Система и средства охлаждения

Система и средства охлаждения

Газа и масла на КС

Назначение и средства систем охлаждения

 

Одним из важных элементов газотранспортных магистралей является система охлаждения транспортируемого газа, которая позволяет повысить надёжность её и сократить эксплуатационные затраты. При понижении температуры газа пропускная способность газопровода возрастает. Для магистральных газопроводов Западной Сибири, учитывая, что трассы проходят в зоне многолетнемёрзлых грунтов, понижение температуры газа до температуры грунта также является желательным, с целью сохранения устойчивости линейной части и повышения её надёжности.

Для охлаждения потока транспортируемого газа наибольшее или широкое распространение на КС получили АВО, которые имеют ряд преимуществ перед другими типами теплообменных аппаратов: не требуют предварительной подготовки теплоносителей, надёжны в эксплуатации, экологически чисты, имеют простые схемы подключения.

 

Технические характеристики эксплуатирующихся

Систем охлаждения газа

 

Аппараты воздушного охлаждения включают в себя следующие основные узлы и агрегаты: секции оребрёных теплообменных труб различной длины (от 3 до 12 м), вентиляторы с электроприводом, диффузоры и жалюзи для регулировки производительности воздуха, несущие конструкции, в некоторых случаях механизма регулирования. Применяемые для охлаждения газа АВО имеют развитые наружные поверхности и характеризуются коэффициентом оребрения (j) – это отношение площади наружной поверхности по оребрению (Н_р) к площади поверхности гладких труб (Н_тр)

j = Н_р / Н_тр.

Коэффициенты оребрения применяемых аппаратов находятся в пределах от 7, 8 до 21. Это связано с тем, что тепловой поток от газа к материалу трубы значительно выше, чем от наружной поверхности к воздуху. Аппараты воздушного охлаждения малопроточные (АВМ) имеют одну секцию с длиной труб 1, 5 или 3 м. Аппараты воздушного охлаждения горизонтального типа (АВГ) выпускаются с длиной труб 4 и 8 м. Наиболее перспективными аппаратами для охлаждения газа являются аппараты зигзагообразного типа (АВЗ), имеющие большие поверхности охлаждения ( 35000¸ 10200 м² ). Характеристики АВО приведены в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Характеристика аппаратов воздушного охлаждения

Показатели	Тип аппарата
АВЗ	Крезо-Луар	Ничимен
1. Количество передаваемой теплоты, кДж/ч 2. Расчётная температура, °С: газа воздуха 3. Рабочее давление р, МПа 4. Поверхность аппарата, м2: по гладким трубам по оребрению 5. Производительность вентилятора, м3/мин 6. Количество вентиляторов 7. Мощность вентиляторов, кВт 8. Напор вентилятора, Па 9. Размер труб: диаметр внутренний, мм диаметр наружный, мм длина, м диаметр оребрения, мм 10. Число рёбер на 1 м длины трубы 11. Толщина рёбер, мм 12. Высота рёбер, мм 13.Число труб (в секции/в аппарате) 14. Шаг труб по треугольнику, мм 15. Число ходов секции 16. Коэффициент оребрения 17. Площадь поперечного сечения аппарата, м2	5, 72× 106   - - 6, 4   9× 103     0, 85 164/984 14, 6 0, 341	5, 82× 106   90 ¸ 50 -50 ¸ +40 8, 0   441, 2 10× 103     21, 2 26, 4 10, 0 0, 49 15, 8 276/552 63, 5 21, 2 0, 196	5, 82× 106   120 ¸ 50 -50 ¸ +40 7, 5   511, 3 10, 9× 103   50, 8 -   21, 2 25, 4 10, 97 0, 45 15, 8 297/594 61, 0 21, 4 0, 196

 

В настоящее время на КС магистральных газопроводов находят применение АВО фирм «Крезо-Луар» (Франция), «Бронсверк» (Голландия), «Ничимен» (Япония).

Наиболее перспективной является схема аппарата с зигзагообразным расположением секций (АВЗ), она сокращает площади, необходимые для размещения аппаратов, обеспечивает горизонтальное размещение вентилятора, лёгкость монтажа и обслуживания.

 

Особенности теплового и гидравлического расчёта

Тепловой расчёт

 

В теплообменном аппарате (ТА) происходит процесс передачи теплоты от одного теплоносителя (газ, масло, вода) к другому теплоносителю (воздух, вода) через разделяющую их стенку, т.е. осуществляется процесс теплопередачи .

Различают два основных вида теплообменных аппаратов: поверхностные и смесительные. В поверхностных ТА передача теплоты от одного теплоносителя к другому осуществляется через стенку; в смесительных – при непосредственном соприкосновении и перемешивании теплоносителей, имеющих разные температуры.

Поверхностные ТА подразделяются на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных аппаратах теплота передаётся от одного теплоносителя к другому через разделяющую их стенку. В регенеративных аппаратах вначале твёрдая поверхность омывается горячим теплоносителем и аккумулирует теплоту, а затем после удаления его поступает холодный теплоноситель, который нагревается за счёт теплоты, аккумулированной твёрдой стенкой. Наибольшее распространение на КС получили поверхностные рекуперативные аппараты, которые могут быть классифицированы по различным признакам:

· По виду агрегатного состояния теплоносителя: газожидкостные, газо-газовые, жидкостно-жидкостные аппараты.

· По компоновке поверхности: теплообменные аппараты типа «труба в трубе», кожухотрубчатые, аппараты воздушного охлаждения.

· По взаимному движению теплоносителя: прямоточные, противоточные, перекрёстные, сложные схемы.

· По числу ходов: одно-, двух- и многоходовые.

Все типы ТА независимо от классификации рассчитываются по одному уравнению. Основным уравнением для расчёта ТА является уравнение теплового баланса и мощности теплообменного аппарата

Q = W₁ D t h = W₂ D t = K H q_m, (8.1)

где W₁, W₂ - соответственно водяные эквиваленты горячего и холодного теплоносителей, кДж/с (W₁ = G₁ c_pm1; W₂ = G₂ c_pm2); с_рm1, c_pm2 - удельные теплоёмкости горячего и холодного теплоносителей, кДж/(кг× ^оС); D t, D t - разности температур горячего и холодного теплоносителей, ^оС (D t = t₁ – t₂, D t = t₂ - t₁ ); t₁, t ₁ - начальные температуры горячего и холодного теплоносителей, ^оС; t₂, t ₂ - конечные температуры горячего и холодного теплоносителей, ^оС; h - коэффициент полезного действия теплообменного аппарата (как правило, в расчётах принимается равным единице); КН - водяной эквивалент поверхности теплообмена, кВт/^оС; К - коэффициент теплопередачи, кВт/(м²× ^оС); Н - поверхность теплообмена, м²; q_m - средняя разность температур процесса теплопередачи, ^оС.

Средняя разность температур процесса теплопередачи зависит от большого числа факторов: начальных и конечных температур теплоносителей, расхода теплоносителей, схемы движения потоков теплоносителей. В настоящее время нет общего точного аналитического решения по определению средней разности температур процесса передачи теплоты q_m, позволяющего проводить расчёты 1 и 2 рода.

Имеются частные решения для противоточной и прямоточной схемы движения теплоносителей (уравнение Грасгофа)

	q1 – q2, q1 q2
		(8.2)

q_m =

ln

 

где q₁, q₂ - начальная и конечная разность температур, ^оС (для прямотока q₁ = t₁ - t₁, q₂ = t₂ - t₂; для противотока q₁ = t₁ - t₂, q₂ = t₂ - t₁).

При проведении тепловых расчётов ТА применяются два варианта расчётов: расчёты 1 рода (поверочные) и расчёты 2 рода (конструктивные). В условиях КС, как правило, приходится проводить расчёты 1 рода. При проведении этих расчётов исходными данными являются: расход теплоносителей, температура входа и выхода теплоносителей, тип теплообменного аппарата, его характеристика. Требуется определить необходимую поверхность охлаждения.

Порядок расчёта следующий: вначале определяется тепловой поток из уравнения теплового баланса, затем средняя разность температур, далее оценивается коэффициент теплопередачи – К, вычисляется размер поверхности теплообмена и число теплообменных аппаратов. После этого проверяется принятое значение коэффициента теплопередачи по уравнениям теплообмена.

При расчёте ТА за искомую поверхность, как правило, принимается та, у которой коэффициент теплопередачи «К» меньше. К этой поверхности относится и значение коэффициента теплопередачи – К.

Если за исходную поверхность принимается наружная, то

. (8.3)

В случае плоских стенок Н₂/Н₁ » d₂/d₁ уравнение (8.3) упрощается.

, (8.4)

где a₁ - коэффициент теплоотдачи от теплоносителя, проходящего внутри труб (газ, масло, вода), к стенке трубы, Вт/ (м²× ^оС); a₂ - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности в окружающую среду (воду, воздух), Вт/(м²× ^оС); – суммарное термическое сопротивление стенки трубы (включает в себя загрязнения, отложения на наружной и внутренней поверхности теплообмена).

Значения коэффициентов теплоотдачи определяется по полуэмпирическим уравнениям, полученным на основании теории подобия и размерностей.

В общем случае в стационарных условиях при установившемся тепловом потоке эти уравнения имеют вид

Nu = c Reⁿ Pr^m (Pr_c/Pr_ж)^¦ * Gr^m, (8.5)

где с, n, ¦, m - эмпирические коэффициенты; Рr_c, Рr_ж - критерии Прандтля при температуре стенки и жидкости соответственно; Nu, Gr - критерии Нуссельта и Грасгофа соответственно.

Гидравлический расчет

 

После проведения теплового расчета необходимо выполнить гидравлический расчет и определить затраты мощности, необходимые для прокачки теплоносителя по трубам.

Перепад давления определяется по уравнению

Dр=l_тр(rw² / 2) (l / d) , (8.6)

где l_тр – коэффициент гидравлического трения; r – плотность, кг/м³; w – линейная скорость, м/с; l – длина трубы; d – внутренний диаметр трубы, м.

Гидравлические сопротивления определяются в зависимости от режима движения потока; для ламинарного режима движения, Re £ 2320,

l_тр = 64/Re; (8.7)

для турбулентного, Re = 10⁶ ¸ 10⁴,

l_тр = 0, 3164/Re^{0, 25} ; (8.8)

для зоны шероховатого трения при, Re > 10⁶,

= 21g [d / (2K) + a₀], (8.9)

где К – высота выступов шероховатости; a₀ – коэффициент, выбираемый в зависимости от вида шероховатости.

Гидравлические сопротивления кроме гидравлического трения включают в себя местные сопротивления, возникающие при сужении, расширении или изменении направления потока. Они определяются в зависимости от вида сопротивления и приводятся в справочной литературе.

Целесообразно в уравнение (8.6) ввести приведенный коэффициент гидравлического трения

l_m = l_тр + x_м(l/d), (8.10)

где x_м – местные сопротивления.

После определения перепада давления можно определить значение потенциальной работы и мощность, затрачиваемую на прокачку теплоносителя,

W = или

N = GW = GV Dp = l_m(l/d)(r w²/2) w f = l_mpdlr(w³/4), (8.11)

где w – линейная скорость газа, м/с; G – pасход газа; r – плотность газа, кг/м³; V – удельный объем, м³/кг.

Далее выбирается тип насоса и мощность электродвигателя. Для АВО перепад давления зависит от расположения труб и числа рядов. В случае применения АВО Таллиннского машиностроительного завода целесообразно использовать методику расчета, рекомендованную ВНИИнефтемашем. По указанной методике выбираются также производительность вентилятора, напор, создаваемый вентилятором, гидравлические сопротивления секций. Изменение производительности вентилятора осуществляется изменением угла установки лопастей. Каждый аппарат комплектуется вентилятором с колесами различных диаметров и соответствующим электродвигателем.

 

На компрессорной станции

 

Входная информация

Входная информация делится на нормативно – справочную и оперативно – входную информацию.

Нормативно – справочная информация

К нормативно – справочной информации относятся характеристики и расчетные коэффициенты для каждого типа АВО.

Оперативно – входная информация

Оперативно – входной информацией для анализа оптимальности работы вентиляторов АВО газа на компрессорной станции являются данные о типе оборудования, работе АВО, полученные с помощью штатной контрольно-измерительной аппаратуры, содержащие следующие данные:

ü наименование компрессорной станции;

ü номер цеха;

ü тип АВО газа;

ü количество установленных секций АВО, п;

ü объем перекачиваемого газа за сутки, V, м³;

ü температура газа на выходе КС до АВО газа, t₁, ^оС;

ü температура газа на выходе КС после АВО газа, t₂, ^оС;

ü температура наружного воздуха, Т₁, ^оС.

8.5.1.1. Расчет оптимального количества работающих

вентиляторов АВО газа

Основное уравнение теплопередачи, осуществляемой в АВО газа компрессорного цеха:

Q = r_o× V/(24× 3600)× C_p× (t₁-t₂),

где Q – тепло, участвующие в теплообмене, Вт; r_о – плотность перекачиваемого газа, кг/м³; V – среднесуточная производительность газопровода, м³/сут; С_р – теплоемкость газа, Дж/кг× ^оС; t₁ – температура газа на выходе КС до АВО газа, ^оС; t₂ – температура газа на выходе КС после АВО газа, ^оС.

Возможность теплообмена 1 секции АВО газа

Q_аво = К₁× К× F× ,

где Q_аво – тепло, которое может снят 1 секция АВО, Вт; К₁ – коэффициент нормативного ухудшения технического состояния АВО за период эксплуатации; К – коэффициент теплопередачи данного типа АВО, Дж/кг× ^оС; F – площадь оребренной поверхности теплообмена, м²; – среднелогарифмическая разность температур.

Среднелогарифмическая разность температур

= ( – )/LN ( / )× Et;

= t₁ – T_2;

= t₂ – T_1,

где Т₁ – температура наружного воздуха, ^оС; Т₂ – температура воздуха за АВО, ^оС.

Температура воздуха за АВО

Т₂ = Т₁+Q/(n× G_в× С_рв),

где n – количество установленных секций АВО газа на КЦ, шт; G_в – расход воздуха через 1 АВО, кг/сек; С_рв – теплоемкость воздуха, Дж/кг× ^оС.

Поправочный коэффициент на перекрестность потоков в теплообменнике

E_t = 1– 0, 022× EXP(t₁ – t₂/t₁ – T₁).

Оптимальное количество работающих секций АВО.

Определяется из соотношения:

n_аво = Q/Q_аво;

n_вент = 2× n_аво,

где n_аво – количество предварительно рассчитанных работающих секций АВО газа; n_вент – количество предварительно рассчитанных работающих вентиляторов АВО газа.

Распределение предварительно рассчитанных вентиляторов.

Если число предварительно рассчитанных вентиляторов превышает количество секций АВО газа (или половину от установленных вентиляторов), то тогда можно принять, что:

количество секций с 2-мя работающими вентиляторами равно

n₂ = (n_вент – n),

где n₂ – количество секций с 2-мя работающими вентиляторами; n – количество установленных секций АВО газа;

количество секций с 1-м работающими вентиляторами равно

n₁ = (n/2 – n),

где n₁ – количество секций с 1-мя работающими вентиляторами;

секций с неработающими вентиляторами нет

n₀ = 0,

где n₀ – количество секций с неработающими вентиляторами.

Если число предварительно рассчитанных вентиляторов меньше количества секции АВО газа (или половины от установленных вентиляторов), то тогда можно принять, что:

секции с 2-мя работающими вентиляторами нет

n₂ = 0;

количество секций с 1-м работающими вентиляторами равно

n₁ = n_вент;

количество секций с неработающими вентиляторами равно

n₀ = (n – n_вент).

Суммарный теплообмен, совершаемый в АВО предварительно рассчитанными вентиляторами АВО газа

Q_сум = n₂ × Q_аво+2/3 × n₁ × Q_аво+2/9 × n₀ × Q_аво.

Данное уравнение выводится исходя из того факта, что эффективность секции АВО с одним работающим вентилятором составляет 2/3 от эффективности секции АВО с обоими включенными вентиляторами при том же самом расходе газа и температурах газа и воздуха, а в режиме естественной конвекции 2/9.

Количество вентиляторов, которые можно отключить из-за воздействия естественной конвекции.

Суммарный теплообмен, полученный при включении предварительно рассчитанных вентиляторов и учитывающий естественную конвекцию от не включенных вентиляторов, превышает необходимый теплообмен, который нужно совершить. Поэтому, некоторое количество предварительно рассчитанных вентиляторов можно отключить.

Если число предварительно рассчитанных вентиляторов превышает количество секций АВО газа (или половину от установленных вентиляторов), то

n_откл =(Q_сум – Q)/(1/3× Q_аво).

Если число предварительно рассчитанных вентиляторов меньше количество секций АВО газа (или половину от установленных вентиляторов), то

n_откл =(Q_сум – Q)/(4/9× Q_аво).

Количество работающих вентиляторов с учетом естественной конвекции

n_раб = n_вент – n_откл.

После определения количества работающих вентиляторов с учетом естественной конвекции, необходимо пересчитать температуру воздуха за АВО (Т₂)

Т₂ = (n_раб× Т₂+(2× n – n_раб)× Т₁)/2n.

Для проверки расчета необходимого количества работающих вентиляторов, нужно сделать проверочный расчет с пересчитанной температурой воздуха за АВО. Если вновь полученное количество работающих вентиляторов с учетом естественной конвекции равно рассчитанному предварительно, то расчет закончен. Если же нет, нужно снова сделать расчет количества работающих вентиляторов с учетом естественной конвекции и произвести сравнение с полученным ранее.

Сравнение полученного значения оптимального количества работающих вентиляторов n_раб с фактическим количеством работающих вентиляторов

dn = n_факт – n_раб,

где n_факт – фактическое количество работающих вентиляторов АВО.

Если dn больше 5, это показатель того, что АВО нуждается в мерах по повышению его технического состояния.

 

8.5.1.2. Расчет эффективности теплопередачи

 

Другим критерием эффективности теплопередачи может стать отношение фактического коэффициента теплопередачи к его проектному значению.

Основное уравнение теплопередачи, осуществляемое в АВО газа компрессорного цеха

Q = r_o× V/(24× 3600)× C_p× (t₁ – t₂), Вт

где Q – тепло, участвующие в теплообмене, Вт; r_о – плотность перекачиваемого газа, кг/м³; V – среднесуточная производительность газопровода, м³/сут; С_р – теплоемкость газа, Дж/кг× ^оС; t_ср – средняя температура перекачиваемого газа, ^оС

t_ср = (t₁ + t₂)/2,

t₁ – температура газа после нагнетателей ГПА, ^оС; t₂ – температура газа за АВО, ^оС.

Уравнение теплопередачи, выражение через фактический коэффициент теплопередачи

Q = n_факт× K_факт× F/2× +n_выкл× K_факт× F/6× ,

где n_факт – количество работающих вентиляторов АВО газа на КЦ, шт; n_выкл – количество выключенных вентиляторов АВО газа на КЦ, шт; К_факт – фактический коэффициент теплопередачи данных типа АВО, Дж/кг× ^оС; F – площадь оребренной поверхности теплообмена, м²; – среднелогарифмическая разность температур.

Среднелогарифмическая разность температур

= ( – )/LN ( / )× E_t;

= t₁ – T₂;

= t₂ – T₁,

где Т₁ – температура наружного воздуха, ^оС; Т₂ – температура воздуха за АВО, ^оС.

Поправочный коэффициент на перекрестность потоков в теплообменнике

E_t = 1 – 0, 022× EXP(t₁ – t₂/t₁ – T₁)

Температура воздуха за АВО.

Пример расчета оптимизации работы вентиляторов АВО газа на компрессорной станции

 

Исходные данные для расчета оптимизации работы вентиляторов АВО газа на компрессорной станции:

ü тип АВО – 2АВГ75С;

ü количество установленных секций АВО – 14;

ü объем перекачиваемого газа V = 94, 2 млн. м³/сут;

ü температура газа на выходе КС до АВО газа t₁ = 37 ^оС;

ü температура газа на выходе КС после АВО газа t₂ = 23 ^оС;

ü температура наружного воздуха Т₁ = 8 ^оС.

8.5.2.1.Расчет оптимального количества работающих

вентиляторов АВО газа

Основное уравнение теплопередачи, осуществляемой в АВО газа компрессорного цеха

Q = r_o× V/(24× 3600)× C_p× (t₁ – t₂), Вт.

Для расчета с газом, проходящим по системе магистральных газопроводов «Тюментрансгаз» можно принять плотность газа r_о равной 0, 68 кг/м³, а теплоемкость С_р равной 2800 Дж/кг× ^оС.

Q = 0, 68× 94 200 000/(24× 3600)× 2800× (37–23) = 29062444 Вт.

Возможность теплообмена 1 секции АВО газа

Q_аво = К₁× К× F × ,

К₁ – принимается равным 0, 8.

Среднелогарифмическая разность температур

= ( – )/LN ( / )× E_t;

= t₁ – T₂;

= t₂ – T₁.

Температура воздуха за АВО

Т₂ = Т₁+Q/(n× G_в× С_рв),

С_рв – принимается равной 1000Дж/кг× ^оС.

Т₂ = 8+29062444/(14× 227, 8× 1000) = 17, 1 ^оС;

= 37–17 = 20;

= 23 – 8 = 15.

Поправочный коэффициент на перекрестность потоков в теплообменнике

E_t = 1 – 0, 022× EXP(t₁ – t₂/t₁ – T₁);

E_t = 1 – 0, 022× EXP(37– 23/37– 8) = 0, 964;

= (20 – 15)/LN (20/15)× 0, 964 = 16, 8;

Q_аво = 0, 8× 23, 5× 9930× 16, 8 = 3128947 Вт.

Оптимальное количество работающих секций АВО

n_аво = Q/Q_аво;

n_аво = Q/Q_аво = 29062444/3128947 = 9;

n_вент = 2× n_аво;

n_вент = 2× 9 = 18.

Распределение предварительно рассчитанных вентиляторов

n₂ = (n_вент – n);

n₂ = 18 – 14 = 4;

n₁ = (n/2 – n);

n₁ = 14 – 4 = 10;

n₀ = 0.

Суммарный теплообмен, совершаемый в АВО предварительно рассчитанными вентиляторами АВО газа

Q_сум = n₂× Q_аво+2/3× n₁× Q_аво+2/9× n₀× Q_аво;

Q_сум = 4× 3128947+2/3× 10× 3128947 = 33375431 Вт.

Количество вентиляторов, которые можно отключить из-за воздействия естественной конвекции

n_откл =(Q_сум – Q)/(1/3× Q_аво);

n_откл =(33375431 – 29062444)/(1/3× 3128947) = 4.

Количество работающих вентиляторов с учетом естественной конвекции

n_раб = n_вент – n_откл;

n_раб = 18 – 4 = 14.

После определения количества работающих вентиляторов с учетом естественной конвекции, необходимо пересчитать температуру воздуха за АВО (Т₂)

Т₂ = (n_раб× Т₂+(2× n – n_раб)× Т₁)/2× n;

Т₂ = (14× 17+(28 – 14)× 8)/28 = 12 ^оС.

После проверочного расчета

n_раб = 11.

Сравнение полученного значения оптимального количества работающих вентиляторов n_раб с фактическим количеством работающих вентиляторов

dn = n_факт – n_раб;

n_факт = 15;

dn = 15 – 11 = 4.

dn = 4, это означает, что из-за его технического состояния АВО газа компрессорного цеха проектному состоянию, работают 4 «лишних» вентилятора.

8.5.2.2. Расчет эффективности теплопередачи

Основное уравнение теплопередачи, осуществляемое в АВО газа компрессорного цеха

Q = r_o× V/(24× 3600)× C_p× (t₁ – t₂), Вт

Q = 0, 68× 94 200 000/(24× 3600)× 2800× (37– 23) = 29062444 Вт.

Уравнение теплопередачи, выражение через фактический коэффициент теплопередачи

Q = n_факт× K_факт× F× .

Среднелогарифмическая разность температур

= ( – )/LN ( / )× E_t;

= t₁ – T₂;

= t₂ – T₁.

Поправочный коэффициент на перекрестность потоков в теплообменнике

E_t = 1 – 0, 022× EXP(t₁ – t₂/t₁ – T₁);

E_t = 1 – 0, 022× EXP(37 – 23/37 – 8) = 0, 964.

Температура воздуха за АВО с 2-мя работающими вентиляторами

Т₂₂ = Т₁ + Q/(n× G_в× С_рв);

Т₂₂ = 8 + 29062444/(14× 227, 8× 1000) = 17, 1 ^оС.

Температура воздуха за АВО с 1-м работающим вентиляторам

Т₂₁ = Т₁ + Q/(2× n× G_в× С_рв);

Т₂₁ = 8 + 29062444/(2× 14× 227, 8× 1000) = 12, 5 ^оС;

Т₂ = (n_2факт× Т₂₂+ n_1факт× Т₂₁)/n;

n_2факт = n_факт – n;

n_2факт = 15 – 14 = 1;

n_1факт = n – n₂;

n_2факт = 14 – 1 = 13;

Т₂ = (1× 17, 0+13× 12, 5)/14 = 12, 8 ^оС;

= 37 – 13 = 23;

= 23 – 8 = 15;

= (23 – 15)/LN (23/15)× 0, 964 = 18, 0.

Фактический коэффициент теплопередачи в АВО (Дж/кг× ^оС).

Из соотношения:

r_o× V/(24× 3600)× C_p× (t₁ – t₂) = n_факт× K_факт× F/2× +n_выкл× K_факт× F/6×

находится K_факт

K_факт = (r_o× V/(24× 3600)× C_p× (t₁ – t₂))/ n_факт× F/2× +n_выкл× K_факт× F/6× ;

K_факт = (0, 68× 94200000/(24× 3600)× 2800× (37 – 23))/(15× 9930/2× 18, 0)+((28 –

– 15)× 9930/6× 18, 0) = 16, 7 Дж/кг^.оС.

Эффективность теплопередачи в АВО

Е = К_факт/К* 100%;

Е = (16, 7/23, 5(15/28+13/3/28))× 100% = 100%.

 

8.5.2.3. Расчет температуры газа за АВО

 

Определение теплообмена, осуществляемого в АВО газа компрессорного цеха

Q = r_o× V/(24× 3600)× C_p× (t₁ – t₂), Вт

Q = 0, 68× 94 200 000/(24× 3600)× 2800× (37 – 36) = 2075889 Вт.

Определение температуры воздуха за 1 секцией АВО при условии включения в работу 2-х вентиляторов

Т₂₂ = Т₁ + Q/(n× G_в× С_рв);

Т₂₂ = 8 + 2075889/(14× 227, 8× 1000) = 8, 7^оС.

Определение температуры воздуха за 1 секцией АВО при условии включения в работу 1-го вентилятора

Т₂₁ = Т₁ + Q/(2× n× G_в× С_рв);

Т₂₁ = 8 + 2075889/(2× 14× 227, 8× 1000) = 8, 3^оС.

Определение температуры воздуха за 1 секцией АВО при условии естественной конвекции

Т₂₀ = Т₁ = 8^оС.

Определение температуры воздуха за АВО с фактическими работающими вентиляторами

Т₂ = (n₂× T₂₂ + n₁× T₂₁ + n₀× T₂₀)/n;

Т₂ = (1× 8, 7+13× 8, 3)/14 = 8, 3.

Определение возможности теплообмена 1 секции АВО газа

Q_аво = К₁× К× F × × Е_t.

 

Определение Среднелогарифмическая разность температур

= ( – )/LN ( / )× E_t;

= t₁ – T₂;

= t₂ – T₁;

= 37 – 8, 3 = 28, 7;

= 36 – 8 = 28.

Поправочный коэффициент на перекрестность потоков в теплообменнике

E_t = 1 – 0.022× EXP(t₁ – t₂/t₁ – T₁);

E_t = 1 – 0, 022× EXP(37 – 36/37 – 8) = 0, 98;

= (29 – 28)/LN(29/28)× 0, 98 = 28, 3;

Q_аво = 0, 8× 23, 5× 9930× 28, 3 = 5283157 Вт.

Определение суммарного теплообмена совершаемого в АВО

Q_сум = n₂× Q_аво+2/3× n₁× Q_аво+2/9× n₀× Q_аво;

Q_сум = 1× 5283157+2/3× 13× 5283157 = 51070519 Вт;

Q = 2075889 Вт.

Разница больше 5%, расчет повторяется. Окончательно расчет заканчивается при t₂ = 22^оС.

 

8.5.2.4. Перерасход энергоресурсов из-за несоблюдения оптимального режима охлаждения газа в АВО

 

Перерасход топливного газа из-за несоблюдения рекомендованных температур газа после АВО

П_тг = 0.006× Р_цех× (t₂ – t_2рек);

П_тг = 0, 006× 480× (23 – 21) = 5, 8 тыс. м³/месяц.

Перерасход электроэнергии из-за низкой эффективности работы АВО газа

П_ээ = Ц_ээ× Т× (n_факт – n_раб);

П_ээ = N× Т× (n_факт – n_раб);

П_ээ = 37× 720× 4 = 106560 кВт/месяц.

Система и средства охлаждения

Газа и масла на КС

12345Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Понятие и система криминалистического исследования оружия, взрывных устройств, взрывчатых веществ и следов их применения.
2. V1: Понятие, объект, предмет и система криминологии
3. V7: Система линейных одновременных уравнений
4. Автоматизированная система телемеханического управления (АСТМУ)
5. Административная реформа и система органов исполнительно власти.
6. Административное право - публичное право. Административное право как отрасль права и система правового регулирования государственного управления.
7. Аксиологическое «Я» педагога как система ценностных ориентаций
8. Антиноцицептивная система (АС)
9. Антонио Менегетти. Система и личность
10. Б. Подготовительные упражнения для систематической натаски.
11. Байдаков А.Н. Организационно-экономический механизм управления аграрными производственными системами. Ставрополь: Агрус, 2003. 303 с.
12. Балльно-рейтинговая буквенная система оценки знаний