7. Подбор оборудования кц

Кроме технологической трубопроводной обвязки и газопере-качиваюших агрегатов, к основному оборудованию компрессорного цеха относятся пылеуловители и аппараты воздушного охлаждения газа.

7.1. Подбор пылеуловителей

Установка очистки газа предназначена для очистки технологического газа, поступающего на КЦ, от твердых и жидких примесей и предотвращения загрязнения и эрозии оборудования и трубопроводов.

На большенстве компрессорных цехов очистка газа проводится в одну ступень. Двухступенчатая система очистки устанавливается на компрессорных станциях, близко расположенных к месторождению, и после подводных переходов (по необходимости). В качестве пылеуловителей на КЦ широко применяются аппараты циклонного и мультициклонного типа. По рабочему давлению на входе Р_н подбирается пылеуловитель.

7.1. По паспортным данным пылеуловителя определяются минимальная и максимальная производительность пылеуловителя (табл. П3.10). Так как плотность перекачиваемого газа отличается от стандартной, то необходимо скорректировать пределы производительности пылеуловителя:

где 0,97 – коэффициент изменения производительности пылеулови-телей.

7.2. По уточненным значениям производительности определяем потребное число пылеуловителей: , округляем число пылеуловителей до ближайшего целого и уточняем значение минимального расхода через пылеуловитель: , при этом должно выполнятся условие – . Если оно не выполняется, то необходимо подобрать другой пылеуловитель.

7.3. Определим максимальную производительность пылеуловителя при отключении одного из аппаратов:

Необходимо выполнение условия , чтобы при отключении одного из аппаратов нагрузка на оставшиеся в работе не выходила за пределы их максимальной производительности .

7.2. Подбор аппаратов воздушного охлаждения аво

Компримирование технологического газа в газоперекачивающих агрегатах сопровождается увеличением температуры. Для предотвращения нарушения устойчивости и прочности труб и покрывающей их изоляции, для уменьшения объема транспортирования газа и снижении коэффициента гидравлических потерь при охлаждении, а также на участках с многолетне-мерзлыми грунтами для предотвращения их растепления, проводится охлажление технологического газа после его компримирования в ЦБН.

По рекомендациям [7] оптимальная среднегодовая температура охлаждения газа принимается на 10 – 15 °С выше расчетной среднегодовой температуры наружного воздуха .

7.4. Определяем среднегодовой температуры наружного воздуха

где – средняя температура наружного воздуха в рассматриваемый период; – поправка на изменчивость климатических данных, применяемая равной 2 °С.

7.5. Общее количество тепла, подлежащее отводу от газа на установке , Дж/с,

где t₁ = t_н, температура газа на входе в АВО, равная температуре газа на выходе компрессорных машин, °С; t₂ – оптимальная температура охлаждения газа, °С, принимается на 10 – 15 °С выше расчетной среднегодовой температуры наружного воздуха , Ср – теплоемкость природного газа, Дж/кгК.

К рассмотрению принимаем несколько различных типов АВО. По номинальной производительности аппаратов и известной производительности КС определяем потребное количество АВО n_АВО каждого типа и рассчитываем требуемые производительности одного аппарата каждого типа по теплоотводу и по расходу газа G.

7.6. Предварительное определение количества АВО:

,

где G – массовый расход природного газа, определен в п. 1.2. Округляют n_АВО до ближайшего целого и уточняют расход через аппарт охлаждения газа:

7.7. Производительность одного аппарата по теплоотводу:

7.8. Плотность воздуха на входе в АВО, :

,

где Р_а – атмосферное давление (МПа); t_1в – температура охлаждающего воздуха, °С.

7.9.  Проверка принятого количества АВО по температуре охлаждающего воздуха t_2в, °С:

где – общий объемный расход воздуха, подаваемого всеми вентиляторами одного АВО ( ), берется из табл. П3.7, = 1005,0 – теплоемкость воздуха при барометрическом давлении и t_1в.

Необходимо выполнение условия .

Проверка принятого числа АВО по поверхности теплопередачи одного АВО.

7.10. Тепловой напор

7.11. Поправка на сложность схемы тока

где i – число ходов газа в аппарате (i=1...4); ε_{∆ t} – поправка, определяемая по прил. 3, рис.  П3.1, в зависимости от параметров R и Р:

7.12. Температурный напор для любой сложной схемы течения теплоносителей.

7.13. Требуемая поверхность теплопередачи :

где – коэффициент теплопередачи (см. табл. П3.7).

При расчете необходимо выполнение условия:

где – фактическая поверхность теплопередачи (для данного типа АВО), увеличенная на 10 % с учетом возможного выхода из строя отдельных вентиляторов и загрязнения поверхностей теплообмена, м; – допустимое расхождение между F и (может быть принято 5 % от ), м.

7.14. Плотность газа на входе в АВО при давлении на входе из ЦН ПГ, кг/м³:

.

7.15. Площадь сечения одного хода труб АВО со стороны газа, м²:

где d – внутренний диаметр труб, м; m – общее число труб, шт.

7.16. Средняя скорость газа в трубах АВО, м/с:

Скорость течения газа в трубках изменяется от 3 до 10 м/с. Значение рассчитанной скорости газа в трубкках должно находится в этом диапазоне.

7.17. Расчет гидравлического сопротивления АВО по ходу газа ΔР в МПа (движение газа – в зоне квадратичного закона сопротивления):

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений; l – длина труб АВО, м (см. табл. П3.7); Δ – эквивалентная шероховатость внутренней поверхности труб (в расчетах Δ =210^-4 м), м. Необходимое выполнение условия: ΔР ΔР_ДОП (ΔР_ДОП = 0,015 – 0,02 МПа).

7.18. Определение энергетического коэффициента Е.

Энергетический коэффициент используется для сравнения эффективности работы теплообменной аппаратуры и представляет собой отложение количества переданного тепла к затратам энергии на преодоление гидравлических сопротивлений теплообменника:

где N – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений со стороны поверхности теплопередачи, Вт; H – полный напор, развиваемый вентиляторами АВО, Па; n – число АВО, шт .