【摘要】：離心壓縮機是天然氣長輸管道系統(tǒng)常用的增壓設(shè)備,深入研究離心壓縮機的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)運行特性,提出準(zhǔn)確穩(wěn)健的離心壓縮機特性計算方法,為我國天然氣管輸系統(tǒng)中離心壓縮機的安全穩(wěn)定運行提供理論指導(dǎo),具有十分重要的學(xué)術(shù)價值和工程意義。針對天然氣管道穩(wěn)態(tài)運行時的離心壓縮機性能換算,詳細分析了完全相似、第一類和第二類近似相似換算方法的特點,發(fā)現(xiàn)壓比參數(shù)是影響壓縮機性能換算的關(guān)鍵參數(shù),減小該參數(shù)的誤差可提高換算精度。為此,本文引入預(yù)估校正思想,先采用第二類近似相似方法對壓比進行預(yù)估,再用第一類近似相似方法對壓比進行校正。通過與川氣東送某壓氣站的現(xiàn)場數(shù)據(jù)對比,該方法換算后的出口壓力誤差約為0.1MPa,相對誤差在2%左右,出口溫度誤差在2℃以內(nèi),較第一類和第二類近似換算的精度高。針對天然氣管道瞬態(tài)運行時的離心壓縮機特性仿真,深入分析了離心壓縮機的啟停物理過程,發(fā)現(xiàn)壓縮機的出口壓力、流量等參數(shù)動態(tài)變化過程中會引起與之相連管道的邊界條件劇烈變化,處理不當(dāng)可能引起整個管網(wǎng)數(shù)值求解過程發(fā)散。為此,本文提出離心壓縮機啟動過程瞬態(tài)特性“三段式”計算方法,即把啟動過程分為三個階段:開車階段、過渡階段、平穩(wěn)階段,通過建立管道和離心壓縮機系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,采用FORTRAN語言編程,實現(xiàn)了離心壓縮機啟停過程的瞬態(tài)仿真。與ZY管線某壓氣站的壓縮機啟停現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行對比,發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果與現(xiàn)場數(shù)據(jù)的吻合較好,可準(zhǔn)確地描述離心壓縮機的啟停過程瞬態(tài)變化。最后,采用本文所開發(fā)的準(zhǔn)確穩(wěn)健的離心壓縮機特性計算方法,針對陜京二線天然氣管道,研究了首站壓縮機啟動、首站壓縮機停車和中間站壓縮機停車三種工況下,壓縮機的啟停對前后管段流量、壓力的影響,詳細分析了典型壓縮機啟停過程對管道運行特性的影響規(guī)律,為陜京二線天然氣管道的安全管理高效運行提供重要參考。
【圖文】：

下面將這一方法的步驟用流程圖表示出來，見圖2.2。圖 2.2 基于 P-C 過程的第二類近似相似換算方法的流程圖Fig. 2.2 Flow chart of the second similarity conversion based on P-C processNYNY利用公式(2.28)計算壓比利用公式(2.29)計算試驗轉(zhuǎn)速利用公式(2.25)再次計算壓比計算離心壓縮機其他性能參數(shù)的值計算氣體的物性參數(shù)（密度、絕熱指數(shù) k 等）開始結(jié)束

減小壓差的突然變化對閥門和設(shè)備造成的影響。壓縮機的轉(zhuǎn)速從零開始不斷上升，此時壓縮機的壓比開始增大，其出口大。對于與之相連的下游管道來說，進口壓力上升，因此管段壓口流量增加，相應(yīng)的通過壓縮機的流量也會增加，直至壓縮機的或流量達到額定流量。此時，壓縮機的啟動過程完成�？s機的停機過程與啟動過程相反，它的轉(zhuǎn)速不斷降低，此時壓縮小，其出口壓力也會減小。對于與之相連的下游管道來說，進口管段壓差減小，管段的入口流量就會減小，相應(yīng)的通過壓縮機的直至壓縮機的轉(zhuǎn)速變?yōu)榱�，，或者通過流量減為零，壓縮機的停機壓縮機啟停仿真難點pr, Qrpe, Qe
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE974

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本文編號：2604034