Семинар №1, 2 по курсу «энергосберегающие технологии транспорта газа»

СЕМИНАР № 1, 2 ПО КУРСУ «ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПОРТА ГАЗА» (Весенний семестр)

Кафедра термодинамики и тепловых двигателей
РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина

Тема семинара
«Определение выходных характеристик ГТУ и ЦБК с использованием газодинамических характеристик нагнетателей»
(Лекции 5, 6, 7)

Использование газодинамических характеристик центробежных компрессоров для определения выходных характеристик ЦБК и ГТУ


Задача № 1
Определить политропный КПД нагнетателя типа PCL-804-2, внутреннюю мощность сжатия , часовой расход топливного газа агрегата ГТК-25ИР и действительную частоту вращения силового вала турбины ГТУ _д , если коммерческий расход природного газа через нагнетатель составляет
= 45 млн. м³ в сутки, коэффициент технического состояния ЦБК равен а характеристики природного газа на входе в ЦБК равны: , . Степень повышения давления природного газа в ЦБК – = 1,35, а молярная масса природного газа –
16,4 кг/кмоль.


Решение
1.1. Объемный расход природного газа на входе в нагнетатель составит
,
где – плотность природного газа при стандартных условиях транспорта,
,
плотность природного газа на входе КС определяется по эмпирической зависимости (Программа в «Microsoft Excel»),
.
1.2. Зная степень повышения давления природного газа в нагнетателе и объемный расход, определим рабочую точку 1 на газодинамической характеристике ЦБК методом итераций (Рисунок 1).
Первый шаг итерации – относительная частота оборотов рабочего колеса нагнетателя .

Рис. 1. Приведенные характеристики нагнетателя PCL-804-2


.

Значение приведенного объемного расхода газа для второго шага итерации

.
Итерацию следует считать завершенной, когда последующий шаг не вызывает изменения значения относительной частоты оборотов рабочего колеса ЦБК .
Результаты проведенных итераций представлены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты проведенных итераций

Номер итерации
1	475	0,85	0,83
2	572	0,87	0,85
3	560	0,87	0,85

1.3. Действительная относительная частота оборотов рабочего колеса ЦБК с учетом технического состояния

.
1.4. Необходимая действительная частота вращения рабочего колеса нагнетателя
.
2. Действительная внутренняя мощность, затрачиваемая в процессе сжатия в ЦБК
или .
3.1. Эффективная мощность
или .
3.2. Действительный эффективный КПД ГТУ


,
где – номинальный (паспортный) КПД (Приложение 1);
– коэффициент технического состояния ГТУ по топливному газу (Приложение); – относительный КПД ГТУ,


,

 – приведенная относительная мощность ГТУ при стандартных станционных условиях,

.

4. Действительное значение политропного КПД

5. Часовой расход топливного газа

.


Ответ:

1. 
   Действительное значение политропный КПД нагнетателя .
   
2. 
   Мощность, расходуемая на сжатие природного газа в ЦБК
   
3. 
   Часовой расход топливного газа .
   
4. 
   Действительная частота вращения силового вала турбины ГТУ .