Температура воздуха за АВО с 2-мя работающими вентиляторами

Т₂₂ = Т₁ + Q/(n× G_в× С_рв),

где Т₂₂ – температура воздуха за АВО с 2-мя работающими вентиляторами; G_в – расход воздуха через 1 АВО, кг/сек; С_рв – теплоемкость воздуха, Дж/кг× ^оС.

Температура воздуха за АВО с 1-м работающим вентиляторам

Т₂₁ = Т₁ + Q/(2× n× G_в× С_рв),

где Т₂₁ – температура воздуха за АВО с 1-мя работающим вентиляторам.

Температура воздуха за АВО с неработающими вентиляторами

Т₂₀ = Т₁,

где Т₂₀ – температура воздуха за АВО с неработающими вентиляторами

Т₂ = (n₂× T₂₂ + n₁× T₂₁ + n₀× T₂₀)/n,

где n₂ – количество секций АВО с 2-мя работающими вентиляторами; n₁ – количество секций АВО с 1-м работающим вентиляторам; n₀ – количество секций АВО с неработающими вентиляторами.

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× .

Эффективность теплопередачи в АВО

Е = К_факт/К* 100%,

где К* = К(n_факт/2n+ n_выкл/6n); Е – коэффициент эффективность теплопередачи в АВО.

Если рассчитанный коэффициент эффективность теплопередачи в АВО Е получается меньше 50%, это является показателем низкой эффективности теплопередачи. Также, представляется возможным производить сравнение фактического коэффициента К по времени, а также для оценки эффективности провидения мероприятий, улучающих техническое состояние АВО.

 

8.5.1.3. Расчет температуры газа за АВО

 

Расчет температуры газа за АВО осуществляется для оценки эффективности глубины охлаждения перекачиваемого газа при заданном температурном режиме и известном количестве включенных вентиляторов.

Для нахождения расчетной температуры газа за АВО можно применить метод итерационного расчета. Для этого можно принят расчетную температуру газа за АВО равной температуре газа до АВО минус 1 градус.

t₂ = t₁ – 1, ^оС

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

Определение теплообмена, осуществляемого 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 при средней температуре, Дж/кг× ^оС; t_ср – средняя температура перекачиваемого газа, ^оС

t_ср = (t₁ + t₂)/2.

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

Т₂₂ = Т₁ + Q/(n× G_в× С_рв),

где Т₂₂ – температура воздуха за 1 секцией АВО при условии включения в работу 2-х вентиляторов; Т₁ – температура наружного воздуха, ^оС; 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.

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

Т₂₁ = Т₁ + Q/(2× n× G_в× С_рв),

где Т₂₁ – температура воздуха за 1 секцией АВО при условии включения в работу 1-го вентилятора.

Определение температуры воздуха за 1 секцией АВО при условии естественной конвекции

Т₂₀ = Т₁,

где Т₂₀ – температура воздуха за 1 секцией АВО при условии естественной конвекции.

Определение температуры воздуха за АВО с фактическими работающими вентиляторами

Т₂ = (n₂× T₂₂ + n₁× T₂₁ + n₀× T₂₀)/n,

где n₂ – количество секций АВО с 2-мя работающими вентиляторами; n₁ – количество секций АВО с 1-м работающим вентиляторам; n₀ – количество секций АВО с неработающими вентиляторами.

Определение возможности теплообмена 1 секции АВО газа

Q_аво = К₁× К× F× × Е_t,

где 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.

Определение 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× ехр(t₁ – t₂/t₁ – T₁).

Определение суммарного теплообмена совершаемого в АВО

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

Если разность полученного суммарного теплообмена, совершаемого в АВО, и фактического теплообмена не превышает 5% от фактического теплообмена, то расчет можно закончить, приняв ранее допущенное значение температуры газа за АВО. Если эта разность превышает эти 5%, то следует принять расчетную температуру газа за АВО равной температуре газа до АВО минус 2 градуса и выполнить расчет сначала.

 

8.5.1.4. 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),

где П_тг – перерасход топливного газа на ГПА компрессорного цеха из-за несоблюдения рекомендованных температур газа после АВО; Р_цех – расход топливного газа за сутки по компрессорному цеху, 1000 м³/сут; t₂ – фактическая температура газа за АВО, ^оС; t_2рек – рекомендованная температура газа за АВО на определенный период, ^оС.

Перерасход электроэнергии из-за низкой эффективности работы АВО газа

П_ээ = N× Т× (n_факт – n_раб),

где П_ээ – перерасход электроэнергии из-за низкой эффективности работы АВО газа; n_факт – количество работающих вентиляторов АВО газа; n_раб – оптимальное количество работающих вентиляторов АВО газа; N – мощность, затрачиваемая на привод 1 вентилятора АВО газа; Т – количество часов за определенный период.

 

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.

⇐ Предыдущая12345

Поделиться:

Популярное:

1. A. законом, иными правовыми актами или договором.
2. I. Гражданское право и частное право
3. I. НАЛОГОВАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА НАЛОГОВЫЕ ПРАВОНАРУШЕНИЯ И ПРЕСТУПЛЕНИЯ
4. I. Налоговая ответственность за налоговые правонарушения и преступления
5. I. Нормативные правовые акты
6. I. Правоотношения между сонаследниками
7. II.1. Биомеханика движений суставов
8. II.3. Развитие подвижности суставов в современной хореографии
9. III. Здравое и патологическое мышление в политике
10. IV. ПОМЕСТНЫЙ СОБОР ПРАВОСЛАВНОЙ РОССИЙСКОЙ ЦЕРКВИ 1917-1918 гг.
11. V1: Правовые основы профессиональной деятельности
12. VII. Маневры на главных и приемоотправочных железнодорожных путях