МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вятский государственный университет» Политехнический институт Электротехнический факультет Кафедра «Электроснабжения» Контрольная работа №2 Вариант 12 (подпись) Киров 2025 Задание. Произвести расчёт и оценку энергоэффективности газоперекачивающих агрегатов и системной эффективности компрессорных цехов с электрическими и газотурбинными приводами газоперекачивающих агрегатов. Таблица 1 Исходные данные Вариант 12 nггпа, Nгт, Ni, ггпа Qтг , млн Wкэгпа , тыс. шт. МВт МВт м3 кВт·ч 5 12,5 11,5 21000 54500 ηдв 0,87 Агкц, млн м3·км 10900090 Решение. Показатели энергетической эффективности компрессорного цеха с газотурбинными агрегатами. Эффективная мощность на редукторе агрегата Ne Ni м Ni – мощность центробежных нагнетателей; ηм – механический коэффициент полезного действия центробежных нагнетателей. ηм=0,985. Ne 11500 11675,13 кВт . 0,985 Эффективный коэффициент полезного действия газотурбинной установки e Ne GТГ QН GТГ – массовый расход топливного газа. GТГ = 0,965 кг/с; QН – фактическая низшая теплота сгорания природного газа. QН = 32000 кДж/м3. e 11675,13 0,378 . 0,965 32000 Политропный коэффициент полезного действия центробежного нагнетателя пол k 1 1 k mT (k-1)/k = 0,2339 – температурный показатель политропы; mТ – показатель псевдоизоэнтропы. mТ=0,294. пол 0, 2339 1 0,795 . 0, 294 Коэффициент полезного действия газотурбинного газоперекачивающего агрегата ГГПА епол 0,378 0,795 0,301 . Удельный расход топливного газа одного газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом ГГПА ЕТГ 3600 3600 0,3738 м 3 / кВт ч . ГГПАQН 0,301 32000 Расход газа компрессорным цехом с газотурбинными агрегатами ГКЦ ГКЦ ГКЦ QСТН QТГГКЦ QТН nГГПАQТГГГПА QТН , ГКЦ QТН – объем природного газа, расходуемого на технологические нужды ГКЦ компрессорного цеха. QТН = 10 млн м3. ГКЦ QСТН 5 21000 10 105010 млн м3 . Удельный показатель эффективности расхода газа компрессорным цехом Э ГКЦ Г ГКЦ QСТН 105010 ГКЦ 1000 1000 9,634 м 3 / млн м 3 км . А 10900090 Расход топливно-энергетических ресурсов компрессорным цехом ГКЦ ГКЦ ГКЦ ВТЭР k г QСТН k ээWСТН QH ГКЦ ГКЦ QСТН k ээWСТН , 7000 kг, kээ – коэффициенты перевода газа и электроэнергии в условное топливо. kээ=0,325 т.ут/тыс. кВт·ч. ГКЦ ГКЦ WСТН – объем электроэнергии, расходуемой компрессорным цехом. WСТН =6100 тыс. кВт·ч. ГКЦ ВТЭР 32000 105010 0,325 6100 482028,21 т. ут . 7000 Удельный показатель эффективности расхода топливно-энергетических ресурсов компрессорным цехом ГКЦ ЭТЭР ГКЦ ВТЭР 482028,21 1000 1000 44, 222 кг. ут / млн м 3 км ГКЦ А 10900090 Показатели энергетической эффективности компрессорного цеха с электроприводными газоперекачивающими агрегатами. Коэффициент полезного действия электроприводного газоперекачивающего агрегата ЭГПА ПЧдв пу пол ηпч, ηдв, ηпу – коэффициент полезного действия преобразователя часто- ты, электродвигателя, редуктора. ηпч = 0,96, ηпу = 0,98; ЭГПА ПЧдв пупол 0,96 0,89 0,98 0,795 0,666 Удельный расход электроэнергии одним электроприводным агрегатом ЭГПА ЕЭЭ 1 ЭГПА 1 1,502 кВт ч / кВт ч 0,666 Объем электроэнергии, расходуемый электроприводами всех газоперекачивающих агрегатов WкЭГПА nWкЭГПА 5 46900 234500 тыс.кВт ч Объем электроэнергии, расходуемый компрессорным цехом с электроприводными агрегатами ЭКЦ WСТН 1,2WкЭГПА 1,2 234500 281400 тыс.кВт ч Удельный показатель эффективности расхода электроэнергии компрессорным цехом ЭКЦ ЭЭЭ ЭКЦ WСТН 281400 1000 1000 41,364 кВт ч / млн м 3 км КЦ А 6803000 Расход топливно-энергетических ресурсов компрессорным цехом ЭКЦ ЭКЦ ЭКЦ ВТЭР k г QСТН k ээWСТН QН ГКЦ ГКЦ QСТН k ээWСТН 7000 32000 10 0,325 234500 76258,2 т. ут 7000 Удельный показатель эффективности расхода топливно-энергетических ресурсов компрессорным цехом ЭКЦ ТЭР Э ЭКЦ ВТЭР 76258,2 КЦ 1000 1000 11, 209 кг. ут / млн м 3 км А 6803000 Результаты расчёта представлены в табл. 2. Таблица 2 Показатели энергоэффективности компрессорных цехов Расчетные показатели энергоэффективности газоперекачивающих агрегатов Значение Единица измерения ГКЦ ЭКЦ – 0,248 0,666 Удельный расход топливного газа ГГПА м3/кВт·ч 0,4536 – Удельный расход электроэнергии ЭГПА кВт·ч/ кВт·ч – 1,502 Удельный показатель эффективности расхода газа м3/млн м3·км 12,5 – Удельный показатель эффективности расхода электроэнергии кВт·ч /млн м3·км – 41,364 Удельный показатель эффективности расхода топливно-энергетических ресурсов кг у.т. /млн м3·км 57,416 11,209 Показатель Коэффициент полезного действия Из приведённого расчёта видно, что газоперекачивающие агрегаты с электроприводом имеют значительно более высокий коэффициент полезного действия, а на компрессорных станциях с такими агрегатами расход топливно-энергетических ресурсов существенно ниже.
