Исходные данные по составу и характеристикам компонентов природного газа Уренгойского месторождения приведены в табл. 5.1, а общие исходные данные по ТГП ГТК-10-4 Ярковской КС приведены в табл. 5.2.
Таблица 5.1
Состав и характеристики компонентов природного газа
Характеристики | Компоненты | ||||||
rCH4 | rC2H6 | rC3H8 | rC4H10 | rCO2 | rH2S | rN2 | |
rC1 | rC2 | rC3 | rC4 | ||||
Молярная концентрация %, r | 98,0 | 0,4 | 0,2 | 0,0 | 0,1 | - | 1,3 |
Молекулярный вес, mi | 16,04 | 30,07 | 44,09 | 58,12 | 44,02 | - | 28,00 |
Низшая молярная теплота сгорания QНРi, кДж/кг | - | - | - |
Таблица 5.2
Общие исходные данные
Агрегат № | |||||||||||
Величина | Размерность | Значения | |||||||||
r15 | кг/м3 | 1,226 | |||||||||
rН | кг/м3 | 0,690 | |||||||||
Ра | МПа | 0,0987 | 0,0985 | 0,0968 | 0,0961 | 0,0968 | 0,0981 | ||||
Та | К | ||||||||||
Р0 | МПа | 0,0987 | 0,0985 | 0,0968 | 0,0961 | 0,0968 | 0,0981 | ||||
Т0 | К | ||||||||||
Р1 | МПа | 5,38 | 5,80 | 6,28 | 5,15 | 6,13 | 6,08 | ||||
Т1 | К | 296,0 | 297,1 | 303,5 | 289,4 | 299,8 | 288,0 | ||||
Р2 | МПа | 6,18 | 6,49 | 7,16 | 6,03 | 7,26 | 7,46 | ||||
Т2 | К | 309,0 | 306,9 | 316,5 | 302,5 | 313,2 | 306,0 | ||||
РС | МПа | 0,3603 | 0,3563 | 0,3633 | 0,3793 | 0,4033 | 0,4320 | ||||
ТС | К | ||||||||||
Продолжение таблицы 5.2
|
|
ТV | К | ||||||||||
РZ | МПа | 0,3593 | 0,3513 | 0,3603 | 0,3563 | 0,4013 | 0,4120 | ||||
ТS | К | ||||||||||
Pизб | МПа | 0,00260 | 0,00250 | 0,00260 | 0,00275 | 0,00310 | 0,00440 | ||||
DРП | МПа | 4,260×10-4 | 4,162×10-4 | 4,163×10-4 | 4,550×10-4 | 5,404×10-4 | 6,30×10-4 | ||||
DРЛ | МПа | 4,360×10-4 | 4,162×10-4 | 4,163×10-4 | 4,550×10-4 | 5,404×10-4 | 6,30×10-4 | ||||
В | кг/с | 0,565 | 0,560 | 0,555 | 0,570 | 0,662 | 0,702 | ||||
FП | м2 | 1,826 | |||||||||
FЛ | м2 | 1,826 | |||||||||
РSп | МПа | 0,1039 | 0,1038 | 0,1039 | 0,1040 | 0,1041 | 0,1057 | ||||
РSл | МПа | 0,1039 | 0,1038 | 0,1039 | 0,1040 | 0,1041 | 0,1057 | ||||
hл | 0,93 | ||||||||||
hг | 0,98 | ||||||||||
hм | 0,995 | ||||||||||
ТО | К | ||||||||||
rнагн | кг/м3 | 40,561 | 43,100 | 45,680 | 39,300 | 45,136 | 46,600 | ||||
b1 | 19,8 | ||||||||||
b2 | -9067,4 | ||||||||||
b3 | 53778,5 | ||||||||||
b4 | -98100,6 | ||||||||||
b5 | 57570,2 | ||||||||||
nном | об/мин | ||||||||||
n | об/мин | ||||||||||
Nмех | кВт | ||||||||||
Neном | кВт | ||||||||||
TZном | К | ||||||||||
Tаном | К | ||||||||||
Раном | МПа | 0,101325 | |||||||||
heном | 0,29 | ||||||||||
С` | 0,3 | ||||||||||
А | 0,292 | ||||||||||
DРК | МПа | 0,00974 | 0,00920 | 0,00927 | 0,00930 | 0,00960 | 0,00980 | ||||
Расчёт ТГП, основанный на методике Степанова О.А.,
Чекардовского М.Н., Чекардовского С.М.
(Методика 1)
Вариант 1 А
Используя исходные данные табл. 5.1 и 5.2 рассчитываются следующие характеристики газа по уравнениям:
. (5.61)
Элементарный весовой состав топлива в процентах:
, (5.62)
, (5.63)
, (5.64)
, (5.65)
, (5.66)
где СР, НР, SP, NP, OP – весовая концентрация соответственно углерода, водорода, серы, азота, кислорода.
, (5.67)
, (5.68)
, (5.69)
. (5.70)
Плотность продуктов сгорания за ТНД:
|
|
РS = Pa + PИЗБ, (5.71)
левый газоход
, (5.72)
правый газоход
. (5.73)
Расходы продуктов сгорания:
, (5.74)
, (5.75)
, (5.76)
МВ=МПС-В, (5.77)
, (5.78)
. (5.79)
Температура продуктов сгорания перед ТВД рассчитывается по следующей формуле:
. (5.80)
Мощность осевого компрессора:
. (5.81)
Мощность турбины высокого давления при условии, что ТВД и ОК на одном валу:
. (5.82)
Температура продуктов сгорания за ТВД:
, (5.83)
. (5.84)
Эффективная мощность ГПА:
. (5.85)
Эффективный КПД ГПА:
. (5.86)
Пример расчёта:
РS = 0,0987 + 0,0026=0,1013 МПа
МВ =75,109-0,565=74,544 кг/с
Вариант 1В
Эффективная мощность, эффективный КПД рассчитываются следующим образом:
. (5.87)
Примечание: недостающие данные берутся из методики 1А (В, QHP).
. (5.88)
Пример решения:
,
.