Спосіб визначення внутрішньої потужності нагнітачів, що працюють групами на компресорній станції

Спосіб визначення внутрішньої потужності нагнітачів, що працюють групами на компресорній станції, шляхом виміру загальної масової продуктивності станції, визначення складу перекачуваного газу, виміру температури і тиску газу на вході і виході нагнітачів, які контролюються, який відрізняється тим, що за відомими складом газу, температурою і тиском газу на вході і виході визначають різницю ентальпій газу у кожному нагнітачі, що контролюється, переносним або встановленим постійно диференціальним манометром вимірюють перепади тисків газу на вхідних конфузорах перших за проходженням газу нагнітачів у кожній групі і за загальною масовою продуктивністю ком пресорної станції, перепадами тисків на вхідних конфузорах перших нагнітачів у кожній групі, різницею ентальпій газу у кожному нагнітачі, що контролюється, визначають його внутрішню потужність за формулою де Niy - внутрішня потужність і-го нагнітача, який контролюється і працює у складі J-I групи, G K C - загальна масова продуктивність компресорної станції, Дії, - різниця ентальпій і-го нагнітача, який контролюється і працює у складі J-I групи послідовно включених нагнітачів, ДР,і - перепад тисків на вхідному конфузорі першого за проходженням газу нагнітача J-I групи, до складу якої належить контрольований нагнітач, ДР, - перепад тисків на вхідному конфузорі першого нагнітача J-I групи, п - КІЛЬКІСТЬ паралельних груп нагнітачів на газокомпресорній станції ю ю о Винахід відноситься до галузі випробувань і діагностування машин і може бути використаний для визначення в експлуатаційних умовах внутрішньої потужності відцентрових нагнітачів, що послідовно працюють у складі паралельних груп на компресорній станції Відомий спосіб визначення внутрішньої потужності нагнітачів шляхом використанням їх еталонних характеристик (див Альбом характеристик центобежных нагнетателей природного газа - М ВНИИГАЗ -1985, - С 27) Однак цей спосіб не достатньо точний для того, щоб його можна було використовувати в діагностичних цілях, тому що еталонні характеристики не відображають фактичний стан конкретних нагнітачів, які випробовуються, і виникає необхідність проведення попередніх випробувань конкретних моделей для внесення поправок до еталонних характеристик Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб, що використовує виміри групових параметрів роботи однотипних неповнонапірних відцентрових нагнітачів для одночасного визначення їхньої внутрішньої потужності, а також потужності ВІДПОВІДНИХ газотурбінних приводів (див Инструкция по определению эффективности работы и технического состояния газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов - М ВНИИГАЗ, - 1975, С 20-22) У відомому способі вимірюють загальну продуктивність компресорної станції, яка працює неповнонапірними нагнітачами з послідовним включенням агрегатів в кожній паралельній групі, вимірюють температури газу на вході і виході груп нагнітачів і потім, визначивши середні значення цих температур газу, оцінюють середню внутрь (О 62055 стиснення, подається у вихідний колектор (поз 2) і шню потужність нагнітачів та середню потужність далі через витратомірний пристрій (поз 6) - до маВІДПОВІДНИХ газотурбінних приводів гістрального газопроводу У звичайному стані ексОднак такий спосіб усереднення результатів плуатації КС, коли діагностування нагнітачів не дає усереднені значення потужності агрегатів і не проводиться, штатними приладами контролюютьдозволяє точно визначити в експлуатаційних умося тільки температури і тиски газу, ВІДПОВІДНО, на вах потужність кожного конкретного нагнітача (і НІ НІ вході Ті (поз 7), Р Г (ПОЗ 13) і виході Т2 (поз 8), його приводу), що входить до складу групи НІ НІ(І+1) НІ(І+іГ Р2 (поз 14) і Т 2 (поз 9), Р 2 (поз15) усіх В основу винаходу поставлена задача спронагнітачів, а також загальна масова продуктивщення і підвищення точності визначення внутріKC ність KC-G (поз 6) При цьому тиски і температушньої потужності нагнітачів, які працюють послідори газу на виході кожного попереднього нагнітача вно у складі паралельних груп на дорівнюють цим параметрам на вході послідовно газокомпресорній станції при їх діагностуванні включеного за ним слідуючого за проходженням Для вирішення поставленої задачі у відомому газу нагнітача способі визначення внутрішньої потужності нагнітачів, що послідовно працюють групами на компПід час виконання діагностичного контролю ресорній станції, шляхом виміру загальної масової газоперекачувального обладнання КС, для визнапродуктивності компресорної станції, визначення чення внутрішньої потужності і-го нагнітача, що складу перекачуваного газу, виміру температури і контролюється, або визначення внутрішніх потужтиску газу на вході і виході нагнітачів, ВІДПОВІДНО ностей одночасно на декількох нагнітачах, які прадо винаходу, за відомими складом газу, темперацюють у складі ВІДПОВІДНИХ j-x груп і проходять турою і тиском газу на вході і виході визначають діагностичний контроль, крім виміру температур і різницю ентальпій газу у кожному нагнітачі, що тисків газу на вході Ті Н І (поз 7) і Рі НІ (поз 13) і вихоконтролюється, переносним або встановленим ді Т2НІ (поз 8) і Рі НІ (поз 14) кожного нагнітача і запостійно диференціальним манометром вимірюгальної масової продуктивності КС -G K C (поз 6), ють перепад тисків газу на вхідних конфузорах ВІДПОВІДНО до винаходу, вимірюють диференціаперших за проходженням газу нагнітачів у кожній льним манометром перепад тисків APj на вхідному групі і за загальною масовою продуктивністю комконфузорі перших за проходженням газу нагнітачів пресорної станції, перепадами тисків на вхідних у всіх групах Потім розраховують різницю ентальконфузорах перших нагнітачів у кожній групі, різпій в нагнітачі (або в нагнітачах) і розраховують ницею ентальпій газу у нагнітачі визначають його його Qx), внутрішню потужність за запропонованою внутрішню потужність за формулою формулою де Niy - внутрішня потужність і-го нагнітача, який контролюється і працює у складі J-i групи, KC G - загальна продуктивність газокомпресорної станції, Лі,, - різниця ентальпій і-го нагнітача, який контролюється і працює у складі J-I групи послідовно включених нагнітачів, ДРУ - перепад тисків на вхідному конфузорі першого за проходженням газу нагнітача J-i групи, до складу якої належить контрольований нагнітач, ДР, - перепад тисків на вхідному конфузорі першого нагнітача J-i групи, п КІЛЬКІСТЬ паралельних груп нагнітачів на компресорній станції На фігурі (Фіг) показана типова схема підключення груп відцентрових нагнітачів з газотурбінними приводами Схема включає загальностанційні технологічні колектори газу на вході (поз 1) і на виході (поз 2) компресорної станції, до яких підключені паралельні групи послідовно включених нагнітачів (поз 3) Трубопроводи на вході нагнітачів мають конфузори (поз 4) До перших за проходженням газу нагнітачів у групах на конфузорах встановлені диференціальні манометри (поз 5) На виході компресорної станції встановлений загальностанційний витратомірний пристрій (поз 6) Для виміру параметрів компримуємого газу використовуються прилади термометри (поз 7, 8, 9, 10, 11, 12) і манометри (поз 13, 14, 15, 16, 17, 18) Газ, що подається на компресорну станцію (КС) із магістрального газопроводу, надходить у колектор (поз 1), із якого через паралельні групи, які складаються із послідовно включених нагнітачів Ні (ПОЗ 3) з приводами, зазнаючи послідовне Запропонований спосіб полягає у тому, що в експлуатаційних умовах за допомогою витратомірного пристрою вимірюють загальну масову продуктивність газокомпресорної станції - G K C Лабораторним аналізом встановлюють склад природного газу Переносним або встановленим постійно диференціальним манометром вимірюють перепад тисків газу на вхідних конфузорах перших за проходженням газу нагнітачів у кожній групі APj Термометрами і манометрами вимірюНІ НІ НІ НІ ють температури Ті і Т2 і тиски Рі і Р2 газу на вході і виході і-го нагнітача, що контролюється і працює у складі J-I групи За відомими складом природного газу, температурами і тисками газу на вході і виході розраховують різницю ентальпій газу в і-му нагнітачі, що контролюється, використовуючи залежність k r І Де к-1 ТГ T 1 - показник адіабатного процесу стис кання, що визначається за складом і параметрами газу на вході і виході і-го нагнітача, який контролюється, Rr - газова стала, що визначається за відомим складом газу, T2HIZ2HI і Ti HI Zi HI - ВІДПОВІДНО, температури і коефіцієнти стисливості, які визначаються за складом, температурою і тиском газу у ВІДПОВІДНИХ перерізах на виході і вході і-го нагнітача, який контролюється За відомими загальною продуктивністю газокомпресорної станції, перепадами тисків на вхідних конфузорах перших за проходженням газу нагнітачів у кожній групі, різницею ентальпій газу у нагнітачі, який контролюється, визначають його 62055 станції Треба було визначити внутрішню потужність кожного працюючого на КС нагнітача G AIM./AP7 У процесі діагностичних випробувань лабораторним аналізом був встановлений склад природного газу з ВІДПОВІДНОЮ густиною ро=0,685кг/м , за якою розрахована його газова стала Rr=0,50512 де Niy - внутрішня потужність і-го нагнітача, кДж/(кгК) За допомогою штатного загальноякий контролюється і працює у складі J-i групи, станційного витратомірного пристрою була виміKC K G - загальна продуктивність компресорної станряна масова продуктивність КС G =418,75кг/с За ції, Діу - різниця ентальпій і-го нагнітача, який контвідомим складом газу і його параметрами на вході ролюється і працює у складі J-I групи послідовно і виході були визначені адіабатні комплекси k/(k-1), які дорівнювали 4,24 - на перших нагнітачах і 4,31 включених нагнітачів, ДРУ - перепад тисків на вхідна других нагнітачах у кожній групі Термометрами ному конфузорі першого нагнітача J-I групи, до НІ НІ і манометрами були виміряні температури Ті і Т2 складу якої належить і-й нагнітач, що контролюНІ НІ і тиски Рі і Р2 газу на вході і виході кожного нається, ДР, - перепад тисків на вхідному конфузорі гнітача, що контролювався, а переносним дифепершого за проходженням газу нагнітача І-І групи, ренціальним манометром були виміряні перепади п - КІЛЬКІСТЬ паралельних j-x груп нагнітачів на тисків АР,, на вхідних конфузорах перших за прокомпресорній станції ходженням газу нагнітачів у кожній групі (див табПРИКЛАД РЕАЛІЗАЦІЇ СПОСОБУ лицю вихідних параметрів і показників) Діагностичні випробування проводились на газоперекачувальних агрегатах з нагнітачами моделі 370-14-1, які послідовно по 2 агрегати працювали у складі 2-х паралельних груп на компресорній внутрішню потужність за формулою KC Таблиця вихідних параметрів і показників діагностичних випробувань нагнітачів ВИХІДНІ параметри і показники Тиск на вході Рі НІ , МПа Тиск на виході Р2НІ, МПа Температура на вході Ті НІ , К Температура на виході Ті НІ , К Густина газу (за складом ) ро, кг/м^ Газова стала Rr, кДж/(кгК) Коефіцієнт стисливості Zi/2HI Комплекс k/(k-1) Різниця ентальпій Діу кДж/кг Продуктивність КС G KU , кг/с Перепад на конфуз ДРУ, кПа Отримані і значення І група нагнітачів II група нагнітачів 1-й нагнітач 2-й нагнітач 1-й нагнітач 2-й нагнітач 4,04 4,62 4,04 4,67 4,623 5,315 4,67 5,314 295,8 307,6 295,7 307,7 307,6 319,6 307,8 319,8 0,685 0,50512 0,923/0,925 0,925/0,927 0,923/0,925 0,925/0,927 4,24 4,31 4,24 4,31 24,644 25,557 24,6436 25,759 418,75 70 68 КІЛЬКІСТЬ груп 2 За отриманими вихідними параметрами і показниками розраховані різниці ентальпій газу Діу у нагнітачах, що контролювались, за залежністю Ді иIJ = НІТНІ 2 І 2 KC N.. = G AinJAP,, НІТНІ Ч Ч Ч 1-й нагнітач, І - група 1-й нагнітач, І - група Діц=4,24*0,50512*(0,925*307,6 Ni-,-, = i-,-, /70 + V68 2-й нагнітач, І - група 481,75 * 25,557л/70 0,923*295,8)=24,644КДЖ/КГ, 2-й нагнітач, І - група Ді2і=4,31 *0,50512*(0,927*319,60,925*307,6)=25,557кДж/кг, 1-й нагнітач, 2 - група ДН2=4,24*0,50512*(0,925*307,80,923*295,7)=24,6436кДж/кг, 2-й нагнітач, 2 - група Ді22=4,31 *0,50512*(0,927*319,80,925*307,7)=25,759кДж/кг Розраховані внутрішні потужності згідно запропонованого способу 481,75*24,644^70 нагнітачів = 5197кВт, = 5390кВт, /70 + V68 1-й нагнітач, 2 - група 481,75*24,6436-^68 _.__ D ! Ni 1 2 = —, , — = 5122кВт, 70 + V68 2-й нагнітач, 2 - група 481,75 * 25,759л/б8 = 5354кВт, Nl22 = /70 + V68 Таким чином, завдяки використанню запропонованого способу, були отримані значення внутрь шніх потужностей усіх працюючих нагнітачів КС Технічний результат від застосування запропонованого способу полягає в можливості спростити процес визначення внутрішньої потужності нагнітачів, що працюють групами на компресорній станції Спосіб виключає операції монтажу та метрологічного налагоджування необхідних витратомірних приладів та устроїв на кожному нагнітачі, не потребує трудомістких операцій і може бути використаний у повному обсязі для визначення Комп'ютерна верстка О Воробей 62055 8 внутрішньої потужності нагнітачів при діагностуванні парку газоперекачувальних агрегатів Промислова придатність запропонованого способу полягає у тому, що він є основою створення діагностичних програм і може бути використаний в системах автоматичного контролю технічного стану і оптимального навантаження агрегатів в експлуатаційних умовах на газокомпресорних станціях галузі Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119