А. Расчет режима работы нагнетателей первой ступени сжатия

1. Определение параметров газа на входе нагнетателей первой ступени сжатия

где Т_в1 и Т_вх - температура газа на входе нагнетателей первой ступени и на входе КС; Р_в1 и Р_вх - давление га­за на входе нагнетателей и КС, МПа; ΔР_вх - потери давления во входных технологических коммуникациях КС, МПа.

2. Расчет характеристик газа при условиях на входе в нагнетатели

где R - газовая постоянная, транспортируемого газа, Дж/кг К; Δ - относительная плотность газа по воздуху; ρ_н и ρ_воз - плотность газа и воздуха при стандартных условиях (20°С и 760 мм рт.ст.), кг/м³; Р_в1 -давление на входе нагнетателя первой ступени сжатия, МПа; ρ_{в1 -} плотность газа при условиях всасывания, кг/м³; Z₁ - коэф­фициент сжимаемости газа при условиях всасывания.

3. Определение объемной производительности нагнетателя в м³/мин

где Q - производительность нагнетателя, м³/сут; Q_кс - производительность КС, м³/сут; К- количество парал­лельно работающих нагнетателей.

4. Определение допустимого интервала изменения числа оборотов ротора нагнетателя

а) из условия экономичности работы нагнетателя

б) из условия соблюдения правил технической эксплуатации газотурбинного привода нагнетателя

где n_н - номинальная частота вращения ротора нагнетателя, об/мин; Q_пр.min и Q_пр.max - минимальное и максимальное значения Q_пр, соответствующее зоне приведенной характеристи­ки с η_пол≥0,8; n_Tmin и n_Tmax - минимально и макси­мально допустимые значения частоты вращения вала силовой турбины; i - передаточное число редуктора, соединяющего вал силовой турбины (ТНД) с валом нагнета­теля.

Для нагнетателей с электроприводом, имеющим постоянную частоту вращения ротора, данный пункт расчета опускается.

5. Определение потребной частоты вращения ротора нагне­тателя.

Для обеспечения нагнетателю оптимальных условий работы частота вращения его ротора додана быть равной или близкой n_н. Значения n, отличающиеся от n_н. следует назна­чать лишь при невыполнении одного из условий (4.20) и (4.21) при n = n_н. Во всех случаях n должно находится в интервале, одновременно удовлетворяющему допустимым интерва­лам изменения n , определенным в п. 4.

Для электроприводных нагнетателей с постоянной частотой вращения ротора двигателя n = n_н.

6. Определение приведенной производительности нагнета­теля

7. Расчет приведенного числа оборотов ротора нагнета­теля

где Z_пр, R_пр, T_пр - параметры газа с приведенной характе­ристики; размерность R_пр – Дж/(кг К).

8. Проверка удаленности режима работы нагнетателя от границы помпажа.

Нагнетателю гарантируется безпомпажная работа при соблюдении неравенства

где - значение Q_пр из приведенной характеристики, соответствующее максимуму зависимости ε-Q_пр для рассматриваемого значения (п/п_н)_пр а при отсутствии максимума у зависимости ε-Q_пр -минимальному значению Q_пр из при­веденной характеристики.

9. Определение степени сжатия нагнетателе ε и относительной приведенной внутренней мощности нагнетателей (N_i/ρ_н)_пр по приведенной характеристике нагнетателя.

10. Расчет мощности, потребляемой нагнетателем

11. Определение потребной мощности для привода нагне­тателя

где η_М - механический к.п.д. нагнетателя и редуктора (если имеется); для электроприводных ГПА должен приниматься равным 0,96, для газотурбинных - определяться по приложе­нию.

Рассчитываемый режим работы нагнетателей принимается окончательно при соблюдении условий (4.20) и (4.21). При не­выполнении данных условий следует задаться новым значением n с учетом п. 5 либо использовать другие методы регулирова­ния и расчет режима работы повторить.

При невыполнении условий (4.20) и (4.21) для электроприводных нагнетателей N следует уменьшить доступными при электро­приводе методами регулирования режима работы нагнетателя.

12. Расчет параметров газа на выходе нагнетателей пер­вой ступени сжатия

где P_н1 и T_н1 - давление и температура газа на выходе нагнетателей первой ступени сжатия, МПа и К соответственно.