Аналіз роботи блоку очищення газу
7.1 Опис технологічної схеми блоку очищення газу
Газ із магістрального газопроводу надходить через кільцевий колектор
Ду 1000 мм на очистку в пиловловлювачі, які підключені паралельно.
Рідина, затримана ( видалена ) в пиловловлювачах, постійно самотоком стікає в ємність збору рідини Е-2, котра з’єднана з пиловловлювачами зрівнювальною лінією. Скидання рідини з цієї ємності відбувається автоматично по рівню у вузол збору і видачі конденсату.
Крім цього, схемою передбачений періодичний скид рідини з нижньої частини пиловловлюавчів вручну в колектор К-200 через вузол дроселювання, який складається з двох ниток – робочої і резервної, у вузол збору і видачі конденсату.
Вузол дроселювання передбачається з метою дроселювання рідини до тиску порядку 0,2 МПа, а також для захисту від зпрацювання відключаючих і дроселюючих засувок на лінії скиду рідини із пиловловлювачів.
Для запобігання замерзанню рідини в зимовий період, при відключенні апаратів, пиловловлювачі і верхня частина ємності обладнуються зовнішніми підігрівачами і теплоізоляцією.
Надземні трубопроводи, по яких транспортується рідина, прокладаються з теплосупутниками і теплоізолюються.
При експлуатації пиловловлювачів в роботу слід включати таку кількість апаратів, щоб продуктивність апарата була в межах робочої зони згідно графіку залежності продуктивності пиловловлювача від тиску.
При відключенні апаратів необхідно звільнити пиловловлювачі від рідини, оскільки на них запобіжні клапани не встановлюються.
На компресорній станції №38 Гусятин постійно в роботу включені всі 6 циклонних пиловловлювачі.
Розрахунок пиловловлювачів проводиться, виходячи з добової продуктивності компресорної станції, пропускної здатності циклонних пиловловлювачів по типах і питомих металозатратах.
Оптимальне рішення в забезпеченні заданої продуктивності компресорної станції мінімальною кількістю апаратів із максимальною мірою їх завантаження. Загальна кількість пиловловлювачів має бути не менше двох (робочий і резервний). Якщо кількість пиловловлювачів становить чотири і більше, то резерв не потрібний, так як допустиме перевантаження 33% дає змогу компенсувати дефіцит продуктивності. При кількості пиловловлювачів менше чотирьох необхідно прийняти один резервний.
7.2 Розрахунок циклонного пилевловлювача
Середовище, яке очищається пиловловлювачами – природний газ, що містить механічні домішки (50 мг/м3) , конденсат, воду, Н2S.
Робоча температура, 0К - 296.
Розрахунковий тиск, МПа – 7,5.
Робочий тиск, МПа – 4,93 (50,3 кгс/см2).
Густина газу при Р=0,1 МПа, Т=273 0К, кг/м3 – 0,724.
Склад газу – СН4, С2Н6, С3Н8, С4Н10, С5Н12, СО2, N2,О2.
7.2.1 Розрахунок циклонної насадки
Визначаємо продуктивність по газу в робочих умовах при максимальному навантаженні за формулою
, (7.1)
де Рр і Тр – відповідно робочі тиск і температура, МПа і 0К;
Р0 і Т0 – відповідно тиск 0,1 МПа і температура, 273 0К;
Z0 i Z – відповідно коефіцієнти стисливості абсолютної і відносної
м3/с .
Допустима умовна швидкість потоку газу в циклоні, м/с. Приймається від 2,2 до 3,5.
Приймаємо Wц=3,5 м/с.
Розрахункову площу знаходимо по формулі
, (7.2)
м2 .
Кількість циклонних елементів розраховується по формулі
, (7.3)
де dц- діаметр циклону дорівнює 0,6 м.
;
приймаємо n = 4 циклонних елементи.
Дійсна швидкість потоку газу в циклоні визначаємо по формулі
, (7.4)
м/с .
Дійсна швидкість у межах допустимої.
7.2.2 Розрахунок штуцерів входу і виходу газу,
відводу рідини
Допустима швидкість газу в штуцері Wг рекомендується в межах 7-25 м/с.
Приймаємо Wг = 15 м/с.
Діаметр штуцера входу і виходу газу знаходимо за формолою
, (7.5)
м.
Приймаємо dг = 0,5 м.
Дійсну швидкість газу в штуцері обчислюємо по формулі
, (7.6)
м/с.
Об’ємну витрату уловленої рідини знаходимо по формулі
, (7.7)
де ср- розрахункова густина рідкої фази, ср =700 кг/м3.
м3 .
Швидкість рідини (прийнята) Wр = 1,0 м/с.
Діаметр штуцера відводу уловленої рідини знаходимо за формулою
, (7.8)
м.
Приймаємо dp = 108x4 мм згідно стандарту
Діаметр штуцера відводу механічних домішок приймаємо dмд=159 мм згідно стандарту.
7.2.3 Розрахунок гідравлічного опору
пиловловлювача
Для розрахунку прийняті такі коефіцієнти:
- коефіцієнт на вплив діаметра циклона
К1=0,95- 1,0 ,
поплавковий коефіцієнт на вплив запиленості
К2=0,85 – 0,93.
коефіцієнт опору циклонів
оц = 115 – 155.
Залежність коефіцієнта опору циклона від його діаметра і концентрації пилу визначається
о = , (7.9)
.
Коефіцієнт , що враховує групову компоновку К3=60.
Коефіцієнт опору групового циклона знаходимо за формулою
, (7.10)
.
Коефіцієнт опору штуцера виходу ових =0,5.
Густину газу при Т=293 0К і Р = 4,93 МПа, обчислюємо за формулою
, (7.11)
кг/м3 .
Гідравлічний опір пиловловлювача визначаємо за формулою
, (7.12)
МПа.
Коефіцієнт гідравлічного опору відводу на 900, о90=0,3.
Коефіцієнт тертя , отр=0,03.
Гідравлічний опір трьох колін підвідного трубопроводу визначається по формулі
, (7.13)
де n – кількість колін;
L – довжина коліна.
МПа .
Сумарний гідравлічний опір пиловловлювача обчислюємо по формулі
, (7.14)
МПа .