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 Р_наг центробежного нагнетателя (ЦН) не должно превышать 7,46МПа (76кгс/см²). Анализ характеристик ЦН показывает, что давление на всасывании Р_вс 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…а_n – доля каждого компонента в смеси для данного состава газа;

ρ₁…ρ_n – плотность компонента при стандартных условиях, кг/м³.

 

Молярная масса:

, где (1.2)

М₁…М_n –молярная масса компонента, кг/кмоль.

 

Газовая постоянная (Дж/(кг·К)):

, где (1.3)

=8314,4 – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль·К).

 

Псевдокритические температура Т_пк (К) и давление Р_пк (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 к_н – оценочный коэффициент пропускной способности газопровода, который ориентировочно можно принять к_н =0,9.

 

Определение расстояния между компрессорными станциями.

Пользуясь формулой пропускной способности газопровода

, (1.8)

выразим длину линейного участка между компрессорными станциями

, (1.9)

где D_вн – внутренний диаметр газопровода, м; Р_н и Р_к – соответственно давления в начале и в конце линейного участка газопровода, МПа; λ – коэффициент гидравлического сопротивления; Z_ср – средний по длине коэффициент сжимаемости газа Z_ср=f(Р_ср, Т_ср); Δ – относительная плотность газа.

Таблица 1.2