Подбор газоперекачивающих агрегатов для компрессорной станции магистрального газопровода

К основному оборудованию КС относятся компрессорные ма­шины (КМ) и приводящие их двигатели. Для транспорта газа применяется в основном центробежные нагнетатели и поршневые компрессоры - газомотокомпрессоры (ГМК). Каждый тип компрессорных машин имеет свою область рационального применения.

ГМК экономичнее нагнетателей при производительности КС (газопровода) менее 10 млн.м³/сут, нагнетатели - при производительности КС более 15 млн.м³/сут. В интервале производительностей 10-15 млн.м³/сут экономические показатели транспорта газа ГМК и нагнетателями примерно одинаковы.

Суточная производительность КС определяется по годовой с помощью следующего выражения

, млн.м³/сут

где Q_год - годовая производительность КС (газопровода) при стандартных условиях млрд.м³/год;

- коэффициент использования пропускной способности газопровода; K_рс, K_эт – коэффициенты, учитывающие запас пропускной способности газопровода для обеспечения газоснабжения соответственно в периоды повышенного спроса на газ и в периоды экстремально повышенных температур, приводящих к снижению мощности ГПА, K_рс= 0,95, K_эт= 0,98; - коэффициент учитывающий запас пропускной способ­ности газопровода на случай аварийных отказов линейной части газопровода и КС.

После определения экономичного типа компрессорной машины для проектируемой КС производится выявление оптимального варианта КС, то есть определяется оптимальная марка ГПА, число и схема соединения машин данной марки на КС, количест­во ступеней сжатия КС.

Для этого из множества компрессорных машин требуемого типа предварительно выбирается 3÷4 машины разных марок, отличающихся подачей и степенью сжатия (или давлением нагнетания). К рассмотрению принимаются машины, число которых на КС будет находится в пределах 2÷6 - для нагнетателей и 2÷13 - для ГМК. Кроме того, подбираемые ма­шины в расчетном режиме работы и в возможных при эксплуатации режимах не должны иметь политропический КПД ниже 0,8 (для центробежных нагнетателей).

При производительности КС более 15 млн.м³/сут для каждой марки предварительно выбранного нагнетателя рассматривается два подварианта КС - с одноступенчатым сжатием и с двухсту­пенчатым сжатием (для полнонапорных нагнетателей рассматри­вается один подвариант - с одноступенчатый сжатием). При производительности КС 10÷15 млн.м³/сут - также два подварианта, но с двух и трехступенчатым сжатием. Во всех случаях число машин на КС должно находится в ранее отмеченных пре­делах.

Для каждого варианта и подварианта КС определяется число резервных машин, степень сжатия КС ε и удельные приведенные расходы на станции с учетом типа приво­да. На основе значений ξ и С_к рассчитывается комплекс (χ). Окончательно принимается тот вариант (подвариант) КС, которому отвечает наименьшее зна­чение комплекса (χ).

(9.1)

Если производительность КС находится в пределах 10÷15 млн.м³/сут, то экономичный тип компрессорной машины и оптимальный вариант КС находится одновременно. Для этого по выше рассмотренной методике производится сравнение двух-трех вариантов КС с ГМК и двух-трех вариантов КС с центробежными нагнетателями.

В качестве привода компрессорных машин на КС обычно применяются поршневые газовые двигатели, газовые турбины и электродвигатели. От выбора типа привода компрессорных машин во многом зависят технико-экономические показатели КС и удобства ее эксплуатации.

Газомотокомпрессоры, как правило, приводятся поршневыми газовыми двигателями, которые конструктивно оформляются за одно целое с ГМК.

Центробежные нагнетатели могут приводиться электродви­гателями и газотурбинными установками (ГТУ). При удаленности КС от надежного источника электроэнергии менее, чем на 50-100 км выгоднее применять электропривод, при удаленности более 300 км - газотурбинный привод.

В интервале 50-300 км тип привода устанавливается тех­нико-экономическим расчетом по минимуму приведенных затрат на КС с учетом строительства ЛЭП, трансформаторной подстанции и стоимости потребляемой ГПА энергий в виде газа и электроэнергии.

При равенстве приведенных затрат (комплекса χ) для обоих типов привода предпочтение обычно отдается электроприводу, как более безопасному, не связанному с расходом транспортируемого газа, упрощающему технологическую схему КС, менее подверженному влиянию внешних условий, более без­отказному и с меньшим сроком восстановления при ремонтах.

Приведенные затраты (комплекс χ) считаются равными, если отличаются не более, чем на5%.

Условие задачи

Подобрать ГПА для КС магистрального газопровода производительностью Q_год.

Характеристика линейной части газопровода: диаметр D; протяженность L. Вблизи КС имеется n независимых источников электроэнергии, каждый из которых удален отКС на расстояние l_i.

Таблица 9.1

Исходные данные к задаче

Справочные данные для решения задачи смотри в приложениях.