海洋石油工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)9-天然氣壓縮系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-13 11:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 mmTT 112 ?? ? （ 2360） 2T 也可由圖 2385 查得，只要將圖 2385 中的絕熱指數(shù) k 用多變指數(shù) m 代替即可。 2) 壓縮機(jī)的功率 （ 1） 往復(fù)式壓縮機(jī)。往復(fù)式壓縮機(jī)的理論功率可按下式計(jì)算 ]1[ 111 ??? ?kkak kVpN ? （ 2361） ? ?? ?211 2 11 aap pa ???? （ 2362） 式中 a? 為 包括進(jìn)、排氣閥壓力損失在內(nèi)的往復(fù)式壓縮機(jī)實(shí)際壓縮比， 1a 和 2a 由圖 2386查得。圖 2386 是根據(jù)空氣以及密度接近空氣的氣體，對(duì)活塞平均線速度為 出的，當(dāng)氣體的密度不同或活塞速度不同時(shí)，應(yīng)考慮修正。當(dāng)活塞平均速度改變時(shí)，圖中的 a值按下式修正： 2 ???????? mCaa （ 2363） 式中： mC —— 壓縮機(jī)的活塞速度， m/s。 圖 2386 不同壓力下的相對(duì)壓力損失系數(shù) 8 當(dāng)氣體的密度和空氣相差較遠(yuǎn)時(shí)， a 值按下式修正： ???????? ?aa （ 2364） 式中： ? —— 實(shí)際氣體的密度， 為空氣的密度值。 往復(fù)式壓縮機(jī)的實(shí)際功率消耗 sN 可按下式計(jì)算 cgsNN ??? （ 2365） 式中： g? —— 機(jī)械效率，大中型壓縮機(jī) g? 為 ~，小型壓縮機(jī) g? 為 ~； c? —— 傳 動(dòng)效率，皮帶傳動(dòng) c? 為 ~，齒輪傳動(dòng) c? 為 ~，直聯(lián) c? 為 。 選擇原動(dòng)機(jī)的功率 dN 時(shí)，應(yīng)考慮留 10%~25%的裕量，即 ssd NNN ~? 。 （ 2） 離心壓縮機(jī)。 ① 多變能量頭。對(duì)壓縮機(jī)來說，能量頭的概念相當(dāng)于泵的揚(yáng)程的概念。離心壓縮機(jī)的多變能量頭按下式計(jì)算： ??????????????????????111121 mmp ppZR Tmmh （ 2366） 式中： ph —— 多變能量頭， kg?m/kg； Z —— 壓縮系數(shù)； R —— 氣體常數(shù)， ?m/（ kg?K）； 1p 、 2p —— 進(jìn)、出口壓力， kPa。 ② 馬赫數(shù) 。馬赫數(shù)是氣流速度和氣體音速的比值，按下式計(jì)算： 12gkRTuM h ? （ 2367） 式中： hM —— 馬赫數(shù)； 2u —— 葉輪圓周速度， m/s； k —— 氣體絕熱指數(shù)； g —— 重力加速度， ； R —— 氣體常數(shù)， kg?m/（ kg?k）； 1T —— 氣體入口溫度， K。 在給定介質(zhì)的情況下，葉輪轉(zhuǎn)速越高則馬赫數(shù)越大。馬赫數(shù)的變化會(huì)對(duì)離心壓縮機(jī)的性能產(chǎn)生很大影響，是壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)。 ③ 離心壓縮機(jī)的功率。離心壓縮機(jī)的功率用以下方法計(jì)算。 理論功率： 9 pmmppmmVpN ? ??????????????????????1101 11211 （ 2368） 式中： p? —— 多變效率。 離心壓縮機(jī)的實(shí)際消耗功率（ sN ）為： cgsNN ?? ?? （ 2369）g? 為機(jī)械效率，一般遵從下列原則： N2020kW g? =97%~98% N=1000~2020kW g? =96%~97% N1000kW g? =94%~96% c? 為傳動(dòng)效率，直拉接傳動(dòng) c? =；用齒輪增速箱傳動(dòng)時(shí)， c? =~。 3) 壓縮機(jī)的中間冷卻。 當(dāng)工藝上要求的壓縮比很大時(shí)，需要進(jìn)行中間冷卻。第一段壓縮后的氣體經(jīng)過冷卻后，再 進(jìn)入第二段壓縮，這樣可以降低氣體出口溫度，減少功率消耗。對(duì)于往復(fù)式壓縮機(jī)，采用中間冷卻可以避免氣缸溫度過高，超過潤滑油的閃點(diǎn)。對(duì)于離心壓縮機(jī)，隨著各級(jí)進(jìn)口溫度的升高會(huì)使各級(jí)壓縮比下降。因此，一般在壓縮比較大時(shí)，都采用中間冷卻。 采用多段壓縮后，當(dāng)壓縮機(jī)的各段入口溫度相同以及各段壓縮比相同時(shí)，壓縮機(jī)的理論消耗功率如下。 （ 1） 絕熱壓縮。 ]1[ 111 ????? ??kBkk kVpBFN ? （ 2370） 式中： F —— 中間冷卻器壓力損失校正系數(shù)，對(duì)于二段壓縮， F =；三段壓縮， F =； B —— 壓縮段數(shù)； ? —— 總壓縮比。 （ 2） 多變壓縮 pkBkkkVpBFN ? ? ]1[111 ???????? （ 2371） 式中符號(hào)同前， p? 為多變率 。 3．真空氣體壓縮計(jì)算 1) 溫升 真實(shí)氣體的絕熱指數(shù) vp CCk /? 。真實(shí)氣體的壓縮遵從以下關(guān)系：
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