Режим работы газопровода при отключении компрессорных станций или агрегатов

IX. Режим работы газопровода при отключении компрессорных станций или агрегатов

Нередко случается, что часть КС по тем или иным причинам не работает. Это бывает, например, в периоды слабого потребления газа (летом) на газопроводе, не имеющем подземных хранилищ, при авариях, в начальный период эксплуатации газопровода, когда станции вводятся в действие по очередям.

Рассмотрим сначала простейший случай: на газопроводе с однотипными и расположенными на одинаковых расстояниях станциями одна из них (х) вышла из строя. Очевидно, что пропускная способность их уменьшается. Ее можно найти из той же системы уравнений (5.63), но при этом надо учесть, что в точке х   р_Hx = р_Bx и поэтому в уравнении р²_Нх = a_хр²_вх — b_xQ², входящем в систему (5.63), следует принять a_x= 1 и b_x = 0. Тогда получим

                              (5.72)

или, если первой станции нет и давление газа, поступающего в начальный пункт газопровода, обозначить р_H1, то

                    (5.73)

Формула (5.72) или (5.73) позволяет сделать вывод, что чем меньше номер вышедшей из строя станции (х), тем сильнее снижается пропускная способность газопровода. Больше всего она снизится при отключении первой станции. Разделив (5.67) на (5.72) при х = 1, найдем. во сколько раз уменьшится пропускная способность газопровода при отключении первой станции:

Если , то

Рекомендуемые материалы

Выход из строя последней КС не оказывает существенного влияния на пропускную способность газопровода. В этом нетрудно убедиться. Положив в (5.72)   х = п, при достаточно большом п, когда

                  и               

получаем, что . Это—расход при условии, что давления р_в и р_н на всех станциях одинаковые.

Помимо формального вывода, вытекающего из (5.72) или (5.73), можно дать следующее объяснение снижению пропускной способности газопровода в зависимости от номера отключенной станции. Будем считать, что станция х + 1 делит газопровод на два участка: левый и правый. На левом участке снижение пропускной способности происходит из-за уменьшения числа действующих КС. При этом очевидно, что это уменьшение числа станций будет тем ощутимей, чем меньше их находится на рассматриваемом участке, т. е. чем меньше х.

Причина снижения пропускной способности газопровода на правом участке—уменьшение давления всасывания на станции х+ 1. Влияние уменьшения давления всасывания на снижение пропускной способности газопровода согласно (5.66) возрастает с увеличением числа станций. В рассматриваемом случае (на правом участке) число станций увеличивается при уменьшении левого участка, т.е. при уменьшении х. Следовательно, как и для левого участка, пропускная способность газопровода снижается тем сильнее, чем меньше х. При отключении двух станций х₁ и х₂ по аналогии с (5.72)

Таким же путем получаются формулы, определяющие расход при выходе из строя любого числа станций. Если на какой-либо КС работают не все, а лишь часть компрессорных агрегатов, то, обозначив для этой станции  а = а_х, и b = b_х из системы уравнений (5.63) можно получить

Вам также может быть полезна лекция "Рекламные кампании и создатели рекламы 20-ого века".

где y_x = b_x + cl

Теперь рассмотрим, как после отключения части или всех агрегатов на станции х изменятся давления р_B и р_H на предыдущих и последующих станциях. Примем всасывающий коллектор станции х (точка х) за конечный пункт левого участка газопровода. Линия падения давления, идущая от станции х—1, вследствие уменьшения расхода будет более пологой. Поэтому давление в точке х возрастет. Получается аналогия с рассмотренным выше увеличением давлений при уменьшении отбора газа. Поэтому давления р_B и р_H на станции х—1 увеличатся; на станции х—2 они возрастут в меньшей мере и т. д. Для правого участка, начинающегося от станции х + 1, аналогия будет со случаем уменьшения подачи газа на головную станцию: линия падения давления будет более пологой, давления на станциях понизятся. Давления р_B и р_H можно определить, переходя от станции к станции. Зная давление в конце газопровода, по формуле  р²_H = р²_K+clQ²  находим давление р_H на последней станции. Затем по формуле р²_H = aр²_в — bQ² или при помощи приведенных характеристик нагнетателей находим давление р_B. Далее таким же путем можно вычислить давления на всех остальных станциях. Если при нормальной работе газопровода давления р_H близки к допустимому р_д, то при отключении станции х необходимо провести регулирование, снижающее давление р_н на станции х—1 до допустимого давления р_д.

Возьмем участок, начинающийся от станции х—1. Вторая станция на этом участке отключена. Расход при условии, что давление на первой станции х—1 равно р_д, может быть определен по формуле (5.73), в которой сначала следует принять х = 2, а затем п надо будет заменить на п—(х—2). Получим, что наибольшее допустимое значение расхода при отключении станции

После определения расхода Q_xд решается вопрос о том, каким образом на станции х—1 может быть достигнуто давление р_д т. е. решается вопрос о регулировании. Наиболее экономичные способы регулирования — отключение агрегатов и изменение частоты вращения роторов.

Число агрегатов, которые должны быть отключены на станциях от первой до х—1 включительно, и частоту вращения роторов можно определить по приведенным характеристикам. При этом возможен целый ряд режимов работы, обеспечивающих на станции х—1 давление, равное р_д. Наилучшим из них будет тот, при котором давления поддерживаются на возможно более высоком уровне. В этом случае линии падения давления будут пологими, степени сжатия на станциях, а следовательно, и мощности, затрачиваемые на компримирование,— наименьшими.