Применение корректировки сложного гп коэффициентом расхода

d₀- эталонный диаметр ГП

_{Для простого ГП, коэффициент расхода:}

_{1 )Последовательное соединение сложного ГП}

_{; Длина сложного ГП :}

2)Для параллельных ГП коэффициент расхода:

Влияние рельефа трассы на пропускную способность гп

z-геодезическая отметка (высотная) –нисходящий/восходящий рельеф

Н исходящая ветвь (M2ρ2)

Za=Zc

Рассмотрим наклонный газопровод

Z к>Zн

_{d=const,Lкс=длина между компресс.станциями}

_{Состояние газа на участке: (следующие три уравнения)}

_{1)уравнение удельной энергии:}

_{2)уравнение неразрывности:}

3)уравнение состояния:

, где _{(S-площадь)}

_{Отсюда массовый расход в наклонном ГП}

_{Если рассматривать участок ГП восходящий (Δz>0), то}

активная движущая сила уменьшается, т.е.перекачка на подъем создает дополнительное противодавление, будет возрастать сопротивление трению на восходящем участке, т.о. Qм на восходящем участке будет меньше, чем на горизонтальном участке (при прочих равных условиях), а когда ГП идет под уклон, Qм будет больше чем Qм в горизонтальном ГП (при прочих равных условиях)

Рельефный газопровод

....

_{В целом для рельефного газопровода:}

Совместная работа гп и кс

Режимы работы трубопровода и компрессорных станций (КС) связаны между собой: расход в трубопроводе равен подаче КС, давление нагнетания соответствует давлению в начале перегона между станциями, а давление всасывания следующей КС равно давлению в конце перегона.

Любые изменения режима работы КС приводят к изменениям режима работы трубопровода, и наоборот. Трубопровод и КС следует рассматривать как единое целое, и в технологическом расчете газопровода режимы работы трубопровода и КС должны быть согласованы. Это согласование может быть осуществлено совместным решением уравнений характеристик КС и характеристики перегонов между станциями.

Уравнения характеристик КС:

Коэффициент

Перегоны: ; КС: ;Перегоны: .

Совместное уравнение ГП и КС (eh-t 8.3)

При неработающей(отключенной) КС (a=1,b=0) уравнение 8.3 превращается в известное уравнение расхода участка газопровода

Из уравнения (8.3) следует вывод: при прочих равных условиях (неизменных значениях давлений в начале и конце газопровода и заданной характеристике КС) пропускная способность газопровода как системы тем больше, чем ближе КС будет размещена к началу газопровода. (при этом одновременно возрастает Р на входе и выходе из КС)

Пропускная способность газопровода в первую очередь зависит от давления в начальной точке газопровода ( или ), даже незначительное снижение этого давления приводит к ощутимому уменьшению пропускной способности газопровода ( ).

Размещение кс по трассе газопровода

Компрессорные станции на трассе газопровода размещают с учетом технологических и экономических соображений, с учетом удобства их строительства и эксплуатации.

Расположение КС по трассе влияет на пропускную способность отдельных участков и газопровода в целом, а также на суммарную мощность КС. При прочих равных условиях пропускная способность газопровода тем больше, чем ближе к его началу расположены КС.

Физически увеличение пропускной способности газопровода при смещении КС к началу газопровода объясняется двумя причинами.

1)при приближении КС к началу газопровода увеличиваются давления на входе станций, при этом уменьшается подача КС, отнесенная к условиям всасывания. Это, в свою очередь, приводит к увеличению степени сжатия КС, а значит, и пропускной способности газопровода.

2) при смещении КС к началу газопровода повышается среднее давление на участках между станциями, что приводит к уменьшению затрат энергии (при прочих равных условиях) на преодоление сил трения при движении газа по трубопроводу, так как снижается скорость движения газа.

Максимально возможная пропускная способность газопровода при заданном числе КС с учетом ограничения давления нагнетания, следовательно, будет достигнута при таком расположении КС по трассе, когда на всех станциях давление нагнетания будет равно максимально допустимому р_тах.

Так, при однотипных КС и отсутствии сбросов и подкачек по трассе газопровода оптимальное расположение КС на трассе, обеспечивающее максимально возможную пропускную способность газопровода, может быть найдено из следующей системы уравнений характеристик участков трубопровода и КС:

p²_мах=p²_B + clQ²_мах ; (уравнение характуристики перегона)

p²_мах =ap²_B - bQ²_мах; (для центробежных компрессоров)

p²_мах =p²_K + c(L-nl)Q²_мах (уравнение характеристик перегона)

Отсюда максимально возможная пропускная способность ГП Q_max при п промежуточных КС

Оптимальное расстояние между КС

давление всасывания КС

Давление нагнетания головной КС также принято равным p_max.

Его необходимо поддерживать во всех случаях (в том числе и в процессе падения пластового давления на промысле) за счет ввода дополнительных мощностей (увеличения числа ступеней сжатия), т.к. это позволяет максимально использовать пропускную способность газопровода в целом и уменьшить затраты энергии на перекачку газа.

Минимально возможное число КС которые должны быть введены в эксплуатацию на том или ином этапе развития газопровода с заданной пропускной способностью, может быть найдено из системы уравнений. При этом необходимо учитывать, что на КС к этому времени могут быть в эксплуатации не все газоперекачивающие агрегаты, что отразится на коэффициентах а и b в уравнении характеристик КС.

В некоторых случаях размещение КС на трассе газопровода может проводиться из условия минимальных энергозатрат на перекачку заданного количества газа. Это возможно в том случае, когда при расстановке КС в соответствии с системой уравнений пропускная способность ГП окажется больше необходимой подачи газа или возможностей промысла.

Так, при одной промежуточной КС и постоянном начальном давлении газопровода р_H1 (рис. 5.16,б) мощность этой КС при неизменной (заданной) пропускной способности газопровода будет зависеть от ее положения на трассе ГП. Чем ближе она расположена к началу газопровода, тем меньше будет ее степень сжатия (при Q=const) и тем меньше будет ее рабочая мощность. Для уменьшения энергозатрат на перекачку газа надо КС располагать как можно ближе к началу газопровода, т. е. размещать их на трассе таким образом, чтобы давления нагнетания на них были равны p_max .

С энергетической точки зрения при поэтапном вводе в эксплуатации протяженного ГП с большим числом КС предпочтителен одновременный пуск возможно большего числа КС, что позволит при заданной пропускной способности на первых этапах развития ГП уменьшить расход энергии на перекачку газа (за счет снижения степеней сжатия отдельных КС) по сравнению с вариантом, где та же самая пропускная способность обеспечивается строительством меньшего числа КС (с большей степенью сжатия и, следовательно, большим числом газоперекачивающих агрегатов).

Если при полном развитии газопровода все его КС будут работать по схеме двуступенчатого компримирования(сжатия), то уже на первом этапе строительства, когда пропускная способность его меньше проектной, может оказаться целесообразным ввести в эксплуатацию большую часть КС (а возможно, и все КС) на режиме одноступенчатого компримирования, так как это может уменьшить энергозатраты на перекачку газа. Однако в этом случае увеличивается фронт строительно-монтажных работ, поскольку их необходимо вести на большем числе площадок, что имеет свои минусы. В каждом конкретном случае необходим технико-экономический расчет.