Характеристики турбодетандерного агрегата, используемого для подготовки природного газа к транспортировке

Перед подачей природного газа в транспортный трубопровод необходимо очистить его от разного рода примесей и обеспечить заданные параметры на входе в транспортную систему, такие как состав, массовый или объемный расход, давление и температура. Для этих целей рассчитывается и проектируется система подготовки газа, включающая в себя различного рода теплообменные аппараты, устройства очистки, сепарации и турбодетандерный агрегат (ТДА), состоящий из турбины и сблокированного с ней компрессора.

В процессе эксплуатации этой системы параметры газа постоянно изменяются, поскольку изменяются внешние и эксплуатационные условия, такие как параметры окружающего воздуха, давление и расход газа на выходе из скважины, состав и количество примесей.

Таким образом, система подготовки газа практически не работает на расчетном режиме, а это значит, что для ее грамотной эксплуатации необходимо знание ее характеристик, т. е. зависимостей параметров системы от внешних и эксплуатационных условий. Кроме того, знание характеристик позволяет управлять системой, за счет воздействия на те или иные ее параметры.

Характеристики системы подготовки газа определяются характеристиками всех элементов, входящих в ее состав, в том числе характеристиками ТДА как одного из важнейших ее элементов.

Характеристики ТДА позволяют проводить оценку влияния внешних условий на режим его работы и тем самым оптимизировать работу системы на этапе ее проектирования, с их помощью можно также определять параметры регулирования режима ТДА.

Предлагается методика расчета характеристик ТДА, приводится пример расчета и представлен анализ полученных результатов.

1. Костюк А. Г., Шерстюк А. Н. Газотурбинные установки. Учебное пособие для вузов. – М.: Высшая школа 1979: 254.

2. Топунов А. М. Работа судовых турбин с отбором и потреблением энергии. – Л. Судостроение 1978: 216.

3. Лазарев Л. Я., Фадеев В. А. Численное исследование осевой ступени с различными вариантами меридиональных обводов соплового аппарата с регулируемыми (поворотными) сопловыми лопатками. Вестник МЭИ 2023, 2: 125–136.

4. Рис В. Ф. Центробежные компрессорные машины. – М. – Л. Машиностроение 1964: 336.

5. Каталог газодинамических характеристик ЦБК природного газа. ОАО Газпром, научно-исследовательский институт природного газа и газовых технологий – ВНИИГАЗ 2005: 128.