Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

5.10. РЕЖИМ РАБОТЫ ГАЗОПРОВОДА ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ ИЛИ АГРЕГАТОВ

Нередко случается, что часть КС по тем или иным причинам не работает. Это бывает, например, в периоды слабого потребления газа (летом) на газопроводе, не имеющем подземных хранилищ, при авариях, в начальный период эксплуатации газопровода, когда станции вводятся в действие по очередям.

Рассмотрим сначала простейший случай: на газопроводе с однотипными и расположенными на одинаковых расстояниях станциями одна из них (х) вышла из строя. Очевидно, что пропускная способность их уменьшается. Ее можно найти из той же системы уравнений (5.63), но при этом надо учесть, что в точке х р„ = р и поэтому в уравнении pl = aplx - ЬД", входящем в систему (5.63), следует принять Яд. = 1 и = 0. Тогда получим

--------- <"

а - 1

ИЛИ, если первой станции нет и давление газа, поступающего в начальный пункт газопровода, обозначить то

Ql--!:2liZ?-------. (5,73,

у-(а--а-)с1 + уп

Формула (5.72) или (5.73) позволяет сделать вывод, что чем меньн1е номер вышедшей из строя станции (х), тем сильнее снижается пропускная способность газопровода. Больше всего она снизится при отключении первой станции. Разделив (5.67) на (5.72) при х = \, найдем, во сколько раз уменьшится пропускная способность газопровода при отключении первой станции:

Q la

Если а"-рв1 > р1, то QIQi » pJpi = 8i-

Выход из строя последней КС не оказг.твает существенного влияния на пропускную способность газопровода. В этом нетрудно убедиться. Положив в (5.72) х = п, при достаточно больиюм п, когда а-р > р и

-- >>с1ЛУп------У>

а-1 а - 1

получаем, что Q„«:;/?biV( - )1у- Это - расход при условии, что давления р и р,, па всех станциях одинаковые. Помимо формального вывода, вытекаю1цего из (5.72) или (5.73), можно дать следующее объяснение снижению пропускной способности газопровода в зави-

симости от номера отключенной станции. Будем считать, что станция X + 1 делит газопровод на два участка: левый и правый. На левом участке снижение пропускной способности происходит из-за уменьшения числа действующих КС. При этом очевидно, что это уменьшение числа станций будет тем ощутимей, чем меньше их находится на рассматриваемом участке, т. е. чем меньше х.

Причина снижения пропускной способности газопровода на правом участке - уменьшение давления всасывания на станции х-[- I. Влияние уменьшения давления всасывания на снижение пропускной способности газопровода согласно (5.66) возрастает с увеличением числа станций. В рассматриваемом случае (на правом участке) число станций увеличивается при уменьшении левого участка, т. е. при уменьшении х. Следовательно, как и для левого участка, пропускная способность газопровода снижается тем сильнее, чем меньше х.

При отключении двух станций х и х по аналогии с (5.72)

Ч.2Х -

а - 1

Таким же путем получаются формулы, определяющие расход при выходе из строя любого числа станций. Если на какой-либо КС работают не все, а лишь часть компрессорных агрегатов, то, обозначив для этой станции а ан b -= Ь, из системы уравнений (5.63) можно получить

ахУ + а ух-\г----- У + У2

я-1 а-\

где bj, + cl.

Теперь рассмотрим, как после отключения части или всех агрегатов на станции х изменятся давления р„ и р„ иа предыдущих и последующих станциях. Примем всасывающий коллектор станции х (точка х) за конечный пункт левого участка газопровода. Линия падения давления, идущая от станции х-1, вследствие уменьшения расхода бу-.[ет более пологой. Поэтому давление в точке х возрастет. Получается аналогия с рассмотренным выше увеличением давлений при уменьшении отбора газа. Поэтому давления p и р на станции х-1 увеличатся; на станции х-2 они возрастут в меньшей мере и т. д. Для пра-1ЮГ0 участка, начинающегося от станции х ]- 1, аналогия будет со случаем уменьшения подачи газа на головную станцию: линия гшде-иия давления будет более пологой, давления на станциях понизятся. .Давления р„ и р можно определить, переходя от станции к станции, ная давление в конце газопровода, по формуле р = pi за-

ходим давление р„ на последней станции. Затем по формуле р --= ар\-bQ или при помощи приведенных характеристик нагнетателей находим давление /;„. Далее таким же путем можно вычислить

даплепии ira всех остальных станциях. Пели при нормальной работе газопровода давления /;„ близки к допустимому р, го при отключении станции X необходимо провести регулирование, снижающее давление р„ на станции х-1 до допустимого давления р.

Возьмем участок, начинающийся от станции х~\. Вторая станция на .этом участке отключена. Расход при условии, что давление на первой станции X-1 равно рд, может быть определен по формуле (5.73), в которой сначала следует принять х = 2, г затем п надо будет заменить на п - [х-2). Получим, что наибольшее допустимое значение расхода при отключении стаи1цш

После определения расхода (.д решается вопрос о том, каким образом на станции х-1 может быть достигнуто давление р т. е. решается вопрос о регулировании. Наиболее экономичные способы регулирования - отключение агрегатов и изменение частоты вращения роторов.

Число агрегатов, которые должны быть отключены на станциях от первой до X-1 включительно, и частоту вращения роторов можно определить но приведенным характеристикам. При этом возможен целый ряд режимов работы, обеспечивающих на станции х-I давление, равное /Зд. Наилучшим из них будет тот, при котором давления поддерживаются на возможно более высоком уровне, В этом случае линии падения давления будут пологими, степени сжатия на станциях, а следовательно, и мощности, затрачиваемые на компримиро-вание,- наименьшими,

5.11. ОПТИМАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА

Определение экономически наивыгоднейших параметров магистрального газопровода (диаметр D, рабочее давление р и степень сжатия компрессорных станций е) - одна из основных задач технологического расчета. В качестве критерия при выборе оптимальных параметров газопроводов принимаются приведенные затраты: 5 - КЕ f Э, где 5 - приведенные годовые затраты; К - капитальные затраты; Е - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (при расчете объектов транспорта и хранения нефти и газа он принимается равным 0,12 1/год); Э - эксплуатационные расходы. Для расчета наивыгоднейших параметров магистральных газопроводов используют методы графоаналитический, сравнения конкурирующих вариантов, а также аналитический. В практике проектирования наибольшее распространение получили первые два метода.