Проект осевого компрессора для сжатия природного газа на магистральной газоперекачивающей станции с приводом от электродвигателя и одни

Кожухотрубные газоохладители представляют собой пучок труб, закрепленных в трубных дисках, и заключенных в общий кожух. При низком давлении газа коэффициент теплоотдачи от газа к трубе меньше, чем коэффициент теплоотдачи от трубы к воде. Поэтому воду направляют по трубам, а газ омывает трубы с внешней стороны, которая имеет большую поверхность и может быть оребренной. Коэффициент теплоотдачи от газа трубе  при поперечном обтекании выше, чем при продольном. Для осуществления поперечного тока газа в кожухотрубных охладителях устанавливают сегментные и кольцевые перегородки. При этом увеличивается путь газа при контакте с трубами и время контакта при обеспечении соответствующих скоростей обтекания. Расстояние между перегородками выбирают в приделах (0,25-0,5)D с постоянным уменьшением к выходу газа; при дисковых перегородках расстояние между ними составляет (0,1-0,25) D, где D-внутренний диаметр кожуха. Толщина перегородок выбирается в приделах 5-10 мм , для того чтобы обеспечить достаточную жёсткость и уменьшить износ трубок в перегородках. Для уменьшения истирания трубок о перегородки и предотвращения протечек труба-перегородка в отверстия перегородок в некоторых случаях устанавливают резиновые или пластмассовые втулки. Между трубным пучком и обечайкой-кожухом газоохладителя остается зазор, по которому газ может течь в обход труб и не охлаждаться. Установка боковых щитов устраняет эти протечки. В многотрубных охладителях  применяют трубы с небольшим диаметром (12-20 мм). Малый диаметр труб увеличивает площадь теплопередающий поверхности, приходящийся на единицу объема. В охладителях с поперечными перегородками используют гладкие или низкооребренные трубки. Размещение труб в трубных досках кожухотрубных газоохладителей выполняют по вершинам равносторонних треугольников в шамотном порядке или по вершинам равнобедренных треугольников. Шаг между трубками (1,3-1,5)d, где d-наружный диаметр трубки.  Расположение трубок по концентрическим окружностям или в коридорном порядке менее эффективно  при перечном обтекании трубок газом и применяется крайне редко.

Трубки закрепляют в трубных досках развальцовкой, склейкой эпоксидными смолами, пайкой или сваркой. Трубки, внутри которых течет вода, имеют меньшую температуру, чем кожух. Эта разница температур приводить к различному тепловому удлинению. В случае жесткого соединения пучка труб с корпусом могут возникнуть значительные напряжения в материале труб и кожуха. Поэтому, если разность температур труб и кожуха превышает 40-500, газоохладителях большой длины предусматривают компенсаторы тепловых расширений. Для этого трубный пучок жестко фиксируют с одной стороны, давая возможность этому пучку и кожуху расширятся независимо друг от друга. Кожухотрубчатые газоохладители выполняются вертикальными и горизонтальными. Охлаждаемый газ направляют сверху вниз, а поток воды, температура которой в охладителе повышается снизу вверх для того, чтобы избежать свободных потоков во встречном направлении.

Кожухотрубцатые  газоохладители могут быть изготовлены из труб с продольными ребрами. В таких конструкциях необходимо обеспечить хорошее равномерное омывание труб газом. Для этого вокруг каждой трубы устроен направляющий поток кожух.

Вследствие пульсирующего потока газа, характерного для некоторых видов компрессоров, гидравлические потери в охладителе больше чем при плавном потоке газа.  Поэтому газовый поток стремятся сгладить, для чего в газоохладителе устраивают, если возможно, специальные полости, играющие роль буферных емкостей. В газоохладителе одна половина емкости кожуха служит для гашения пульсации газа на входе в направляющие кожухи, другая на-выходе. Иногда в кожухатрубные газоохладители встраивают не только буферные емкости, но и влагомаслоотделители.

Кожухотрубные охладители высокого давления имеют ток газа внутри труб, так как при этом кожух не воспринимает высокого давления и его наделают толстостенным. С точки зрения теплопередачи, поток газа внутри трубок, где поверхность меньше, чем с внешней стороны, может быть оправдана тем, что при высоких давлениях коэффициенты теплоотдачи от газа трубе и от трубы к воде оказываются величинами одного порядка. Большее значение с точки зрения имеет увеличение скорости воды, омывающие трубки.

С годами кожухотрубные теплообменники стали наиболее широко применяемым типом аппаратов. Это обусловлено прежде всего надежностью конструкции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В результате проведенных расчетов и проектных работ, нами создан проект (на уровне эскизного) осевого компрессора с объемной производительностью по всасываемому газу 16 м3/с, числом оборотов  3000 об/мин и параметрами газов на входе и выходе в компрессоре: p=0,29 МПа, p=9 МПа, и t=26 0C .

В результате проведенных расчетов мы получили осевой компрессор со следующими характеристиками: число ступеней Z=11; теоретическая мощность на привод компрессора 3499,4 кВт; действительная мощность на привод компрессора 3931,9 кВт.

Для повышения эффективности работы компрессорных машин, снижения энергозатрат при получении сжатых газов, необходимо использовать новейшие достижения современной науки и техники. Это может быть достигнуто при повышении уровня подготовки инженерно-технических кадров в вузах и широком ознакомлении их с теоретическими и экспериментальными исследованиями, проводимыми в проф

ильных НИИ.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Ляшков В.И. Тепловые двигатели и нагнетатели: учебное пособие/ В.И. Ляшков. – Тамбов: Изд.-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009. – 124 с.
2. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры/ В.С. Черкаский. – Москва, 1984.
3. Селезнев К.П. Теория и расчет осевых и центробежных компрессоров/ К.П. Селезнев. - Ленинград: Изд.-во Машиностроение, 1978.
4. Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике/ Г.П. Панкратов. –Москва: Изд.-во - Высшая школа, 1986.
5. Абдурашитов С.А. Насосы и компрессоры/ С.А. Абдурашитов – Москва: Изд.-во - Высшая школа, 1974 .
6. Башта Т. М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы/ Т. М. Башта- Ленинград: Изд.-во Машиностроение 1982.