Определение технически возможной производительности

Технически возможная производительность газопровода ограничивается одним из допустимых показателей его работы: использованы все рабочие агрегаты КС, ГПА работают с располагаемой мощностью, ГПА работают с максимальной или минимальной частотой вращения, приведенная производительность ЦН равна минимально или максимально допустимой, в работе все вентиляторы АВО, давление на выходе КС или ЦН равно допустимому, температура на выходе КС равна максимальной или минимальной температуре, давление в конце МГ равно заданному [2, 3].

Задача решается методом последовательных приближений. Задавшись предполагаемой производительностью на входе в головную КС, количеством работающих ГПА и схемой их работы, числом работающих АВО и вентиляторов на них, рассчитывают режим работы станции. При этом подача компрессоров уменьшается на величину топливного газа. Ориентировочное значение топливного газа определяется, исходя из располагаемой мощности ГПА. Изменяя частоту вращения ГПА, добиваются желаемого давления на выходе КС, контролируя при этом остальные показатели работы (мощность, помпаж, температуру). При выходе показателя за допустимые пределы принимаются соответствующие решения по их нормализации (изменение частоты вращения, изменение числа ГПА, изменение количества АВО или вентиляторов). Регулирование работы продолжается до тех пор, пока не будет получено нужное давление на выходе КС или один из показателей достигнет допустимого значения, и все возможности по его регулированию исчерпаны. После этого уточняется расход топливного газа и окончательно уточняется режим работы КС. Получив, таким образом, выходные параметры КС, переходят к расчету участка, задавшись значениями давления и температуры в конце участка с последующим их уточнением в пределах точности расчета. Далее, производя последовательные расчеты КС и участков, доходят до конца МГ. Если конечное давление отличается от заданного больше, чем допустимо в пределах точности расчетов, то расчет МГ повторяется при увеличенной или уменьшенной производительности. Шаг изменения производительности определяется, исходя из принятой точности расчетов. И так до тех пор, пока не будет получено нужное значение конечного давления МГ.

Использование метода последовательных приближений предполагает достаточно большой объем расчетов, что и предопределяет целесообразность использования компьютера. Программа GAZOPRE состоит из трех страниц: “Участок”. “КС” и “Справка”, что позволяет производить последовательный расчет линейной части и КС. На первых двух лисах приведены программы расчетов линейной части и компрессорной станции, на третьей даны техническая характеристика основных типов ГПА с коэффициентами аппроксимации приведенных характеристик ЦН и рекомендуемые значения потерь давления на КС.

Листы с программами разделены на три поля: зеленое, желтое и бирюзовое. В зеленое поле вносятся исходные данные расчетов, в желтом поле выводятся рассчитанные физические свойства газ и в бирюзовом показываются результаты остальных расчетов. Допускается ввод и изменение параметров только в зеленом поле листа.

Вначале расчета вводятся в зеленое поле параметры, значения которых известно. Недостающими параметрами задаются или принимают из бирюзового поля. Используя данные желтого поля, определяется режим течения газа и соответствующее ему расчетное значение λ вводится в зеленое поле. Сравнивая значение предположенных параметров в зеленом поле с полученными значениями в желтом поле, оценивается сходимость параметров. При необходимости производится уточнение параметров, вводя в зеленое поле значения соответствующих параметров из желтого и бирюзового поля.

Для расчета компрессорных станций используется аналитическое описание характеристик центробежных нагнетателей и АВО.

Аппроксимация зависимостей степени сжатия, политропического КПД и относительной удельной мощности нагнетателя от приведенной производительности производится с помощью полинома

y = a₀ + a₁x +a₂x²

Значения коэффициентов a₀, a₁, a₂ принимаются из таблицы “Техническая характеристика ГПА” на третьем листе программы.

Теплосъем с одного АВО типа 2АВГ – 75с при двух работающих вентиляторах описывается следующей зависимостью

, (8)

где Q₀ – теплосъем с одного АВО при двух работающих вентиляторах, кВт;

t_a – температура воздуха, ⁰С;

с_р – удельная теплоемкость газа при условиях АВО, Дж/(кг^. град);

M₁ – расход газа через один АВО, кг/с.