Тк – календарний термін роботи ГПА.

Питомі приведені затрати:

С = Е+0,12К, (2.5)

де К – капіталовкладення;

Е – експлуатаційні витрати.

Розрахунковий комплекс:

К = Ск (е2 / е2 – 1), (2.6)

де е = Рп/Рк – ступінь стиску КС.

Розрахунок за схемою 1.

Тип обладненя ГТН-16 з нагнітачем Н-16-76-1,44

Розрахункове число паралельно працюючих ГПУ:

rp= 54,8/31=1,77. Приймаемо 2.

Число встановлених ГПА

N1 = 1-6/335 = 0,982

N2 = 1-30/335 = 0,91

nуст= 2* (2-0,91/0,982) = 1,9

Приймаємо 2.

Розрахунковий комплекс:

К = 14544*[1,442/(1,442-1)] = 28091 тис.грн.

Розрахунок за схемою 2.

Тип обладнання ГТК-10-4 з нагнітачем 235-21-1.

Розрахункове число паралельно працюючих ГПУ:

rp= 54,8/18,3=2,99. Приймаемо 3.

Число встановлених ГПА

N1 = 1-6/335 = 0,982

N2 = 1-30/335 = 0,91

nуст= 3* (2-0,91/0,982) = 3,21 Приймаємо 4.

Розрахунковий комплекс:

К = 32874*[1,492/(1,492-1)] = 59818 тис.грн.

Розрахунок за схемою 3.

Тип обладненя ГПА-16/76 з нагнітачем НЦ-16/76-1,45

Розрахункове число паралельно працюючих ГПУ:

rp= 54,8/32,6=1,68. Приймаемо 2.

Число встановлених ГПА

N1 = 1-6/335 = 0,982

N2 = 1-30/335 = 0,91

nуст= 2* (2-0,91/0,982) = 1,8 Приймаємо 2.

Розрахунковий комплекс:

К = 14621*[1,482/(1,482-1)] = 26903 тис.грн.

Розрахунок за схемою 4.

Тип обладненя ГПА-10 з нагнітачем 235-21-1.

Розрахункове число паралельно працюючих ГПУ:

rp= 54,8/26,2=2,09. Приймаемо 2.

Число встановлених ГПА

N1 = 1-6/335 = 0,982

N2 = 1-30/335 = 0,91

nуст= 2* (2-0,91/0,982) = 2,24 Приймаємо 3.

Розрахунковий комплекс:

К = 22451*[1,322/(1,322-1)] = 52692 тис.грн.

Розрахунок за схемою 5.

Тип обладнання ГТНР-10 з нагнітачем 235-21-1.

Розрахункове число паралельно працюючих ГПУ:

rp= 54,8/18,3=3. Приймаемо 3.

Число встановлених ГПА

N1 = 1-6/335 = 0,982

N2 = 1-30/335 = 0,91

nуст= 3* (2-0,91/0,982) = 3,22 Приймаємо 4.

Розрахунковий комплекс:

К = 32874*[1,442/(1,442-1)] = 63494 тис.грн.

За мінімальним значенням розрахункового комплексу 26903 тис. грн. Приймаємо до встановлення ГПА-16/76 з нагнітачем НЦ-16/76-1,45 у кількості 3 ГПА з яких 2 робочих.

Побудова характеристик відцентрованого нагнітача.

Для побудови характеристик нагнітача існує досить багато методів, але один з них найпростіший запропонований Немудровим В.Н. , який передбачає використовувати до опису характеристики нагнітача поліном другого ступеня. Для нашої задачі запишемо цей поліном у вигляді :

y=a1 + a2x + a3 x 2

де x – змінна величина, y – аргумент, a1, a2., a3 – шукані коефіцієнти.

Для визначення коефіцієнтів необхідно знати мінімум три значення аргументу при трьох значеннях змінної величини.

Для приведеної внутрішньої потужності поліном має вид :

де Qnp – приведена витрата газу через нагнітач.

Складаємо схему для визначення приведеної внутрішньої потужності :

Q1 = 250 Ni1 = 333

Q2 = 360 Ni2 = 386

Q3 = 480 Ni3 = 382

Тоді

D = = Q2 * Q32 + Q1 * Q22 + Q3 * Q12 – Q2 * Q12 – Q3 * Q22 - Q1 * Q32 =

= 360·4802 +250·3602 + 480 . 2502 – 360·2502 – 480 . 3602 – 250 . 4802 = 3036000

Da0 = = Ni1 *Q2*Q32 + Ni3 *Q1*Q22 + Ni2 *Q3*Q12 - Ni3 *Q2*Q12-

- Ni1 *Q3*Q22 - Ni2 *Q1*Q32 =

= 333*360*4802 +250*382*3602 + 386*480*2502 – 382*360*2502 –

- 386*250*4802 – 333*480*3602 = 33288000

a0 = 33288000/ 3036000=10,96

Da1 == = Ni2 *Q32 + Ni1 Q22 + Ni3 Q12 - Ni2 Q12 - Ni3 Q22 -Ni1Q32=

=386*4802+333*3602+382*2502-386*2502-333*7802-382*3602=5610800

a1 = 5610800 / 3036000 = 1,848

Da2= = Q2 * Ni3 +Q1* Ni2+Q3* Ni1-Q2* Ni1 –Q3* Ni2–Q1* Ni3=

=360·382+250·386+480·333-360·333-250·382-480·386=

=-6800

a2=-6800/ 3036000 =2,2·10-3

Аналогічно для ступеня

е = b0 + b1Qпр + b2Qпр2

Q1 = 250 е1 = 1,51

Q2 = 360 е2 = 1,47

Q3 = 480 е3 = 1,32

Тоді

Db0 = = е1Q2Q32 + е3Q1Q22 + е2Q3Q12 – е3Q2Q12 - е1Q3Q22 – е2Q1Q32 =

=1,51·360·4802+1,47·480·2502+250·1,32·3602-1,32·360·2502-1,47·250·4802-1,51·480·3602=3807360

b0=3807360 / 3036000 =1,254

Db1 = = е2Q32 + е1Q22 + е3Q12 – е2Q12 – е3Q22 – е1Q32 =

=1.47·4802+1.32·2502+1.51·3602–1.47·502–1.51·4802–1.32·3602= 6033

b1 = 6033/3036000 = 2*10-3

Db2 = = е3Q2 + е2Q1 + е1Q3 – е1Q2 – е2Q3 – е3Q1 =

= 360*1.32+250*1.47+1.51*480-1.51*360-1.32*250-1.47*480 = -11,7

b2 = -11,7/3036000 =-3,85·10-6

Аналогічно для політропного ККД

Q1 = 250 з1 = 0.72

Q2 = 360 з2 = 0.83

Q3 = 480 з3 = 0.79

Тоді

Dc0 == з1Q2Q32 + з3Q1Q22 +з 2Q3Q12 –з 3Q2Q12 - з 1Q3Q22 – з 2Q1Q32 =

=0.72·360·4802+0.83·480·2502+0.79·250·3602-0.79·360·2502-0.83·250·4802-0,72·480·3602 =-157080

с0 = -157080 / 3036000 =-0,05

Dc1= = з2Q32 + з1Q22 + з3Q12 – з2Q12 – з3Q22 – з1Q32 =

=0.83·4802+0.72·3602+0.79·2502–0.83·2502–0.72·4802–0.79·3602=13772

c1 = 13772 / 2499968 =4,536·10-3

Dc2 = = з 3Q2 + з 2Q1 + з 1Q3 – з 1Q2 – з 2Q3 – з 3Q1 =

= 360·0.79+250·0.83+0.72·480-0.72·360-0.79·250-0.83·480= -17,6

c2 = -17,6 / 3036000 = - 5,8·10-6

Таким чином побудована математична модель нагнітача

= 10,96 + 1,848·Qпр – 2,24*10-3·Qпр2

е = 1,254 + 2·10-3·Qпр – 3,85*10-6·Qпр2

з = -0,05 + 4,54·10-3·Qпр – 5,8·10-6·Qпр2

Тепер можна виконувати розрахунок режимів роботи нагнітача і КС аналітичним способом

3. Побудова аналітичної характеристики нагнітача.

Розрахунок починаємо з визначення параметрів на вході в нагнітач.

Тиск на вході в нагнітач Рв=5,3 МПа. Температура на вході 294К.

Знаходимо коефіцієнт стисливості газу на вході в нагнітач.

Газова постійна

Густина газу при стандартних умов

Густина газу на вході в нагнітач

Визначаємо продуктивність при умовах входу в нагнітач

Визначаємо приблизні оберти ротора нагнітача

Задаємося номінальними обертами ротора .

Тоді

За приведенними характеристиками нагнітача знаходимо ступень стиску, політропний к.к.д. і приведену індикаторну потужність.

При показнику політропи 1,31 знаходимо тиск і температуру на виході нагнітача

Потужність нагнітачів

де - механічні втрати потужності

Сумарна потужність КС

Якщо розрахункова потужність перевищує наявну потужність ГТУ, розрахунок необхідно повторити, уточнивши оберти ротора нагнітача.

4. Розрахунок режимів роботи КС.

Коефіцієнт стисливості

Газова стала

Густина газу за стандартних умов

Густина газу за умов всмоктування:

Продуктивність за умов входу в нагнітач:

Приблизні оберти ротора нагнітача:

Визначаємо приведену продуктивність:

Приведені оберти нагнітача:

За характеристикою: ступень стиску 1,29

політропний ККД 0,835

зведена потужність 390

Індикатор потужність нагнітача:

Ефективна потужність :

Тиск на виході з нагнітача:

Температура на виході з нагнітача:

В підсумку розрахований