Розроблення математичної моделі для визначення ступеня підвищення тиску в нагнітачі природного газу

Abstract

Неможливість використання обчислювальної техніки при розрахунку режимів роботи компресорної станції магістрального газопроводу за допомогою класичних графічних характеристик ВНДІгазу вимагає необхідність використання аналітичних форм останніх. Проведено математичне моделювання процесу компримування газу в відцентровому нагнітачі компресорної станції з газотурбінним приводом. Досліджено залежності між ступенем підвищення тиску в нагнітачі від зведеної продуктивності та зведеної обертової частоти. На базі тричленної математичної моделі залежності ступеня підвищення тиску від зведеної продуктивності, яка побудована при номінальних значеннях зведених обертів, отримано універсальну модель, яка дає змогу обчислити ступінь підвищення тиску за будь-яких зведених обертів без складних перерахунків. Точність запропонованої моделі для найбільш поширених неповнонапірних та повнонапірних нагнітачів в діапазоні робочих зведених продуктивностей – не більша 2%, що не перевищує точності графічних побудов. Модель може бути використана при розрахунку режимів роботи компресорної станції.

It is impossible to use computer technology for calculation of operating modes of the main gas pipeline compressor station with the help of classic graphics performance of VNIIGAZ. Therefore it is necessary to use the analytical forms of the latter. The gas compression mathematical modeling in the centrifugal supercharger of the compressor station with the gas turbine drive was conducted. The dependencies of the gas pressure ratio in the supercharger on the reduced capacity and reduced rotation speed were studied. On the basis of the three-term mathematical model of the dependency of the gas pressure ratio on the reduced capacity, which was obtained at nominal values of the reduced rotations per minute, there was developed the universal model that allows to calculate the pressure ratio at any reduced rotations per minute without complicated recalculations. The suggested model accuracy for the most common full-head and non-full-head compressors in the range of the reduced operating capacities of not more than 2 %, which does not exceed the accuracy of graphic constructions. The model can be used for calculation of the compressor station operating modes.