Характеристики ГПА с ГТУ приводом

Рисунок 1.1 График сезонного транспортирования газа по газопроводу.

Из рисунка видно, что пропускная способность газопровода в течении года приближенно может быть описана уравнением косинусоиды. Максимум пропускной способности Q_max приходится примерно на середину декабря-января, минимум Q_min – на летние месяцы года.

Соответственно анализ режимов работы магистральных газопроводов и энергопривода компрессорных станций с использованием аналитических выражений пропускной способности газопроводов позволит оценить колебания мощности энергопривода КС и его среднюю загрузку в условиях газопровода, т.е. определить специфические условия работы энергопривода на КС.

Базовое уравнение, характеризующее среднесуточную пропускную способность газопровода, имеет вид:

, (1.1)

где ; .

Q – среднесуточная пропускная способность газопровода по месяцам в течении года;

Q_m – средняя пропускная способность газопровода в течении года;

T – период производительности газопровода (Т=365 сут);

t – время в сутках от начала календарного года;

t₀ – время (от начала календарного года) соответствующее моменту максимума производительности газопровода (t=t₀; Q=Q_max);

Q₁ – амплитуда изменения производительности газопровода (Q₁=Q_max-Q_m);

Q´ - приращение или снижение подачи газа через КС за рассматриваемый год.

Значения Q₁, Q_m – определяют на основе обработки данных о среднесуточной пропускной способности газопровода, например, по месяцам данного года, аппроксимируя уравнением (1.1) фактическую пропускную способность газопровода и ее изменение в течение данного года.

Анализ уравнения (1.1) показывает, что наибольшая и наименьшая относительные суточные пропускные способности газопровода определяются соотношениями:

; . (1.2)

Здесь - относительная амплитуда гармонической составляющей пропускной способности газопровода, основная характеристика его переменного режима работы.

Результаты анализа статистических данных показывают, что изменяется в диапазоне 0,05-0,15. Меньшее значение соответствует более высокому уровню освоения газопроводных систем – наличие подземных хранилищ, буферных потребителей газа и т.д.

В общем случае средняя загрузка энергопривода КС в течении года может быть определена как:

, (1.3)

k - коэффициент запаса мощности 1,1-1,15

- максимальная гидравлическая мощность газопровода.

Соответственно принимая это означает, что агрегаты на газопроводах загружены (при значении ) в среднем на 84-88%.

В уравнение (1.3) входит величина - средняя гидравлическая мощность газопровода:

(1.4)

где - приведенный коэффициент сопротивления трения и местных сопротивлений; - среднее значение фактора сжимаемости газа, газовой постоянной, температуры, давления; - массовый расход газа; - площадь сечения трубопровода, длина, внутренний диаметр.

Анализ уравнения (1.4) показывает, что с точки зрения минимизации затрат мощности ГПА на перекачку газа всегда выгодно (при прочих равных условиях) поддерживать максимальное давление в трубопроводе. В этом случае объемный расход газа будет минимальным при заданном массовом расходе в силу повышения значения плотности газа .

Это достигается путем соответствующих схем включения агрегатов станции.

Последовательное соединение агрегатов применяют, когда при заданном расходе одна установка не может обеспечить нужный перепад давления по КС из-за ограниченной мощности.

Параллельное соединение ГПА используют, когда поток газа не может быть перекачен одним агрегатом. Газовый поток делится и компримируются отдельными агрегатами, а после сжатия снова соединяются в единый поток.

Возможны схемы последовательно-параллельного соединения.

Контрольные вопросы:

1. Перечислите основные виды колебаний пропускной способности газопровода.

2. Запишите базовое уравнение, характеризующее среднесуточную пропускную способность газопровода и сделайте его расшифровку.

3. Запишите формулу средней гидравлической мощности газопровода и сделайте его расшифровку.

4. Дайте характеристику последовательного и параллельного соединения газоперекачивающих агрегатов (ГПА).

1.3 Принципиальные схемы головных и линейных компрессорных станций.

На магистральном газопроводе в общем случае различают два типа станций: головные компрессорные станции ГКС, устанавливаемые в непосредственной близости от газового месторождения и линейные компрессорные станции КС, сооружаемые вдоль трассы газопровода на расстоянии 100-150 км одна от другой.