Определение расстояния между компрессорными станциями
Выбор рабочего давления, определение числа КС и расстояния между ними.
Для определения числа компрессорных станций необходимо уточнить рабочее давление в газопроводе и давление на входе компрессорной станции. Выбранные давления должны соответствовать нормативным давлениям на входе и выходе центробежных нагнетателей в соответствии с их характеристиками.
Выбор рабочего давления. Современные газопроводы работают с рабочим давлением 7,35МПа (75кгс/см2). При этом абсолютное давление на нагнетании Рнаг центробежного нагнетателя (ЦН) не должно превышать 7,46МПа (76кгс/см2). Анализ характеристик ЦН показывает, что давление на всасывании Рвс центробежного нагнетателя находится в интервале 4,97÷5,18МПа (50,7÷52,8кгс/см2).
Расчёт свойств транспортируемого газа. Основными свойствами газа, необходимыми для выполнения технологического расчёта газопровода, являются: плотность, молярная масса, газовая постоянная, псевдокритические температура и давление, относительная плотность газа по воздуху. Некоторые свойства компонентов природных газов приведены в табл.
Таблица 1.1
Физические свойства компонентов природных газов.
Газ | Плотность, кг/м3 | Динамическая вязкость, 107Па·с | Молярная масса кг/кмоль | Газовая постоянная Дж/(кг·К) | ||
при 273К и 0,1013МПа | при 293К и 0,1013МПа | при 273К и 0,1013МПа | при 293К и 0,1013МПа | |||
Метан СН4 | 0,717 | 0,669 | 1,020 | 1,102 | 16,04 | 518,57 |
Этан С2Н6 | 1,356 | 1,264 | 0,880 | 0,940 | 30,07 | 276,64 |
Пропан С3Н8 | 2,010 | 1,872 | 0,770 | 0,820 | 44,09 | 188,68 |
Бутан С4Н10 | 2,307 | 2,519 | 0,690 | 0,760 | 58,12 | 143,08 |
Пентан С5Н12 | 3,457 | 3,228 | 0,636 | 0,632 | 72,15 | 115,23 |
Азот N2 | 1,251 | 1,165 | 1,710 | 1,840 | 28,02 | 296,75 |
Окись углерода СО | 1,250 | 1,165 | - | - | 28,01 | 296,94 |
Двуокись углерода СО2 | 1,977 | 1,842 | 1,400 | 1,650 | 44,01 | 188,97 |
Сероводород Н2S | 1,539 | 1,434 | 1,230 | - | 34,02 | 115,23 |
Воздух | 1,293 | 1,206 | 1,745 | 1,822 | 28,96 | 292,70 |
Плотность газа при стандартных условиях (293К и 0,1013МПа) определяется по формуле аддитивности (сложения):
, (1.1)
где а1…аn – доля каждого компонента в смеси для данного состава газа;
ρ1…ρn – плотность компонента при стандартных условиях, кг/м3.
Молярная масса:
, где (1.2)
М1…Мn –молярная масса компонента, кг/кмоль.
Газовая постоянная (Дж/(кг·К)):
, где (1.3)
=8314,4 – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль·К).
Псевдокритические температура Тпк (К) и давлениеРпк (МПа) для природных газов с содержанием метана 85% и более могут быть найдены по известной плотности газа при стандартных условиях:
(1.4)
. (1.5)
Относительная плотность газа по воздуху:
. (1.6)
Суточная производительность газопровода при стандартных условиях Q (млн.м3/сут) определяется по формуле:
, (1.7)
где кн – оценочный коэффициент пропускной способности газопровода, который ориентировочно можно принять кн=0,9.
Определение расстояния между компрессорными станциями.
Пользуясь формулой пропускной способности газопровода
, (1.8)
выразим длину линейного участка между компрессорными станциями
, (1.9)
где Dвн – внутренний диаметр газопровода, м; Рн и Рк – соответственно давления в начале и в конце линейного участка газопровода, МПа; λ – коэффициент гидравлического сопротивления; Zср – средний по длине коэффициент сжимаемости газа Zср=f(Рср, Тср); Δ – относительная плотность газа.
Таблица 1.2