Розрахунок основного технологічного обладнання АГНКС

   Результати  розрахунку зведені в табл. 2.1.

                                                                                                            Таблиця 2.1

2.3. Визначення  параметрів газу за ступенями компресора

   Величина  абсолютної температури газу на боці всмоктування у I-й ступінь компресора приймається T₁= 288К (t₁= 15°С). До всіх наступних ступенів газ надходить після охолодження у міжступеневих охолоджувальних теплообмінниках. Величина температури газу на виході з теплообмінника приймається на 5…8°С вищою за величину температури охолоджувальної води. Таким чином, абсолютна температура газу на всмоктуванні для всіх ступенів, крім першого ступеня, визначається з простого співвідношення t_і= t_ох+(5…8) °С. Порядок розрахунку наведено в табл. 2.2.

                                                                                                            Таблиця 2.2

2.4. Визначення  об’ємних коефіцієнтів за ступенями

   Об’ємний коефіцієнт визначається за формулою

λ₀= ;                                                                                             (2.5)

   Відносна  величина мертвого простору для першого  ступеня a_I=0,05. Для наступних ступенів відносний мертвий простір збільшується через зменшення об’єму циліндрів і визначається

a_і = a_I+0,025*(і–1);                                                                                                      (2.6)

   Коефіцієнт  політропи розширення газу у мертвому просторі приймається такий самий, що й для процесу стиснення газу в робочому циліндрі ступеня. Вихідні дані і результати розрахунку об’ємних коефіцієнтів зведені в табл. 2.3.

                                                                                                                        Таблиця 2.3

Визначення  об’ємних коефіцієнтів

2.5. Визначення  робочих об’ємів всмоктувального газу за ступенями компресора

   Коефіцієнт  ефективності всмоктування для кожного ступеня

 0,9939;                                                                              (2.7)

0,9402;

0,9367;

0,9382;

0,9435;

   Для забезпечення заданої продуктивності компресора в умовах всмоктування необхідно, щоб робочий об’єм циліндра I ступеня відповідав продуктивності

3,65 м³/хв;                                                          (2.8)

   Робочий об’єм циліндрів наступних ступенів визначається за формулою

                                                                                       (2.9)

2,93 м³/хв;

2,47 м³/хв;

0,86 м³/хв;

0,28 м³/хв;

2.6. Вибір  типу і схеми компресора

   Оцінивши  усі отримані дані, прийнято рішення  застосувати опозитну дворядну базу компресора.

   Тип і схема компресора визначаються, в основному, розташуванням циліндрів  у просторі, кількістю рядів і  розміщенням ступенів у ряді.

   Горизонтальні компресори мають перед вертикальними  переваги:

- мала  висота, зручність експлуатації  та технічного обслуговування;

- можливість  встановлення в приміщенні малої  висоти;

- можливість  розміщення в одному ряду більшого  числа ступенів, що дає змогу  виготовити багатоступеневий компресор з малим числом рядів. Тому така схема найкраще підходить для вибраного типу компресора.

2.7. Вибір величини ходу поршня і частоти обертання

   Від величини ходу поршня s і частоти обертання n залежить швидкість руху поршня. Частота обертання вала компресора перевіряється за формулою

, об/хв, де k – коефіцієнт урівноваженості машини (приймається k= 50);

sn== = 169,7;                                                                                               (2.10)

   Швидкість руху поршня знаходиться за формулою

= 5,656 м/с;                                                                                  (2.11)

   Оскільки  sn=30c_ср, то діаметри циліндрів визначаються

0,165 м;                                                                (2.12)

0,148 м;

0,136 м;

0,08 м;

0,045 м;

   Із  співвідношення 0,4 визначається хід поршня

s= 0,165*0,4= 0,066 м;

   Після чого, частота обертання вала компресора

2571,2 об/хв;

2.8. Визначення споживаної потужності компресора і вибір двигуна

   Густина газу в початкових умовах перед входом до I ступеня

3,641 кг/м³;                                                          (2.13)

   Масова  продуктивність компресора в умовах всмоктування

= 0,23 кг/с;                                                                          (2.14)

   Внутрішній  напір ступеня компресора визначається

,                                                                                        (2.15)

=271,5 кДж/кг;

=266,5 кДж/кг;

=281 кДж/кг;

=278,6 кДж/кг;

=267 кДж/кг;

   Потужність, що споживає будь-який ступінь компресора, є добутком внутрішнього напору і  секундної масової витрати газу

,                                                                                                         (2.16)

=62,4 кВт;

=61,3 кВт;

=64,6 кВт;

=64 кВт;

=61,4 кВт;

   Потужність багатоступеневого компримування можна визначити

=313,858 кВт,  (2.17)

   Для визначення потужності на валу компресора приймаються =0,4; =1,1

=863,109 кВт. 
 
 
 
 

РОЗДІЛ 3.

РОЗРАХУНОК  РОБОТИ КОМПРЕСОРА І  АКУМУЛЯТОРНОГО БЛОКУ

   Швидке  заправлення газобалонних автомобілів  на АГНКС здійснюється від акумулятора  з початковим тиском газу =24 МПа і температурою =288 К. Заправлення автомобілів відбувається в умовах непрацюючих компресорів АГНКС, при цьому тиск газу в акумуляторі знижується до величини =21 МПа в умовах сталої температури . Після досягнення тиску відбувається автоматичний пуск компресорів АГНКС, які подають стиснений природний газ до акумулятора і підвищують у ньому тиск до початкової величини . Якщо геометричний об’єм акумулятора становить = 6 м³, то об’єм газу, який подається для заправлення газобалонних автомобілів з акумулятора і приведений до нормальних параметрів (=101,3 МПа і =273 К), розраховується з використанням рівняння стану природного газу за формулою

,                                                                                         (3.1)

   Критичні параметри природного газу при і

π== 0,021; υ= = 1,389;

   Використовуючи  формулу (1.8) коефіцієнт стиснення при і

Z₀ = = 0,9977;

   Отримані  результати підставляємо в (3.1)

= 169,76 м³;

   Об’єм заправки одного автомобіля q_зап=55 м³/авт.

   Кількість автомобілів за годину, яким необхідна  заправка

= 6 авт.;                                                                                              (3.2)

   Для забезпечення заправки n_авт автомобілів за годину загальна продуктивність компресорів має становити

,                                                                                                              (3.3)

220 м³/год < 55*6= 330 м³/год;

220 м³/год ≥ 55*4= 220 м³/год, приймається n_авт= 4;