Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Чайковский
техникум промышленных технологий и управления»
КУРСОВАЯ РАБОТА
Тема:
«Расчет режима компрессорной станции»
Студент:
Борисов М.Н.
Содержание
Введение
. Теоретическая часть
.1 Назначение запорно-регулирующей арматуры в технологических обвязках КС
.2 Общие сведения об промышленной трубопроводной арматуре
.2.1 Требования, предъявляемые к запорной арматуре
.2.2 Классификация запорной арматуры
.2.3 Конструктивные особенности запорной арматуры
.2.4 Номинальный размер арматуры
.2.5 Давление номинальное условное
.2.6 Типы соединений арматуры с трубопроводами
.2.7 Материалы для запорной арматуры
.2.8 Виды запорной арматуры
.3 Приводы
Заключение
Список литературы
Введение
Современная компрессорная станция (КС) - это сложное инженерное сооружение, обеспечивающее основные технологические процессы по подготовке и транспорту природного газа: очистку газа от пыли, его компримирование и охлаждение на выходе из КС.
В состав основного оборудования КС входит арматура технологических трубопроводов обвязки агрегатов. В общих словах арматура − это монтируемые на газопроводах, резервуарах, аппаратах и приборах различные приспособления и устройства.
К трубопроводной газовой арматуре в обобщенном варианте относят самые разнообразные устройства, предназначенные для управления потоками среды (жидкой, газообразной, газожидкостной и т.п.), транспортируемой по трубопроводу. С помощью арматуры включают и отключают подачу, указывают и регулируют уровни жидкостей, понижают, повышают давления или меняют направления газового или жидкостного потоков, производят автоматическое удаление газов и жидкостей.
К характерным особенностям работы запорной арматуры на магистральных газопроводах и КС относятся: высокое давление транспортируемого газа (до 7,5 МПа), относительно высокая температура газа на выходе КС (60-70 °С), наличие в составе газа механических примесей и компонентов, вызывающих коррозию, эрозию металла и т.д.
Актуальностью в комплексе работ по повышению эффективности магистрального транспорта газа является снижение энергетических затрат. Газ должен быть доставлен потребителям самым оптимальным и экономически эффективным путем с соблюдением все возрастающих требований по повышению надежности и безопасности поставок.
Целью данной курсовой работы является усвоение основных положений курса, включающего в себя вопросы эксплуатации основного и вспомогательного оборудования компрессорных станций, получение навыков расчета режимов работы компрессорной станции, определение затрат энергоресурсов.
Для решения цели данной курсовой работы поставлены следующие задачи:
запорно-регулирующая арматура;
произвести расчет режима работы КЦ.
1. Теоретическая часть
.1 Назначение запорной арматуры
в технологических обвязках КС
Вся запорная арматура технологических обвязок компрессорной станции имеет нумерацию согласно оперативной схеме КС, четкие указатели открытия и закрытия, указатели направления движения газа. Запорная арматура в обвязке КС подразделяется на 4 основные группы: общестанционная, режимная, агрегатная и охранная.
Общестанционные краны установлены на узлах подключения станции к магистральному газопроводу и служат для отключения КС от газопровода и стравливания газа из технологической обвязки станции.
Режимные краны обеспечивают возможность изменения схемы работы ГПА, выбор групп работающих агрегатов. Они характерны в основном для обвязок с неполнонапорными ЦБН.
Агрегатные краны относятся непосредственно к обвязке нагнетателя и обеспечивают его подключение к технологическим трубопроводам станции.
Охранные краны предназначены для автоматического отключения КС от магистрального газопровода в условиях возникновения каких-либо аварийных ситуаций на компрессорных станциях.
На магистральных газопроводах и КС применяется
запорная арматура различного типа, но наибольшее распространение получили
краны, задвижки и обратные клапаны.
.2 Общие сведения об
промышленной трубопроводной арматуре
Промышленная трубопроводная арматура определяется, как «устройство, устанавливаемое на трубопроводе и емкости и обеспечивающее управление потоком рабочей среды путем изменения проходного сечения».
Промышленная трубопроводная арматура подразделяется на запорную арматуру, регулирующую арматуру, распределительно-смесительная арматуру предохранительная арматуру и др.
Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения:
Запорная арматура - «промышленная арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды».
Регулирующая арматура - «промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения ее расхода».
Распределительно-смесительная арматура - «промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков».
Предохранительная арматура - «промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования от аварийных изменений параметров».
Обратная арматура - «промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды».
По типу присоединения к
трубопроводу промышленная трубопроводная арматура подразделяется на фланцевую,
муфтовую, цапковую, штуцерную и арматуру под приварку.
.2.1 Требования, предъявляемые к запорной арматуре
Магистральные газопроводы, на которых устанавливается запорная арматура, делятся в зависимости от рабочего давления на два класса: первый - при рабочем давлении от 2,5 до 10 МПа включительно; второй - при рабочем давлении от 1,2 до 2,5 МПа включительно.
К особенностям работы запорной арматуры на магистральных газопроводах относятся высокое давление газа, высокая температура газа на выходе (например, газоперекачивающего агрегата до 160° С), наличие в составе газа компонентов, вызывающих коррозию металла (углекислый газ, сероводород), наличие газового конденсата, метанола, диэтиленгликоля и механических примесей с максимальной величиной частицы до 1 мм. В связи с этим к запорной арматуре предъявляются следующие требования:
запорная арматура должна обеспечивать герметичное отключение дефектного участка газопровода, сосуда или аппарата от технологических трубопроводов во избежание поступления к месту ремонтных работ газа, который может загореться, взорваться или вызвать отравление персонала;
запорная арматура длительное время должна сохранять герметичность и работоспособность;
запорная арматура должна обеспечивать минимальное гидравлическое сопротивление; большое число ее создает дополнительное сопротивление движению газа и ведет к расходу энергии на преодоление этого сопротивления;
запорная арматура должна иметь хорошую герметичность относительно окружающей среды (в соединениях с трубопроводом, разъемах корпуса и через уплотнения полуосей затвора арматуры не должно быть утечек);
конструкция запорной арматуры должна обеспечивать удобство ее обслуживания и ремонта, быстрое открытие и закрытие; при ручном управлении запорной арматурой усилия не должны превышать допустимых нормами величин;
для обеспечения прохода
очистных поршней разделительных шаров в период эксплуатации газопровода диаметр
запорного устройства должен соответствовать диаметру трубопровода, к которому
оно подсоединено.
.2.2 Классификация запорной арматуры
Применяемая на магистральных газопроводах и КС запорная арматура различается по конструктивным особенностям, номинальному (условному) давлению, номинальному (условному) проходу, типу привода и ряду других признаков. Запорная арматура каждого вида состоит из трех основных элементов: запорного устройства, привода и системы управления.
Запорное устройство состоит из закрытого герметичного корпуса, внутри которого размещается запорный узел. Корпус обычно имеет два (иногда и более) присоединительных конца, которыми он плотно присоединяется к трубопроводу. Запорный узел предназначен для герметичного разделения трубопровода на части. Он состоит из седла и запорного органа, которые находятся в постоянном соприкосновении по уплотнительным поверхностям, и в закрытом состоянии герметично разделяют разобщенные части трубопровода.
Привод арматуры - это исполнительный механизм, перемещающий запорный орган внутри запорного узла относительно седла из закрытого положения в открытое и наоборот.
Система управления служит для
подачи дистанционного или местного управляющего сигнала к исполнительному
механизму (приводу) для установки запорного органа в открытое или закрытое
положение.
.2.3 Конструктивные особенности запорной арматуры
Конструктивные особенности запорной арматуры определяются направлением перемещения запорного органа относительно седла. Различают следующие типы запорной арматуры.
Задвижка - «промышленная трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий орган перемещается возвратно-поступательно перпендикулярно оси потока рабочей среды». Задвижки характеризуются небольшим гидравлическим сопротивлением и незначительным коэффициентом трения, который может быть снижен еще более с помощью различных смазок. Смазка не только уменьшает коэффициент трения, а, следовательно, и требуемые усилия для открытия (закрытия) арматуры, но и герметизирует затвор.
Кран - «промышленная трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий орган имеет форму тела вращения или части его, который проворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной к направлению потока рабочей среды». Характерная особенность запорного устройства этого вида - постоянный контакт запорного органа с седлом. Это обусловливает относительно высокий коэффициент трения, который можно снизить с помощью уплотнительных смазок. К этой арматуре относятся шаровые краны, цилиндрические краны, конусные краны, распределительные краны.
Клапан (или по вышеуказанному стандарту недопустимый к применению термин «вентиль») - это «промышленная трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий орган перемещается возвратно-поступательно параллельно оси потока рабочей среды». Клапаны имеют незначительный коэффициент трения и требуют приводов небольшой мощности, однако изменение направления потока создает в них повышенное гидравлическое сопротивление. К ним относится запорный клапан - «клапан, предназначенный для перекрытия потока среды»;
Обратный клапан - «клапан, предназначенный для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды».
Обратный затвор - «затвор, предназначенный для предотвращения обратного потока рабочей среды».
К основным параметрам запорной арматуры относятся: номинальный (условный) проход DN, номинальное (условное) давление PN (МПа), температура рабочей среды К (°С), тип присоединения к трубопроводу, масса (кг).
1.2.4 Номинальный размер арматуры
Номинальный размер (условный проход) - один из параметров запорной арматуры. Под номинальным размером (условным проходом) понимают параметр, применяемый в трубопроводных системах в качестве характеристики соединений трубопроводов, фитингов и арматуры. Номинальный размер (условный проход) не имеет единицы измерения и приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, измеренному в миллиметрах, а в запорной арматуре - внутреннему диаметру присоединяемых концов.
Номинальный размер (условный проход) указывается с помощью обозначения DN и числового значения, выбранного из ряда, например, номинальный размер (условный проход) 200 обозначается: DN 200.
Условный проход обозначается Dy. Например, условный проход 100 мм выражается как Dy 100 .
«Проходная арматура» - «промышленная трубопроводная арматура, в которой рабочая среда не изменяет направление своего движения на выходе по сравнению с направлением ее на входе».
По форме и сечению проходного канала трубопроводную арматуру можно разделить на две группы: с полностью и частично открывающимися каналами.
«Полнопроходной арматурой»
называется «проходная арматура, у которой площадь сечения затвора равна или
больше площади входного патрубка». Она характеризуется очень незначительным
гидравлическим сопротивлением и обусловливает минимальную турбулентность
потока. Полнопроходными выпускаются клиновые и параллельные задвижки,
большинство шаровых и некоторые модели конусных кранов.
.2.5 Давление номинальное (условное)
Другим основным параметром соединений трубопроводов и арматуры является номинальное (условное) давление PN.
Давление номинальное (условное) устанавливается. Под номинальным (условным) давлением (PN) понимается наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 20 °С, при котором обеспечивается заданный срок службы соединений трубопроводов и арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности при температуре 20 °С.
Под рабочим давлением следует
понимать наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный
режим эксплуатации арматуры и деталей трубопровода.
.2.6 Типы соединений арматуры с трубопроводами
Соединение труб с аппаратом, сосудом или запорной арматурой может быть разъемным и неразъемным. К разъемному соединениям относятся муфтовые, цапковые и фланцевые, к неразъемным - «под приварку». Соединение «под приварку» - наиболее дешевый способ присоединения арматуры, так как для ее производства требуется мало материалов и самое простое оборудование. Сварное соединение достаточно надежно с точки зрения прочности и герметичности. Однако к арматуре, присоединяемой «под приварку», предъявляются особые требования: максимальный срок службы при минимальном (по числу и стоимости) текущем ремонте и свободный доступ к наиболее изнашивающимся узлам. Самым распространенным соединением арматуры с аппаратурой и трубопроводами является фланцевое. Размеры таких соединений, предназначенных для номинальных (условных) давлений от 0,1 до 20 МПа (от 1 до 200 кгс/см2).
Арматура с разъемным
соединением другого вида (муфтовая). Такой вид соединений применяется в двух
вариантах: резьбовая с внутренней (труба ввинчивается в арматуру) или наружной
(присоединительные концы арматуры ввинчиваются в трубопровод) резьбой и
присоединяемая быстросъемными накидными муфтами. Муфтовую резьбовую арматуру
применяют в том случае, когда в схеме монтажа предусматривается достаточное
пространство для работы с гаечным или газовыми ключами.
.2.7 Материалы для запорной арматуры