Модернизация компрессорного цеха Можгинского ЛПУМГ г. Можга Удмуртской Республики

Введение……………………………………………………………….….8
1. Характеристика объекта………………………………………………….10
1.1 Характеристика компрессорного цеха………………………………13
2. Устройство и принцип работы ГПА-16 «Волга» и его составных частей……………………………………………………………………....13
2.1 Устройство агрегата…………………………………………………..13
2.2 Описание конструкции нагнетателя…………………………………14
3. Термогазодинамический расчет сжимаемого газа в нагнетателе……...16
3.1 Расчет рабочих колес………………………………………………....20
3.2 Расчет диффузоров……………………………………………………34
3.3 Расчет поворотного колена и обратно-направляющего аппарат......37
3.4 Расчет кольцевой камеры…………………………………………….41
3.5 Расчет нагнетательного патрубка и параметров газа в конечном сечении………………………………………………………………...42
3.6 Расчет мощности сжатия газа и внутренних КПД компрессора…..43
3.7 Параметры газа в характерных сечениях…………………………...44
4. Расчет осевых сил…………………………………………………………45
4.1 Составляющие осевой силы………………………………………….45
4.2 Определение осевых сил действующих на рабочие колеса………..47
5. Расчет критических частот ротора………………………………………50
5.1 Теоретические основы………………………………………………..50
5.2 Метод расчета и подготовка исходных данных………………….....50
5.3 Определение запаса по критическим частотам ротора………….…51
6. Система автоматического управления (САУ) агрегата………………...53
7. Экономическое обоснование проекта…………………………………...55
7.1 Обоснование технической целесообразности предлагаемого варианта установки………………………………………………...…55
7.2 Расчет себестоимости проектируемого нагнетателя на заводе-изготовителе…………………………………………………………..56
7.3 Расчет сопутствующих капитальных затрат………………………..56
7.4 Расчёт годовых затрат на техническое обслуживание……………..57
7.5 Определение экономической эффективности использования проектируемой установки на основе жизненного цикла установки……………………………………………………………...60
8. Обеспечение производственной и экологической безопасности…...…63
8.1 Характеристика производственной, промышленной и экологической опасности нагнетателя НЦ 16-76/1,6………………63
8.2 Обеспечение электробезопасности………………………………….65
8.3 Производственная санитария и гигиена труда…………………...…66
8.4 Противопожарная профилактика……………………………………68
Список чертежей проекта…………………………………………………...70
Заключение…………………………………………………………………...71
Список использованных источников ………………………........................73
Приложение А………………………………………………………………..76
Приложение Б………………………………………………………………..78

Весь текст будет доступен после покупки

Компрессорные станции (КС) являются ключевым элементом газотранспортной системы. Их основная задача — обеспечить необходимое давление для транспортировки природного газа по магистральным трубопроводам, осуществляя приём, сжатие и отправку газа в сеть. Надежная работа КС гарантирует:
• стабильную поставку энергоресурсов конечным потребителям,
• поддержание заданных параметров функционирования газотранспортной сети,
• экономическую целесообразность эксплуатации трубопроводов.
Сегодня большая часть существующих компрессорных станций оснащена оборудованием, которое физически и морально устарело. Такое положение вызывает ряд серьёзных недостатков:
• Высокие энергозатраты: процесс компримирования газа остаётся крайне энергоёмким процессом.
• Потеря ресурса газа: наблюдаются значительные потери вследствие износа уплотнительных элементов, утечек и неоптимальной организации рабочих режимов.
• Низкий коэффициент полезного действия (КПД): оборудование со временем ухудшается, увеличивая потребление топлива и электроэнергии.
• Повышенный риск поломок: увеличенный износ увеличивает вероятность внезапных аварийных ситуаций.
При увеличении объемов транспортируемого газа и растущих требованиях экологии данные недостатки приобретают особую остроту.
Одной из важнейших задач модернизации КС становится обновление нагнетательного оборудования, направленное на изменение уровня повышения давления. Такая мера позволит достичь следующего эффекта:
1. Сокращение количества компрессорных станций вдоль трассы газопровода без уменьшения пропускной способности трубопровода. Изменяя степень повышения давления, можно увеличивать дистанцию между соседними КС, уменьшая финансовые вложения на новое строительство и эксплуатацию.
2. Уменьшение операционных расходов: сокращение числа станций ведет к экономии ресурсов на техническое обслуживание, ремонт, электроэнергию и топливо, также снижается потребность в персонале и логистических затратах.
3. Улучшение энергоэффективности: новые нагнетательные устройства с оптимальной степенью повышения давления функционируют эффективнее, снижая энергетические затраты на процессы компрессии.
4. Экологическая выгода: меньшее количество работающих станций и снижение потребления энергии уменьшает выбросы вредных веществ в атмосферу.
5. Повышение надежности всей системы: внедрение современного нагнетательного оборудования с высоким уровнем готовности и встроенными системами мониторинга снижает вероятность незапланированных остановок и сбоев.
Задача настоящей бакалаврской работы направлена на проведение модернизации компрессорной площадки. Основными этапами выполнения работы являются:
1. Анализ текущего состояния компрессорного цеха и действующих режимов работы нагнетательных устройств.
2. Изучение технических подходов к изменению степени повышения давления в нагнетателях и оценка их применимости для исследуемого объекта.
3. Проведение расчётных исследований и моделирования новых условий эксплуатации.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Характеристика компрессорного цеха
Компрессорный цех оборудован газоперекачивающими агрегатами (ГПА) с газотурбинными двигателями и центробежными нагнетателями. Основное назначение цеха — обеспечение процесса компримирования и последующей транспортировки природного газа по магистральному газопроводу.
Основное оборудование процессы.
Очистка газа.
Осуществляется в специальных пылеуловителях марки ГП 144, удаляющих механические частицы и капельно-жидкую фазу для защиты последующего технологического оборудования от повреждений и коррозионных воздействий.
Компримирование газа.
Производится с помощью центробежного нагнетателя НЦ 16 76/1,44. Параметры нагнетателя:
• Конечное давление: 76 кгс/см?;
• Отношение давлений: 1,44;
• Мощность привода: 16 МВт.
ОХЛАЖДЕНИЕ ГАЗА
Реализуется в аппаратах воздушного охлаждения (АВО):
• Количество секций АВО: 16 шт.;
• Основная цель: охлаждение газа после процесса сжатия.
Системы безопасности.
Компрессорный цех оснащен многоуровневой системой пожаротушения:
• Газовая система локализации пожара расположена непосредственно под кожухом двигателей ГПА, предназначена для оперативного устранения очагов горения.
• Порошковая система размещена в галереях нагнетателей.
• Пенная система установлена в машинном зале для ликвидации масштабных пожаров.
Система управления.
Используется автоматизированная система управления газоперекачивающим агрегатом (САУ ГПА «Неман Р»), обеспечивающая:
• Дистанционное управление запуском и остановкой ГПА;
• Контроль основных технологических параметров (температура, давление, вибрации);
• Функциональную защиту и диагностику неисправностей;
• Регулирование режима работы агрегата.
Электроснабжение.
Получается от внешней электрической сети через воздушные и кабельные линии электропередачи. Источником служит понижающая электрическая подстанция.
Распределение энергии осуществляется через закрытые распределительные устройства (ЗРУ), оборудованные автоматическими устройствами отключения и резервирования:
• Воздушные или масляные выключатели;
• Две секции с секционным переключателем для резервирования.
Резервное питание обеспечивается автоматической дизельной электростанцией (АДЭС КАС 500) номинальной мощностью 500 кВт, предназначенной для непрерывного снабжения энергией ключевых потребителей при отказе основного электроснабжения.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Термогазодинамический расчет центробежных компрессоров: Уч. пособие/ сост. А. В. Палладий , С. Л. Фосс – КХТИ: Казань, 2007.-128с.
2. Расчет осевых сил и критических частот ротора центробежного компрессора /методические указания/ сост. А. В. Палладий. – КХТИ: Казань, 1999. - 24с.
3. Поспелов Г. А., Биктанова Р. Г., Галиев Р. М. Руководство по курсовому и дипломному проектированию по холодильным и компрессорным машинам. - М: Машиностроение, 1986. - 263с.
4. Ржавин Ю. А. Осевые и центробежные компрессоры двигателей летательных аппаратов. - М: Московский авиационный институт, 1995. - 343с.
5. Практические занятия по газовой динамике: Уч. пособие/ сост. В. А. Максимов, И. А. Райзман. – КХТИ: 1986. - 47с.
6. Сафиуллин А. Г., Хадиев М. Б., Максимов В. А. Экспериментальные исследования регулирования газодинамических характеристик ступеней центробежных компрессоров изменением углов установки лопаток входного направляющего аппарата и лопаточного диффузора. - Казанский Государственный Технологический Университет: Казань, 2003. – 52с.
7. Скубачевский Г. С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет. - М.: Машиностроение, 1965. – 445с.
8. Максимов В. А., Хадиев М. Б., Хисамеев И. Г., Галиев Р. М., Бесконтактные уплотнения роторов центробежных и винтовых компрессоров. – КГТУ: Казань, Фэн, 1998. - 295с.
9. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Уч. пособие для техн. спец. вузов. – 7-е изд., испр. – М.: Высш. Шк., 2001. – 447.: ил.

Весь текст будет доступен после покупки