчитать

(для определения θ см. раздел «Теплообменники»)

Если условие (А) не выполняется, расчёт повторяется с изменённым значением T₂:

- при F_р> F расчётное значение T₂ увеличивают;

- при F_р< F расчётное значение T₂ уменьшают.

Определение гидравлического сопротивления АВО по газу.

    n

Δp=Σ ζ_i (w²ρ10^-6)/2+ (w²ρL 10^-6)/{2d[1,74+2lg(d/2Δ)]},

   i=1

где Δp – гидравлическое сопротивление АВО, МПа;

n

 Σ ζ_i – сумма коэффициентов местных сопротивлений АВО

i=1

по ходу газа, которая приводится в технической характеристике аппарата;

w – средняя скорость газа в трубах, м/с. w=m_об/nρS, здесь S – площадь сечения одного хода труб АВО со стороны газа, м²;

ρ – плотность газа при давлении на входе в АВО и средней температуре газа в АВО, кг/м³;

d – внутренний диаметр труб теплообменной секции, м²;

Δ – эквивалентная шероховатость внутренней поверхности труб (≈ 2 х10^-4м)

L – длина труб теплообменной секции АВО.

Полученное значение Δpдолжно удовлетворять условию

Δp≤1,2 Δp_доп

Δp_доп=0,015 – 0,02МПА – допустимые потери давления в АВО.

Определение энергетического коэффициента.

Е= Q₀/N_АВО,

где N_АВО – мощность, затрачиваемая на обдув теплообменной секции вентиляторами на преодоления гидросопротивления АВО по ходу газа, Вт.

Выбор оптимального типа и количества АВО.

Основным критерием оптимальности в рассматриваемом случае является минимум суммы капиталовложений и эксплуатационных расходов по установке охлаждения газа. При отсутствии необходимых экономических данных за критерий оптимальности могут быть приняты: энергетический коэффициент АВО Е и металловложения в установку - G. Оптимальному варианту отвечает типоразмер АВО, обеспечивающий максимум Е и минимум G.

Уточнение количества АВО по экстремальным условиям эксплуатации аппаратов.

Экстремальными условиями для установки охлаждения газа являются;

 абсолютная максимальная температура наружного воздуха в районе расположения КС и июльская температура грунта на глубине заложения газопровода.

Уточнение количества аппаратов выбранного типа АВО по экстремальным условиям проводится по вышеприведенной методике.

Установка импульсного газа