Материал: Расчет оборудования компрессорного цеха
3.2 Технологический расчет вертикального масляного пылеуловителя
Для данного компрессорного цеха выбираем пылеуловитель ГП604. Его
технические характеристики указаны в таблице 1.
Таблица 1. Техническая характеристика пылеуловителя ГП604 [3].
|
Номинальная пропускная способность |
Q, м3/час |
0,833×106 |
|
Рабочее давление |
Pраб,МПа |
7,5 |
|
Диапазон рабочей температуры |
Tраб, К |
253-353 |
|
Диаметр -контактных трубок -дренажных трубок |
dk, мм dd, мм |
89 89 |
Таблица 2. Параметры пылеуловителя ГП604 [3] .
|
Корпус |
Число трубок |
Диаметр контактных трубок dк, мм |
Длина контактных трубок Lк, м |
Диаметр дренажных трубок dд, мм |
Высота жалюзийного аппарата H, м |
Масса Gп, тн |
||||
|
Диаметр D, мм |
Высота, мм |
Площадь поперечного сечения Sп, м2 |
Контактных nк |
Дренажных из осадительной секции nд |
|
|
|
|
Рраб = 5,5 МПа |
Рраб = 6,4 МПа |
|
400 |
5100 |
0,126 |
5 |
2 |
|
1,02 |
|
0,98 |
1,06 |
1,2 |
|
500 |
5350 |
0,196 |
6 |
2 |
|
1,07 |
|
1,02 |
1,52 |
1,72 |
|
600 |
5550 |
0,282 |
9 |
3 |
|
1,11 |
|
1,06 |
2,1 |
2,27 |
|
1000 |
5950 |
0,785 |
26 |
5 |
|
1,19 |
|
1,14 |
5,84 |
6,45 |
|
1200 |
6300 |
1,132 |
41 |
7 |
|
1,26 |
|
1,21 |
8,5 |
9,8 |
|
1400 |
6650 |
49 |
8 |
|
1,33 |
|
1,27 |
12,2 |
13,4 |
|
|
1600 |
7000 |
2,04 |
57 |
9 |
89 |
1,4 |
89 |
1,34 |
15,9 |
18,92 |
|
2400 |
8800 |
4,52 |
127 |
20 |
|
1,76 |
|
1,68 |
30 |
- |
Пропускную способность пылеуловителя определяет сечение контактных
трубок. Секундный расход газа при заданных условиях определяется по формуле:
м3/с;(35)
где
- давление при стандартных условиях, = 0,1 МПа;
-
температура при стандартных условиях, = 273 К;
, 
- рабочие параметры пылеуловителя ГП604 (см. табл.1,
[3]).
Таблица 3. Допустимые скорости в пылеуловителе
|
Давление газа рраб, МПа |
Допустимая скорость, м/с |
||
|
|
В контактных трубках, Wk |
В свободном сечении, WO |
Набегания на жалюзи, Wж |
|
1 |
3,35 |
1,12 |
0,65 |
|
2 |
2,35 |
0,79 |
0,45 |
|
3 |
1,95 |
0,65 |
0,37 |
|
4 |
1,68 |
0,56 |
0,34 |
|
5 |
1,5 |
0,5 |
0,28 |
|
6 |
1,38 |
0,46 |
0,26 |
|
7 |
1,27 |
0,43 |
0,24 |
В зависимости от давления газа в пылеуловителе принимаем:K - допустимая скорость в контактных трубках, WK = 2,9 м/с;0 - допустимая скорость в свободном сечении, W0 = 0,48 м/с.
Общая потребная площадь группы пылеуловителей для очистки принятого
количества газа:
м2;(36)
К расчету принимаем пылеуловители диаметром d1 = 1490 мм, d2= 1450 мм, d3 = 1470.
Число
пылеуловителей определим по формуле:
(37)
(38)
(39)
где
- площадь поперечного сечения одного пылеуловителя,
(табл. 2).
При расчете пылеуловителей исходят из следующих положений:
общее число пылеуловителей не должно быть менее двух;
при отключении одного из пылеуловителей допускается перегрузка оставшихся в работе не более, чем на 33%.
Затраты
металла на группу пылеуловителей находим по формуле:
кг;(40)
кг;(41)
кг; (42)
гдеg - масса i-того пылеуловителя, [3]. По затраченному металлу наиболее целесообразным будет вариант с пылеуловителями d = 2400 мм.
Действительная
газовая нагрузка на один пылеуловитель определяется следующим образом:
м3/с;
(43)
При отключении одного пылеуловителя нагрузка на другой q'n = = 3,73 м/с, что составит 200%, т. е. увеличение на 100%, при допускаемом 33%.
Следующим типом по минимальному расходу металла будет d = = 1600 мм.
В этом случае
м3/с;
м3/с;
то есть перегрузка составит 30%.
Далее
необходимо проверить действительную скорость газа в контактных трубках. Для
этого определяем суммарную площадь поперечного сечения контактных трубок:
м2;(44)
где
- диаметр контактных трубок (см. табл.1);
- число
контактных трубок (см. табл.2).
Действительная
скорость газа в контактных трубках находится по формуле:
м/с;(45)
Далее
необходимо проверить действительную скорость газа в осадительной секции. Для
этого определим площадь свободного поперечного сечения осадительной секции:
(46)
где
- суммарная площадь, занимаемая дренажными трубками в
осадительной секции, она определяется:
где
- диаметр дренажных трубок (см. табл.1);
- число
дренажных трубок (см. табл.2);
Подставляем данные в формулу (42):
м2;
Определяем
действительную скорость газа в осадительной секции:
м/с;(48)
Действительные
скорости в контактных трубках и осадительной секции в пределах допустимых,
значит, пылеуловитель ГП604 выбран правильно.
3.3 Гидравлический расчет вертикального масляного пылеуловителя
Потери давления в пылеуловителе, вызванные местными сопротивлениями:
(49)
гдеh1 - потери при внезапном расширении газа на входе, кг/м2;2 - потери при внезапном сужении газа на входе в контактные трубки, кг/м2;3 - потери в контактных трубках, кг/м2;4 - потери при внезапном расширении газа на выходе из контактных трубок, кг/м2;5 - потери в жалюзийном сепараторе, кг/м2;6 - потери на выходе газа из пылеуловителя при внезапном сужении, кг/м2.
Потери
при внезапном расширении и сужении газа определяются по формуле:
;(50)
гдеξ - коэффициент местных сопротивлений;
ρ - относительная плотность газа, ρ = 0,636 кг/м3;- скорость газа на данном участке,
м/с;- ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с.
Таблица 4. Значения коэффициентов местного сопротивления
|
№ п/п |
Вид сопротивлений |
Коэффициент гидравлического сопротивления |
|
1 |
Внезапное расширение газа на входе в пылеуловитель |
0,25 - 0,35 |
|
2 |
Внезапное сужение газа на входе в контактные трубки |
0,53 |
|
3 |
Контактные трубки |
0,01 |
|
4 |
Внезапное расширение газа на выходе из контактных трубок |
1 |
|
5 |
Жалюзийный аппарат |
0,2 |
|
6 |
Внезапное сужение газа на выходе из пылеуловителя |
0,5 |
Скорости при внезапном расширении газа на входе в пылеуловитель W1
и при внезапном сужении при входе в контактные трубки W2 равны и
определяются по формуле:
м/с;(51)
гдеdp - диаметр подводящего патрубка, dp = 0,4 м [3].
Потери при внезапном расширении газа на входе:
кг/м2;
Потери при внезапном сужении газа на входе в контактные трубки:
кг/м2;
Потери в контактных трубках:
кг/м2(52)
где
- коэффициент гидравлического сопротивления, 
, где - число Рейнольдса;
, (53)
Отсюда
;
-
приведенная скорость жидкости, м/с;- длина трубок, Lк = 1,4 м (табл.
2, [3]);
-
плотность жидкости в рабочих условиях, = 0,92
кг/м3, [3].
Потери
при внезапном расширении газа на выходе из контактных трубок:
кг/м2;(54)
Потери
в жалюзийном сепараторе:
кг/м2;
где
- коэффициент местного сопротивления в жалюзийном
аппарате, см. табл.4;
-
скорость набегания газа на элементы жалюзийного сепаратора, = 0,24 м/с, [3];
-
коэффициент живого сечения сепаратора, = 0,56,
[3];
- высота
жалюзийного сепаратора, = 1,34 м, см. табл. 2;- гидравлический радиус
жалюзийного аппарата, m = 20, [3].
Потери
на выходе газа из пылеуловителя при внезапном сужении:
кг/м2;(55)
где
- коэффициент местного сопротивления при внезапном
сужении газа на выходе из пылеуловителя.
4. Определение технического состояния нагнетателя
Расход газа через центробежный нагнетатель (ЦБН) известен. Оценка технического состояния ЦБН (его газового тракта) проводится путем сравнения эксплуатационного значения политропического КПД с его эталонным значением на подобном режиме, т.е. (Q1H)np = const.
Выбираем ЦБК НЦ 16/76 - 1,44 [3].
Объемный приведенный к оборотам расход находится по формуле:
(56)
где
- коэффициент пропорциональности дается в зависимости
от типа ЦБН, = 1,25, [3] ;
- перепад
давлений на измерительном устройстве (тарированный патрубок), = 2,715 кПа, [4];
-
плотность газа на входе в ЦБН, = 33,46
кг/м3, [3];
-
номинальное значение частоты вращения, = 5100
об/мин, [3];
-
замеренное значение частоты вращения, = 4165 об/мин, [3].
Подставляем данные в формулу (59):
млн м3/сут
Эксплуатационная мощность ГТУ определяется на основе замера параметров
перекачиваемого газа ЦБН. Внутренняя мощность ЦБН:
где
- мощность, определяемая по измеренным параметрам
природного газа до и после ЦБН, = 13436
кВт, [3];
-
механические потери в подшипниках ЦБН, определяются при проектировании
агрегата, = 131 кВт, [3].