Михалків В. Б., Волошин Т. В. Сумісна робота повнонапірних і неповнонапірних нагнітачів природного газу // Міжнародний науковий журнал "Інтернаука". — 2019. — №9.
Технічні науки
УДК 622.692.4
Михалків Володимир Богданович
кандидат технічних наук, доцент,
доцент кафедри газонафтопроводів та газонафтосховищ
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу
Михалкив Владимир Богданович
кандидат технических наук, доцент,
доцент кафедры газонефтепроводов и газонефтохранилищ
Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа
Mykhalkiv Volodymyr
PhD in Technical Sciences, Associate Professor at the Department
of Gas and Oil Pipelines and Gas and Oil Storage Stores
Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas
Волошин Тарас Васильович
магістр кафедри газонафтопроводів та газонафтосховищ
Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу
Волошин Тарас Васильевич
магистр кафедры газонефтепроводов и газонефтохранилищ
Ивано-Франковского национального технического университета нефти и газа
Voloshyn Taras
Master of the Department of
Gas and Oil Pipelines and Gas and Oil Storage Stores
Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas
СУМІСНА РОБОТА ПОВНОНАПІРНИХ І НЕПОВНОНАПІРНИХ НАГНІТАЧІВ ПРИРОДНОГО ГАЗУ
СОВМЕСТНАЯ РАБОТА ПОЛНОНАПОРНЫХ И НЕПОЛНОНАПОРНЫХ НАГНЕТАТЕЛЕЙ ПРИРОДНОГО ГАЗА
JOINT WORK OF NATURAL GAS SUPERCHARGERS OF FULL PRESSURE AND NOT COMPLETE PRESSURE
Анотація. Виконані дослідження сумісної роботи повнонапірних і неповнонапірних нагнітачів природного газу в умовах компресорної станції.
Ключові слова: природний газ, газоперекачувальний агрегат, витрата, потужність.
Аннотация. Выполнены исследования совместной работы полно напорных и неполно напорных нагнетателей природного газа в условиях компрессорной станции.
Ключевые слова: природный газ, газоперекачивающих агрегатов, расход, мощность.
Summary. Completed studies joint work of natural gas superchargers of full pressure and not complete pressure in the conditions of the compressor station.
Key words: natural gas, gas pumping units, consumption, power.
Принцип поступового нарощування потужності газотранспортних систем (ГТС) України призвів до експлуатації газоперекачувальних агрегатів (ГПА) різних поколінь. ГПА перших поколінь оснащувались нагнітачами природного газу, які не могли забезпечити необхідний ступінь підвищення тиску в одному агрегаті. Тому такі ГПА працювали у два, а подекуди і три, ступеня підвищення тиску. Такі нагнітачі прийнято називати неповнонапірними. З розвитком ГПА з’явилися агрегати здатні забезпечити необхідний ступінь підвищення тиску у одному корпусі. Такі нагнітачі називаються повнонапірними.
Сьогодні у ГТС України експлуатуються компресорні станції (КС) оснащені повнонапірними та неповнонапірними нагнітачами. Тому виникає необхідність дослідження їх сумісної роботи.
Для проведення досліджень вибрана КС оснащена повнонапірними ГПА-Ц-16С та неповнонапірними ГТК-10-4. На КС можуть працювати 3 ГПА-Ц-16С в один ступінь та 3 групи ГТК-10-4 у два ступеня підвищення тиску.
Розподіл витрати між ГПА розраховувався за методикою, викладеною в [1].
Розрахунки режимів роботи ГПА виконувались за методикою, викладеною в [2].
Моделювання газодинамічних характеристик нагнітачів виконувалось за моделями викладеними в [3].
Досліджувались режими роботи за різних схем вмикання ГПА в залежності від витрати газу через КС. Витрата газу змінювалась від 10 млн. м3/д. до максимально можливої за даної схеми вмикання ГПА. Розглядались наступні схеми вмикання ГПА:
За граничний параметр прийнято наявну потужність ГПА. При досягненні ГПА граничної потужності вмикались додаткові ГПА або додаткові групи ГПА. Встановлено, що швидше досягають граничної потужності ГПА-Ц-16.
Сумісна робота ГПА доцільна при витраті газу через КС більше 30 млн. м3/д. з-за того, що при менших витратах завантаження ГПА менше 50 %.
Приклад режиму роботи КС та завантаження ГПА подано на рисунках 1 та 2.
Рис. 1. Режим роботи КС при роботі за першим варіантом
Рис. 2. Завантаження ГПА КС при роботі за першим варіантом
За першим варіантом потужність групи ГТК-10 змінювалась від 13200 кВт до 18980 кВт, а потужність ГПА-Ц-16 від 15630 кВт до
47960 кВт. Максимальна витрата газу через КС становила 109 млн. м3/д. Завантаження групи ГТК-10 становило 0,66…0,95. Завантаження ГПА-Ц-16 склало 0,48…0,99.
За другим варіантом потужність груп ГТК-10 змінювалась від
16350 кВт до 56570 кВт, а потужність ГПА-Ц-16 від 11580 кВт до
15910 кВт. Максимальна витрата газу через КС становила 115 млн. м3/д. Завантаження груп ГТК-10 становило 0,46…0,94. Завантаження ГПА-Ц-16 склало 0,72…0,99.
За третім варіантом потужність груп ГТК-10 змінювалась від 13150 кВт до 24360 кВт, а потужність ГПА-Ц-16 від 14160 кВт до 25980 кВт. Максимальна витрата газу через КС становила 115 млн. м3/д. Завантаження групи ГТК-10 становило 0,45…0,78. Завантаження ГПА-Ц-16 склало 0,49…0,84.
Режими роботи порівнювались за критерієм витрат паливного газу (рисунок 3).
Рис. 3. Витрата паливного газу КС за різних схем роботи ГПА
Найменша витрата газу виявилась при роботі КС за другим варіантом. Причому витрата паливного газу при продуктивності КС до 60 млн. м3/д. за всіма варіантами однакова. При продуктивності КС 70 млн. м3/д. робота за другим варіантом дає економію 470 кг ум. пал./год. проти першого і третього варіантів. При продуктивності КС 100 млн. м3/д. робота за другим варіантом дає економію 960 кг ум. пал./год. проти першого варіанту та 510 кг ум. пал./год. проти третього варіанту.
Література
