Вопросы термодинамического анализа эффективности рабочего процесса дожимных газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. Часть

Abstract

В работе представлены основы методики анализа эффективности рабочего процесса газоперекачивающих агрегатов (ГПА) природного газа, оснащенных газотурбинными приводами, центробежными компрессорами (ЦК) с однокаскадным и двухкаскадным сжатием, системой охлаждения компримируемого газа, а также технологическим контуром и рядом вспомогательных систем. Анализ рабочего процесса агрегата как сложной энерготехнологической системы выполнен с учетом различного конструктивного исполнения и разнокачественных энергетических превращений в основных элементах агрегата. Используется эксергетический метод с применением I и II законов термодинамики и с соблюдением массового, мощностного и эксергетического балансов. В качестве показателя уровня термодинамического совершенства ГПА и его элементов применяется эксергетический КПД. Оценка величины потерь выполнена с использованием понятий эксергия «топлива» и «продукта». Потери эксергии разделяются на две составляющие: деструкция эксергии и потери эксергии, связанные с наличием теплового взаимодействия анализируемого элемента с окружающей средой. Анализ рабочего процесса агрегатов рассмотрен применительно к ГПА типа ТКА-Ц-6,3А мощностью 6,3МВт, создаваемых на основе газотурбинных двигателей типа Д-336 конструкции ЗМКБ «Ивченко-Прогресс», ЦК и других систем агрегата конструкции ПАО «Сумское НПО».

Наведені основи методики аналізу ефективності робочого процесу газоперекачувальних агрегатів (ГПА) природного газу, оснащених відцентровими компресорами (ВК) з одно- і двокаскадним стисненням. Методика розроблена на основі ексергетичного методу з використанням ексергетичного коефіцієнта корисної дії як показника рівня термодинамічної досконалості ГПА і його елементів. Оцінка величини втрат виконана з використанням понять ексергія «палива» і «продукт». Аналіз робочого процесу агрегата розглянуто стосовно ГПА типу ТКА-Ц-6,3А потужністю 6,3МВт, що створюються на основі двигунів типу Д-336 конструкції ЗМКБ «Івченко-Прогрес» і ВК конструкції ПАТ «Сумське НВО»

The analysis procedure for operating process efficiency of natural gas turbo-compressor packages (GPA) equipped with gas turbine drives, centrifugal compressors (CC) with single- and double-stage compression, cooling system of gas to be compressed, as well as process system and some auxiliary systems is presented in this work. The package operating process analysis as a complex energo-technological system has been madetaking into account different designs and affine energy conversion in the main components of the package. It is used the exergy method with the application of the I and II laws of thermodynamics and keeping mass, powerand exergy balances. Exergy efficiency is used as the index of thermodynamic sophistication level of GPA and its component parts. Analysis of losses value has been made using the terms exergy of “fuel” and “product”. Exergylosses are divided into two components: exergy destruction and exergy losses connected with thermal interference of analyzed element with ambient medium. The GPA operating process analysis has been considered asapplied to GPA of TCA-C-6,3A type with power 6,3 MW based on gas turbine engines of D-336 type designed by “Ivchenko-Progress” ZMBK, CC and other systems of the package designed by Sumy NPO PJSC.