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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 [ 182 ] 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

Всасывание

Нагнетание

Поршень

Поршневой компрессор.

6.5.2 1* Описываемый объем,

объемный КПД, дебит сжатый (цилиндр с двойным эффектом)

- Описываемый объем:

V,. = 2L(S-).

- Объемный коэффициент полезного действия: г

v = -ioo - Расход сжатый:

гЬ-1

0„. = 16 170ЛvVN.

где:

L - ход поршня, м;

S - поверхность поршня, м;

S - поверхность сечения шатуна, м;

Рь Рг - давление абсолютное всасывания и нагнетания, бар;

Т,; Тг - температура на всасывании и нагнетании, К.

Е - отношение между мертвым объемом и объемом, описанным цилиндром;

Y - средний показатель адиабаты газа;

Zb 2г - коэффициент сжимаемости газа для условий всасывания и нагнетания;

N - частота вращения, обор/мин.

Общую часовую производительность одного компрессора с N цилиндрами получают путем суммирования производительности каждого цилиндра.

6.5.2.1.2. Мощность сжатия

- Мощность адиабатическая

W.„o =0,103Q?T

Гг111-1 L Y

- Мощность реальная

1 1

Адиабатическая мощность соответствует оптимальному сжатию без внешнего теплообмена (сжатие иэотропическое).

Для получения реальной мощности она должна быть дополнена:

- адиабатическим внутренним коэффициентом полезного действия (находящийся между 0,83 и 0,94), порождаемый теплообменом, который незначителен, и термодинамическими потерями, Лмх (сжатие необратимое);

- механический коэффициент полезного действия принимает во внимание механические потери и вспомогательные, вызванные непосредственно машиной (насосов и т.д.) (приблизительно равен 0,95).

6.5.2.1.3. Регулирование расхода

Регулирование расхода осуществляется либо:

- механическим запаздыванием закрытия всасывающих клапанов;

- увеличением мертвого пространства цилияцра путем открытия дополнительного кармана (модификация объемного коэффициента полезного действия), что не сопровождается термодинамическими потерями;

- уменьшением части мощности (полезное действие);

- изменением скорости вращения привода (не более чем на 50%).

6.5.2.1.4. Преимущества и недостатки поршневого компрессора

6.5.2.1.4.1. Преимущества

- Давление нагнетания от 1 до 2000 бар и мощность от нескольких киловатт до более чем 10000 кВт;

- гибкость работы при изменении расхода;

- высокий адиабатический КПД.

6.5.2.1.4.2. Недостатки

- Большие фундаменты из-за веса машин и неуравновешенных сил;

- обслуживание постоянное и достаточно дорогое;

- дебиты непостоянные, вызывающие возможную пульсацию с резонансом, что требует применение ресиверов против пульсации и акустического расчета трубопроводов.

I всасывания

Кривая изорасход

Состояние полостей

Давление нагнетания " (бар)

Характеристика поршневою компрессора.

6.5.2.1.5. Пример характеристики

См. рисунок выию.

6.5.2.2. Центробежные компрессоры

Центробежный компрессор преобразует механическую энергию вращения в давление газа.

Они содержат фиксированные направляющие устройства и одну или несколысо лопастных (лопаточных) зон, в которых газ приобретает скорость и давление. Устройства, установленные на выходе колес, называемые диффузорами, и улитка, выпрямляют потоки флюидов и преобразуют скорость в давление (см. рис. напротив).

6.5.2.2.1. Высота (давление) и мощность компрессора

- Мощность адиабатическая где:

I - дебит массовой кг/сек;

Н - высота нагнетания адиабатическая Дж/кг;

- Адиабатическая высота нагнетания

- 287-2--Т, -г -1.

- Мощность реальная W =

1 1

Улитка

Диффузор

Колесо

Центробежный компрессор.

Максимальный адиабатический внутренний КПД находится в првделах от 0,75 до 0,85 для компрессоров в одно колесе. Механический КПД находится в пределах от 0,97 до 0,99.

Обозначения те же самые, что использовались для поршневых компрессоров,

где:

d- плотность газа.

6.5.2.2.2. Регулирование расхода

Регулирование расхода осуществляется путем изменения скорости вращения привода. Это регулирование может осуществляться путем модификации положения лопаток на входе в колеса, но этот диспозитив не используется на компрессорных станциях, кроме использования электродвигателя с постоянной скоростью вращения.

6.5.2.2.3. Преимущества и недостатки центробежных компрессоров

6.5.2.2.3.1. Преимущества:

- давление нагнетания до 400 бар;

- небольшие фундаменты;

- недорогое обслуживание;

- незначительный расход масла.

6.5.2.2.3.2. Недостатки:

- КПД небольшой и уменьшается очень быстро, если удаляется от расчетной точки;

- хорошо работает при большом расходе;

- есть риск помпажа.

6.5.2.2.4. Пример характеристики См. рисунок ниже.

6.5.2.2.5. Приспособление против помпажа

Кривые характеристики работы центробежного компрессора имеют одну часть поднимающуюся и одну часть - опускающуюся. Кривая, соединяющая все максимумы, называется кривой помпажа или пределом стабильности. Она разграничивает зону, расположенную в левой части и называемую зоной помпажа.

В этой зоне работа компрессора нестабильна и наблюдается значительное изменение расхода, могущее вызвать смещение производительности компрессора. Компрессоры оборудуются устройством антипомпажа, перепускающего часть сжатого газа для того, чтобы осуществить расход выше минимального расхода помпажа для данной скорости вращения и высоты нагнетания.

Адиабатическая высота, м

Степень сжатия Р/Рг

11000 -10000

9000 --

8000 -

7000 --

6000

5000 --

4000 -

3000 --2000

1000 -

2,20

2,15

2,10

2,05.

2,00

1,95

1,90

1,85

1.80

1,75

i;70

1,65 1,60 1,55 1,50 1,45 1.40 1,35 1,30 1,25 1,20 1,15 1.10

1570, об/мин

1400, об/мин

1200, об/мин

1000, об/мин

800, об/мин

0,70

0.60

-I-1-1-1-1-\-1-

1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

нмч"бар.

Характеристика центробежного компрессора.