Введение…………………………………………………………………………
1. Глава 1 Обзорный анализ методов и технологий адаптации основного и вспомогательного оборудования компрессорных установок и станций к нестабильным условиям эксплуатации ……………..………..…….……..
1.1 Классификация компрессорных установок и станций, нестабильных условий эксплуатации, методов и технологий адаптации компрессорного оборудования к изменяющимся режимным параметрам……….………..…….
1.1.1 Классификация объектных уровней компрессорного оборудования и систем ………………………………………………………………………….…
1.1.2 Классификация внешних факторов, изменение которых влияет на необходимость выполнения работ по адаптации компрессорного оборудования ………………………………………………….……………..…..
1.1.3 Задачи, этапы и технологии адаптации компрессорного оборудования к изменяющимся внешним факторам ……………………….....
1.2 Анализ существующих методов проектирования и теоретических исследований компрессоров для нестабильных условий эксплуатации ….….
1.3 Анализ экспериментальных методов газодинамических испытаний и исследований компрессорного оборудования …………………….…….….….
1.4 Обзор существующих методов адаптации газодинамических характеристик компрессоров и отдельных ступеней к переменным условиям эксплуатации ………………………………………………………..……….….
1.4.1 Метод адаптации газодинамических характеристик к изменяющимся условиям эксплуатации для одноступенчатой проточной части при полном выполнении теории подобия …………………..………………………………...
1.4.2 Метод адаптации газодинамических характеристик к изменяющимся условиям работы, принятый в промышленности …….…………………..........
1.4.3 Метод адаптации газодинамических характеристик к изменяющимся условиям работы с учётом рассогласования в работе ступеней ………………
9
20
20
20
24
27
43
44
46
46
50
50
3
Стр.
1.4.4 Влияние внешнего и внутреннего теплообмена в неохлаждаемой проточной части компрессора ………………………….…………………...….
1.5 Анализ исследований и разработок газодинамических параметров, характеристик и конструкций входных направляющих аппаратов…………..….
1.5.1 Методы пересчёта газодинамических характеристик при регулировании входным направляющим аппаратом …………………..…..….
1.5.2 Методики определения газодинамических параметров лопаточных решёток входных направляющих аппаратов ……………….………….…..…..
1.5.3 Тенденции совершенствования конструкций входных направляющих аппаратов …………………..……………………………………………………..
1.6 Современные подходы к выбору оборудования компрессорных установок и станций …………………………………………………………….
1.6.1 Определение режимов работы компрессорных станций и выбор количества рабочих и резервных агрегатов ……………………………..……...
1.6.2 Методики выбора и проектирования линий рециркуляции, антипомпажных клапанов, систем антипомпажной защиты ………….............
1.6.3 Теоретические и экспериментальные методы исследования работы компрессора в зоне помпажа ……………………..………………………….....
1.6.4 Адаптация теплообменного оборудования компрессорных станций к нестабильным условиям эксплуатации ………………………………………..
1.7 Выводы по главе 1 …………………………………..……………………..
2. Глава 2 Газодинамические характеристики одноступенчатых высоконапорных центробежных компрессоров на режимах комбинированного регулирования ………………………….……..………...
2.1 Анализ результатов экспериментального исследования высоконапорного центробежного компрессора на режимах комбинированного регулирования...
2.1.1 Экспериментальный стенд и методика обработки экспериментальных данных …………………………...…….……….………....
2.1.2 Результаты экспериментальных газодинамических характеристик
55
56
56
58
64
67
67
72
77
84
86
89
89
89
4
Стр.
высоконапорного центробежного компрессора ………..…………………..….
2.2 Методы адаптации газодинамических характеристик высоконапорного центробежного компрессора к регулированию изменением частоты вращения ротора ……………………………………………………….………...
2.2.1 Пересчёт газодинамических характеристик высоконапорного центробежного компрессора с использованием метода основанного на теории подобия …………………………………………………………….…….
2.2.2 Адаптация газодинамических характеристик высоконапорного центробежного компрессора с использованием уточнённого метода при невыполнении условий кинематического и динамического подобия ....….….
2.3 Разработка метода адаптации газодинамических характеристик к регулированию изменением закрутки потока перед рабочим колесом ..….…
2.3.1 Вывод основных расчётных уравнений …………..………….…….….
2.3.2 Рекомендации по расчёту эмпирических параметров ……….……….
2.3.3 Результаты адаптации газодинамических характеристик к регулированию изменением закрутки потока перед рабочим колесом …..…
2.4 Рекомендации по выбору геометрически параметров на входе в рабочее колесо при наличии предварительной закрутки потока ………….…………...
2.5 Выводы по главе 2 …………………………………………………….……
3. Глава 3 Газодинамические характеристики одноступенчатых средненапорных центробежных компрессоров на режимах комбинированного регулирования…………………………………………..
3.1 Анализ результатов экспериментального исследования средненапорного центробежного компрессора на режимах комбинированного регулирования...
3.1.1 Экспериментальный стенд и методика проведения эксперимента …...
3.1.2 Результаты экспериментальных исследований газодинамических характеристик средненапорного центробежного компрессора ……………....
3.2 Методы и результаты адаптации газодинамических характеристик средненапорных центробежных компрессоров …………..…………………….
93
102
102
108
120
120
125
132
138
142
145
145
145
151
163
5
Стр.
3.2.1 Результаты адаптации газодинамических характеристик средненапорного центробежного компрессора к изменению частоты вращения с использованием метода, основанного на теории подобия …….…
3.2.2 Разработка уточнённого метода адаптации газодинамических характеристик средненапорного центробежного компрессора к изменению частоты вращения ротора ………………………………….…………….……...
3.2.3 Разработка уточнённого метода адаптации газодинамических характеристик средненапорного центробежного компрессора к изменению закрутки потока перед рабочим колесом …………………………………..…..
3.3 Выводы по главе 3 ………………………………………………………….
4. Глава 4 Газодинамические характеристики многоступенчатых и многосекционных компрессоров при нестабильных условиях эксплуатации ……………………………………………………………………
4.1 Метод адаптации газодинамических характеристик многоступенчатых и многосекционных компрессоров с учётом рассогласования в работе ступеней.
4.1.1 Алгоритм метода адаптации газодинамических характеристик ……..
4.1.2 Учёт влияния внутреннего теплообмена на КПД ступеней ….….…...
4.1.3 Учёт показателя изоэнтропы ………………………………….………..
4.2 Примеры практического применения методов адаптации газодинамических характеристик многоступенчатых и многосекционных компрессоров для различных технологических установок и компрессорных станций …………………………………………………………………………...
4.2.1 Линейные газовые компрессорные станции …………………………...
4.2.2 Дожимные компрессорные станции газовых промыслов …………….
4.2.3 Газовая компрессорная станция поддержания пластового давления...
4.2.4 Компрессорная установка производства каталитического крекинга АО «Газпромнефть-ОНПЗ» …………………………………………………….
4.2.5 Компрессорная установка цеха азотно-кислородного производства ООО «Тобольск - Нефтехим» ……………………………………………….….
163
167
173
182
184
184
184
191
194
198
198
205
222
228
232
6
Стр.
4.2.6 Компрессор установки серно-кислотного алкилирования АО «Газпронефть - ОНПЗ» …………………………………………………….…....
4.2.7 Компрессор установки гидроочистки бензинов каталитического крекинга АО «Газпронефть - ОНПЗ» ………………………..……………….…
4.2.8 Компрессор установки каталитического риформинга АО «Газпронефть - ОНПЗ» …………………………………..………………………
4.3 Метод адаптации формы газодинамической характеристики с учётом износа (деградации) проточной части ………………………,……………….....
4.4 Выводы по главе 4 ……………………………………………………….…
5. Глава 5 Разработка и практическое применение методов статического и динамического анализа системы «компрессор-сеть» на пусковых режимах работы компрессорных установок и станций …………………..
5.1 Метод статического и условно динамического анализа системы «компрессор-сеть» для компрессорных станций с центробежными компрессорами …………………………………………………………………..
5.2 Практическое применение методов статического и условно динамического анализа системы «компрессор-сеть» ……………………….....
5.2.1 Компрессорные станции с односекционными или однокорпусными компрессорными агрегатами ……………………………………………….…...
5.2.2 Компрессорные станции с многосекционными или многокорпусными компрессорными агрегатами ………………………….….
5.3 Метод динамического анализа системы «компрессор-сеть» …………….
5.3.1 Математическая модель системы «компрессор-сеть» в динамическом режиме ……………………..………………………………..………………..…..
5.3.2 Моделирование помпажных колебаний системы при подключении элементов сети на стороне всасывания в компрессор …………………….…...
5.3.3 Моделирование помпажных колебаний системы при подключении элементов сети на стороне нагнетания компрессора …………………….…....
5.4 Выводы по главе 5 …………..……………………………………….…….
235
240
246
254
256
258
258
268
268
275
294
294
308
319
329
7
Стр.
6. Глава 6 Разработка практических рекомендаций по адаптации компрессорного оборудования газовых компрессорных станций к нестабильным условиям эксплуатации ………………………………..……
6.1 Методика определения рабочих режимов компрессорного оборудования дожимных компрессорных станций при их реконструкции и техническом перевооружении …………………………….…………………….
6.1.1 Методика адаптации режимов работы последовательно работающих компрессорных цехов дожимных компрессорных станций при снижении пластового давления ……………………………………………..………….…..
6.1.2 Методика определения предельных режимов работы сменных проточных частей компрессоров дожимных компрессорных станций …..…..
6.2 Методические рекомендации к формированию рабочих режимов компрессорного оборудования линейных газовых компрессорных станций при их реконструкции ……………………………………………………………
6.2.1 Адаптация расчётной модели участка системы магистральных газопроводов на основе фактических эксплуатационных данных ……….…..
6.2.2 Адаптация прогнозных объёмов транспорта газа к фактическим условиям с целью получению обоснованных режимов работы линейных компрессорных станций ………………………………………………………...
6.2.3 Методика и программная реализация задачи определения основных параметров при проектировании компрессорных станций ……….……….….
6.2.4 Применение разработанных методов и алгоритмов к обоснованию выбора количества газоперекачивающих агрегатов для одноцеховой линейной компрессорной станции ……………………………………….….….
6.2.5 Обоснование сценариев реконструкции с определением количества газоперекачивающих агрегатов для многоцеховых линейных компрессорных станций ……………………….……………………………...…
6.3 Технико-экономические показатели эффективности линейных компрессорных станций в условиях отклонения режимов транспорта газа от
331
331
331
336
346
346
349
351
358
362
8
Стр.
проектных ………………………………………………………………….…….
6.3.1 Системный анализ влияния дестабилизации режимов транспорта газа на показатели эффективности ……………………………………………….….
6.3.2 Влияние согласованности газодинамических характеристик проточных частей центробежного компрессора с характеристиками газотурбинного привода и режимами работы компрессорной станции на показатели эффективности транспорта газа ……………………………..….…
6.4 Выводы по главе 6 …………………………………………………….……
7. Глава 7 Разработка рекомендаций по совершенствованию технологий адаптации компрессоров к нестабильным условиям эксплуатации …….
7.1 Анализ взаимосвязи газодинамических характеристик высоконапорных центробежных компрессоров с процессами течения газа в проточной части с учётом пространственной неравномерности на режимах регулирования ……
7.2 Входной направляющий аппарат с изменяемой геометрией профиля по высоте лопатки …………………………………………………………………...
7.3 Входной направляющий аппарат с изменяемым расстоянием до входа в рабочее колесо …………….………………………………………………..…….
7.4 Рекомендации по совершенствованию технологии регулирования закруткой потока с переменными углами по высоте лопатки ……….………..
7.5 Выводы по главе 7 ……………………………………………………….…
Заключение …………….……………………………………………………..…
Список литературы ……………………………………………………………..
Приложение. Акты внедрения результатов диссертационной работы …..
366
366
381
398
401
401
414
419
420
427
429
433
463
