Визначення ефективності роботи газо-перекачувального агрегату компресорної станції за даними її експлуатації

Анотація

У статті вперше проведено аналіз ефективності роботи газоперекачувального агрегату компресорної станції за даними її експлуатації на основі розгляду газодинамічних процесів, що відбуваються в робочому колесі нагнітача в процесі переміщення природного газу вздовж нього. За робочими параметрами приводу ГПА та нагнітача визначено граничні режими та можливість роботи багатоступеневої компресорної станції газового родовища на пізній стадії його експлуатації при низьких пластових тисках, що дасть можливість провести комплекс заходів по підбору обладнання та вибору режимів роботи ГПА. Реалізація заходів дозволяє мінімізувати негативний вплив роботи ГПА на навколишнє середовище та оптимізувати матеріальні та грошові затрати на транспортування природного газу.

На основі представленого алгоритму розроблено методику розрахунку ефективності роботи газо-перекачувального обладнання другого ступеня компресорної станції, що перекачує газ власного видобутку з групи газових родовищ на пізній стадії їх експлуатації в магістральний газопровід. В якості апробації запропонованої методики розглянуто диспетчерські дані роботи другого ступеня компресорної станції в двох варіантах: робота з одним та двома ГПА. Результати розрахунку надано у відповідних таблицях.

Зроблено висновок, що не зважаючи на те, що тиск на вході є порівняно невисокий, а проточна частина нагнітача семиступінчаста, робота сил тертя та робота теплових сил в робочому колесі нагнітача є порівняно незначними у порівнянні з адіабатною роботою, яка безпосередньо використовується для стиснення природного газу. Конструкція та геометричні розміри, кількість лопаток для кожного ступеня нагнітача, виходячи з умов експлуатації, підібрані вдало. Індикаторний коефіцієнт корисної дії нагнітача дорівнює 71%. Витрата паливного газу приводу нагнітача для перекачки 1000 м³ при цьому становить 17 м³.

При роботі компресорної станції з двома ГПА продуктивність одного нагнітача зменшилася до 75 тис м³/годпри середній продуктивності компресорної станції 150 тис м³/год. Степінь стиснення газу при цьому збільшився до =3,2, а показник політропи зменшився з 1,44 до 1,34. Робота сил тертя та робота теплових сил є ще меншою у порівнянні з адіабатною роботою, а індикаторний коефіцієнт корисної дії нагнітача збільшився до85%. Отже, робота компресорної станції з двома ГПА є ефективнішою, ніж з одним.

Однак витрата паливного газу приводу нагнітача для перекачки 1000 м³ при роботі компресорної станції з двома ГПА становить 23 м³, а ефективна потужність на валу нагнітача - 3750 кВт, що значно менше номінального значення. Це свідчить про те, що ефективна робота паралельно двох нагнітачів неможлива за недостатньої продуктивності родовища природного газу. При цьому збільшується обсяг паливного газу, що призводить до збільшення викидів оксиду вуглецю в атмосферу. Тому для ефективної роботи компресорної станції в цілому, необхідно виконати реконструкцію першого ступеня з метою збільшення її продуктивності та підвищення величини робочого тиску на вході в нагнітачі другого ступеня компресорної станції