Файл: Содержание 4 Введение 5 технологическая часть 6.doc

Аппарат воздушного охлаждения представляет собой рекуперативный теплообменник, в котором природный газ охлаждается атмосферным воздухом. Аппарат состоит из:

1. Теплообменных трубчатых секций, образующих теплообменную поверхность; 2. Вентиляторов с приводом; 3. Аэродинамических элементов;

4. Узлов регулирования.

В связи с тем, что Т_наг = 301,6 К для обеспечения температурного режима, удовлетворяющего нормальной работе изоляционного покрытия труб линейного участка непосредственно за КС, нам необходимо охлаждение газа после компремирования в аппаратах воздушного охлаждения (АВО).

На КС "Орша" принята параллельная схема включения аппаратов воздушного охлаждения и предусматривается установка АВО типа АВЗ Ж-64-Б1-В3Т. Расчет системы охлаждения газа на КС выполнен при условиях максимальной пропускной способности каждого участка газопровода и максимально возможной температуре окружающего воздуха, равной 35 °С.

Таблица 6. Техническая характеристика АВО типа АВЗ Ж-64-Б1-В3Т

Рабочее давление	МПа	6,4
Поверхность теплообмена	м2	884
Внутренний диаметр труб	м	0,036
Длина труб	м	6,0
Число рядов труб	шт.	6
Число ходов	шт.	1
Коэффициент оребрения		20,0
Площадь сечения наиболее узкого участка	м2	64,26

Исходные данные:

Суточная производительность КС: Q_сут=39.18 млн.м³/сут.

Температура газа до АВО: T₁=301,6 К

Температура газа после АВО: T₂=293 К

Температура воздуха: = T₀+2=278+2=280 К

Относительная плотность газа по воздуху: =0,636

Критическое давление газа: Р_КР=4,43 МПа

Критическая температура газа: Т_КР=195 К

Теплоемкость газа: С_Р1

---

=2,306103 Дж/кгК

Коэффициент динамической вязкости: ₁=99,07610^-7 Пас

Коэффициент теплопроводности газа: ₁=0,031 Вт/мК

Теплоемкость воздуха: С_Р2=1,00510³ Дж/кгК

Коэффициент динамической вязкости воздуха: ₂=1710^-6 Пас

Коэффициент теплопроводности воздуха: ₂=0,0243 Вт/мК

Определение мощности теплового потока, отведенного от газа в теплообменной секции АВО [15]:

(63)

где: M₁ – массовый расход газа;

(64)

(65)

(66)

Температура газа на выходе из АВО при номинальной производительности вентилятора:

(67)

где: М₂ – массовый расход воздуха;

(68)

Q₂ – расход воздуха, нагнетаемого двумя вентиляторами;

(69)

Средняя логарифмическая разность температур (уравнение Грасгофа)

(70)

где: ₁ и ₂ – начальная и конечная разность температур;





Et – поправочный коэффициент, учитывающий отличие схемы движения теплоносителей в АВО (однократный перекресток) от противотока. Et = f(P,R); [16].





Тогда: Et =0.61

(71)

Определение коэффициента теплопередачи:

(72)

Коэффициент теплопередачи от газа к внутренней поверхности трубок АВО:

---

(73)

Re₁ – число Рейнольдса;

(74)

U₁ - скорость движения газа в теплообменных трубках АВО;

g₁ – плотность газа;



(75)



Z – коэффициент сжимаемости;

(76)

P = 0,05МПа – потери давления газа;







М₁ = g₁U₁f_ВН ⇒

(77)

где: n_АВО – число АВО; n₀ – число секций; n_ТР – число оребренных трубок;

(78)

d_ВН – внутренний диаметр трубки;

Тогда:



Тогда:



P_r1  число Прандтля;

(79)

Тогда коэффициент теплопередачи:



Коэффициент теплопередачи от наружной поверхности к воздуху находится по уравнению:



N_U2 – число Нусселета;

(80)
d_H – диаметр оребренной трубки; d_H = 0,060м;

S – шаг ребра; S= 0,0036м;

h – высота ребра; h = 0,0135м;



U₂ – скорость движения воздуха;

(81)

F_УЗ – площадь поперечного сечения наиболее узкого участка;

---

F_УЗ = 64,26м2 [16]



Тогда:



Тогда:



Коэффициент теплопередачи от наружной поверхности к воздуху:

(82)

Коэффициент теплопередачи от газа в окружающее пространство:





 толщина стенок трубок теплообменного аппарата=12мм.

Тогда:

(83)

Необходимая поверхность теплопередачи, приходящейся на 1 аппарат:



; (84)



Условие выполняется.

Таким образом, 3 аппарата воздушного охлаждения обеспечивают охлаждение заданного объема газа до нужной величины. С учетом расчетов устанавливаем на КС "Орша" 3*3 = 9 аппаратов воздушного охлаждения газа типа АВЗ Ж-64-Б1-В3Т.

1.23 Технологический расчет пылеуловителя

Для очистки газа перед компремированием на КС "Орша" используются сухие пылеуловители циклонного типа ГП 426.00.000., сухие пылеуловители циклонного типа, на рабочее давление 5,5 МПа эффективностью очистки по твердой фазе с размером частиц: 5 – 10 мкм – 10 %; 20 – 40 мкм – 85 %;

Сухой циклонный пылеуловитель представляет собой аппарат цилиндрической формы с встроенными в него 5-ю циклонами типа ЦН-15 диаметром 600 мм. закрепленных неподвижно на нижней решетке сосуда. Циклонный элемент состоит из корпуса трубы диаметром 600x5 винтового завихрителя, трубы выхода очищенного газа и дренажного конуса. Нижняя часть аппарата является сборником примесей. Газ поступает через боковой верхний входной патрубок в распределитель, к которому приварены своими входными патрубками звездообразно расположенные циклоны, которые закреплены неподвижно на нижней части решетки. Отсепарированная жидкость и твердые частицы по дренажному конусу циклона попадают в грязевик.

---

Исходные данные:

Q_сут = 39,18 млн.м³/сут.; Р_в= 4.48 МПа; Т_в=284 К; p_вх=38.16 кг/м³;

Секундный расход газа при заданных условиях 17:

(85)

где Р_ст, Т_ст – соответственно давление и температура при стандартных условиях;

Перепад давления в сепараторе:

(86)

Р_в, W_в – соответственно давление и скорость газа во входном патрубке пылеуловителя;

 - коэффициент сопротивления, отнесенный ко входному сечению и равный 24 17;

Условная скорость газа в корпусе циклонного элемента:

(87)

 - коэффициент гидравлического сопротивления циклонного элемента;  = 135.

Рабочий объем газа, проходящий через один циклонный элемент:

(88)

d – диаметр циклонного элемента пылеуловителя; d = 0.052 м;



В циклонном пылеуловителе размещено 189 циклонных элементов.

Общий расход газа через один пылеуловитель:

(89)

Для заданного количества газа расчетное число пылеуловителей:



Принимаем к установке 2*3=6 циклонных пылеуловителей типа ГП 426.00.000.


1.24 Механический расчет пылеуловителя

Расчет остаточной прочности корпуса пылеуловителя

циклонного

Техническая характеристика:

Внутренний диаметр корпуса, мм ……………………...................….2000

Толщина стенки обечайки исполнительная, мм …….......................…..45

Толщина стенки днища исполнительная, мм …………..........................48

Длина днища, мм………………………………………..................……658

Высота корпуса, мм………………………………................…………6600

Давление, МПа:

Рабочее, Р_раб ………………………………....................…………5,5

Расчетное, Р ……….....................………………………………....5,5

Пробное, Р_пр ………………………....................…………………6,9

Температура, С:

Рабочая, t_раб …………...........………………..……………....-40+60

---