Эффективное использование на КС агрегатов с различной единичной мощностью

Компрессорные станции на магистральных газопроводах работают в условиях значительных колебаний производительности и со значительной недогрузкой по мощности в течение года.

В результате снижается среднегодовая загрузка агрегатов и ухудшаются технико – экономические показатели оборудования в целом. В частности, увеличивается удельный расход топливного газа на компримирование. При однотипном оборудовании КС неизбежно увеличиваются удельные энергозатраты.

В процессе реконструкции КС, при поэтапной замене агрегатов ГПА, появляется возможность использования на станциях, в зависимости от производительности газопровода, агрегатов различной единичной мощности в различных комбинациях.

Необходимую производительность газопровода в таком случае можно обеспечить подбором агрегатов на номинальных режимах с минимальной удельной мощностью.

Использование в период реконструкции КС агрегатов с бόльшей единичной мощностью, наряду с установленными ГПА, позволяют:

- с одной стороны, уменьшить число агрегатов на КС;

- с другой стороны, сократить расход топливного газа на нужды перекачки.

В ходе реконструкции, при переменном режиме работы газопровода, в условиях максимальной подачи газа Q_max в зимний период эксплуатации в работу могут включаться агрегаты с бόльшей единичной мощностью. А при снижении подачи газа в летний период в работу могут включаться ГПА с меньшей единичной мощностью.

Так как при таких комбинациях экономится топливный газ, то такая технология имеет определенные преимущества. Эффект достигается следующим образом.

Во – первых, агрегаты и летом, и зимой будут работать в номинальных режимах или режимах, близких к номинальным.

Во – вторых, более мощные агрегаты, работающие в период максимальной загрузки, будут иметь и бόльший КПД.

В целом снижение удельных энергозатрат и позволяет уменьшить расход топливного газа. При таком регулировании, как летом, так и зимой, агрегаты будут работать эффективно. Эффект усиливается за счет того, что агрегаты с бόльшей единичной мощностью имеют и более высокий к.п.д.

Это позволит при уменьшении подачи транспортируемого газа через КС и снижении загрузки ГПА переходить на работу с одного ГПА на другой, подбирая режимы, близкие к оптимальным. Т. о., используя агрегаты с различной мощностью можно повысить эффективность регулирования загрузки ГПА компрессорных станций магистральных газопроводов.

При подборе агрегатов по мощности и определении их числа, необходимо учитывать, что количество рабочих агрегатов в общем случае определяется соотношением (4.18)

, (4.2)

где N_{КС max} – максимальная потребная мощность компрессорной станции, при которой обеспечивается заданная производительность газопровода;

N_{ГПА max} – максимальная мощность одного установленного агрегата.

С учетом сезонной неравномерности поставки газа (3.2), формула (4.2) принимает вид:

(4.3)

Уменьшая глубину регулирования за счет увеличения мощности агрегата можно уменьшить число рабочих агрегатов. Однако, при однотипном оборудовании режим работы агрегатов не будет оптимальным, что приведет к перерасходу топливного газа и к снижению КПД ГПА, т. к. агрегаты будут работать на частичных загрузках.

Таким образом, сохранение оптимального режима перекачки газа возможно за счет укрупнения агрегатов, путем частичной замены агрегатов более мощными. Недоиспользование мощности при включении крупных агрегатов восполняется за счет комплектации агрегатами меньшей мощности. При этом уменьшается глубина регулирования, что приводит в итоге к экономии топливного газа и снижению удельных затрат.

В результате, при сохранении мощности КС на прежнем уровне общее число агрегатов сократится и будет определяться соотношением (4.)

, (4.4)

где - соответственно общее число работающих агрегатов первого и второго типов; N_{КС 1} и N_{КС 2} – соответственно мощность КС за счет рабочих агрегатов первого и второго типов.

Оптимальный режим работы агрегатов на КС по условию минимального расхода топливного газа будет определяться наименьшим числом работающих ГПА в условиях их номинальной загрузки, когда КПД будет иметь максимальное значение.