Температурный режим участка газопровода

Температурный режим работы участка зависит от многих факторов.

1. Температуры газа на входе в КС (Т₂).

2. Повышения температуры газа при его компремировании

, (6.47)

где Т_в – температура газа на выходе ЦН; ε – степень сжатия нагнетателя; η_п– политропический КПД ЦН.

3. Охлаждение газа в АВО

, (6.48)

где Т₁ – температура на выходе КС; Q₀ – теоретический теплосъем с одного АВО при двух работающих вентиляторах, Вт; k_A2, k_A1, k_A0 – коэффициенты тепловой эффективности АВО при 1,2 и 0 работающих вентиляторах; n_2, n₁, n₀ – количество АВО работающих с 2,1 и 0 вентиляторов; М – массовый расход газа через все АВО; с_рт – теплоемкость газа при условиях АВО

, (6.49)

здесь T_A - температура воздуха.

Теплосъем Q₀ удобно определять по номограммам теплового расчета АВО. Теплосъем АВО типа 2АВГ – 75с при двух работающих вентиляторах описывается следующей зависимостью

, (6.50)

где Q₀ – теплосъем с одного АВО при двух работающих вентиляторах, кВт; t_H – температура газа за нагнетателем, ⁰С; t_a – температура воздуха, ⁰С; с_р – удельная теплоемкость газа, Дж/(кг^.град); M₁ – расход газа через один АВО, кг/с.

Значения коэффициентов k_A1 и k_A0 также определяются по результатам эксплуатации АВО. В первом приближении можно принять k_A1=0,55-0,60, k_A0=0,18-0,20.

Количество работающих вентиляторов для реализации заданной температуры на выходе КС определяется из (6.49). Принимая во внимание, что при регулировании температуры сначала отключают поочередно по одному вентилятору на всех АВО и только после этого начинают отключение вторых, в сумме уравнения (6.49) никогда не будет больше двух слагаемых. Для определения схемы работы удобно воспользоваться величиной среднего коэффициента эффективности:

, (6.51)

где n - количество работающих на КС АВО.

В зависимости от величины k_СР возможны следующие варианты:

;

;

;

.

Схема работы АВО определяется из условия минимума затрат электроэнергии для обеспечения оптимальной температуры газа за КС. Не рекомендуется принимать температуру на выходе КС Т₁ > 50⁰С и меньше значения, при котором температура газа в конце участка меньше 271 К или температуры грунта для участков вечной мерзлоты.

Газ в участке охлаждается вследствие теплообмена с окружающей средой и его расширения при снижении давления.

(6.52)

где D_i – коэффициент Джоуля-Томсона, К/МПа; T₀ – температура окружающей среды, К;

, (6.53)

где k – полный коэффициент теплопередачи, Вт/(м²×К);.

Пренебрегая влиянием дросселирования газа, получим уравнение Шухова

. (6.54)

В соответствии с (6.54) температура газа стремиться в бесконечности к температуре окружающей среды. С учетом дроссельного эффекта температура газа в конце участка меньше температуры окружающей среды. При температуре грунта близкой к 0 ⁰С температура газа может быть отрицательной, что вызовет промораживание грунта вокруг труб и дополнительные деформации трубопровода. Рекомендуется ограничивать температуру газа в конце участка Т₂ = 271¸273 К, что приводит к ограничению температуры газа на выходе КС.

Т.к. температура газа по длине участка меняется экспоненциально, то средняя температура определяется как среднегеометрическая

. (6.55)

Рис. 6.3. Распределение температуры газа по длине участка

 

При известных или принятых значениях температуры газа в начале и в конце участка с достаточной точностью среднею температуру можно определить, используя следующее уравнение

(6.56)

Расстояние между КС определяется из уравнения пропускной способности (6.1) при давлениях P₁ в начале участка и P₂ в конце. Для случая электроприводных ГПА все участки между собой равны. Конечный

 

участок рассчитывается при давлениях P₁ и P_K и получается в α раз длиннее:

. (6.57)

В этом случае теоретическое число КС n₀ определится зависимостью

, (6.58)

где L - длина МГ; l и l_K - длина промежуточного и конечного участка.

Так как газопровод рекомендуется сооружать без лупинга, дробное число КС обычно округляется в большую сторону. Утонченные длины участков определяются из выражений

, (6.59)

, (6.60)

где n - принятое число станций.

При оборудовании ГПА газовыми турбинами производительность газопровода уменьшается на величину топливного газа, что приводит к увеличению длин участков:

, (6.61)

где l_Гi - длина i-го участка; n_i - номер КС, работающей на i-й участок.

В этом случае теоретическое число КС можно определить из равенства

. (6.62)

Расстановка КС производится в соответствии с (6.62) и с учетом условий строительства и эксплуатации МГ.

 

123

---

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:

©2015 - 2025 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.