Сделай Сам Свою Работу на 5

В. Расчет режима работы нагнетателей второй ступени сжатия





1. Определение параметров газа на входе нагнетателей второй ступени сжатия

где Pв2 и Tв2 - соответственно давление и температура газа на входе нагнетателей второй ступени сжатия, МПа и К; ΔP1 - потери давления в коммуникациях КС между первой и второй ступенями сжатия, МПа; ΔP1 находится по приложе­нию.

В дальнейшем расчет аналогичен расчету режима работы нагнетателей первой ступени сжатия. Также рассчитывается и третья ступень сжатия.

Расчет режима работы КС считается завершенным и прини­мается окончательно, если выполняются условия (4.20) и (4.21) для всех ступеней сжатия и условия (4.23) для всей КС в целом

(4.23)

где Pнi и Tнi - соответственно давление и температура газа на выходе нагнетателей последней ступени сжатия, МПа и К; ΔPн - потери давления в коммуникациях на выходе КС, МПа; Pн- номинальное давление на выходе КС или требуе­мое давление на выходе станции (при недогрузке газопро­вода) , МПа; Тдоп - допустимая температура из условия сохранения прочности и устойчивости трубопровода и изоля­ции. ΔPн следует принимать по нормативным данным

 

Задача для самостоятельного решения



 

Произвести расчет режима работы КС с одноступенчатым сжатием. Станция оснащена ГПА, тип и рабочее количество которых приведены в исходных данных.

Производительность КС составляет Q. Характеристика газа на входе КС: относительная плотность по воздуху - Δ, температура – Т1, давление P1. Характеристика атмосферного воздуха: давление - Pа, температура - Та.

Таблица 4.5

Исходные данные к задаче

Параметр Вариант
тип ГПА ГТК-5 ГТК-6 ГТК-104 ГПА-4-6,3 ГТК-104 ГТ-750-6 ГТ-6-750 Коберра ГТН-25и ГТН-25
Кол-во ГПА
Q, млн.м3/сут
Δ 0,56 0,60 0,58 0,62 0,59 0,57 0,61 0,65 0,56 0,60
Т1, К
P1, МПа Номинальное значение для ГПА
Та, К
Pа, МПА 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

Справочные данные для решения задачи смотри в прил. 9, 13, 14, 15,16.

Методические указания к решению задачи

1. Плотность воздуха при 20 0С и 760 мм. рт. ст. в расчетах принимать равной 1,205 кг/м3.



2. Допустимую температуру газа на выходе КС принимать, исходя из условия предотвращения разрушения изоляции трубопровода, в размере 60 0С.

3. Передаточное число редуктора ГПА равно отношению частоты оборотов ротора нагнетателя к номинальной частоте вращения ротора турбины nн.

 

Обеспечение беспомпажной работы нагнетателей КС

Теоретические основы

 

При эксплуатации лопастных компрессорных машин, к которым относятся и центробежные нагнетатели магистральных газопроводов, возможно возникновение особого явления, называемого помпажем. Данное явление способно вызвать серьезные последствия, вплоть до разрушения компрессорной машины.

Для выяснения сути помпажа рассмотрим совместную работу нагнетателя и трубопровода (рис. 4.5). В исходном режиме система имеет рабочую точку М0, производительность ее соответственно Q0, давление на выходе нагнетателя и в трубопроводе Р0.

Допустим, подача газа в систему сократилась до Q1. В соответствии с характеристикой нагнетателя при Q1 он развивает давление P1 и рабочая точка перемещается в положение М1. Одновременно с этим давление в трубопроводе остается прежним и равным P0, за счет значительной упругой энергии газа занимающего большой объем трубопровода. В результате возникает ситуация, когда давление в трубопроводе оказывается выше давления на выходе нагнетателя. Газ начинает обратное течение из нагнетательного трубопровода в нагнетатель.

По мере перетока газа, давление в нагнетателе начинает расти и, в некоторый момент времени, он начинает подавать газ в трубопровод. Это равносильно перемещению рабочей точки нагнетателя из положения M1 в положение M0. Однако, слияние M1 с M0 не происходит, так как в систему газ подается не в количестве Q0, а в размере Q1, и весь процесс вновь циклически повторяется. Этот процесс называется помпажем в системе большого геометрического объема. Этот случай характерен для нагнетателей МГ, т.к. газопроводы имеют значительную протяженность и большой диаметр, т.е. значительный геометрический объем. Также этот случай характерен для осевых компрессоров приводящих нагнетатели газотурбинных установок.



 

Рис. 4.5. Совмещенная характеристика нагнетателя и трубопровода

 

Как видно из рис. 4.5 помпаж в рассматриваемом случае сопровождается не только циклическим изменением давления нагнетателя в интервале P1, P0 и циклическим изменением подачи от Q1 до Q0, но и изменением (циклическим) направление движения газа в нагнетателе. Это в значительной степени усугубляет ситуацию существенным увеличением циклических воздействий осевых сил на ротор, подшипники, корпус

нагнетателя. Эти силы достигают нескольких тонн и превращают ротор в подобие стенобитной машины, способной разрушить нагнетатель в кратчайшее время. Поэтому помпажный режим недопустим.

Ввиду особой опасности помпажа, каждый нагнетатель и осевой компрессор обязательно оснащаются противопомпажной системой, кроме того, каждая КС обязательно оснащается общей противопомпажной системой. Эти системы настраиваются либо на максимальную степень сжатия нагнетателей εтах, либо на Qкр, соответствующей εтах, либо на оба эти параметра.

В связи с тем, что защита от помпажа осуществляется автоматически, а все средства автоматики обладают определенной инерционностью и погрешностью, то используемые АСО приборы имеют естественную погрешность, то настройка противопомпажных систем производится не на Qкр, ниже которой собственно возникает помпаж, а на

Q=1,1∙Qкр,

то есть принимается 10% запас.

Задача для самостоятельного решения

 

Компрессорная станция оснащена тремя нагнетателями, соединенными параллельно. Каждый нагнетатель работает с частотой вращения ротора n и объёмной производительностью Q. По приведённой характеристике нагнетателя (прил. 16) определить в каком режиме работают нагнетатели – помпажном или беспомпажном.

Если нагнетатели работают в зоне помпажа, предложить мероприятия (не менее трёх), выводящие нагнетатели из этой зоны.

Таблица 4.6

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.