D-572-3-250天然气压缩机-计算书.docx

-! 第一部分热力计算 一、初始条件 1. 排气量： QN=20Nm3/min 2. 压缩介质： 天然气 （气体组分：CH4 ； 2 ； 2 ； 26 ） :94% CO:0.467% N:4.019% CH:1.514% 3. 相对湿度： ψ=100% 4. 吸入压力： PS0=0.4MPa（绝对压力） 5. 排出压力： Pd 0=25.1 MPa（绝对压力） 6. 大气压力： P0=0.1 MPa（绝对压力） 7. 吸入温度： 0 0 tS =35℃(TS=308°K) 8. 排气温度： td0=45℃(Td 0=318°K) 9. 压缩机转速： n=740rpm 10. 压缩机行程： S=120mm 11. 压缩机构造型式： D型 12. 压缩级数： 4级 13. 原动机： 低压隔爆异步电机，与压缩机直联 14. 一级排气温度： ≤130℃ 二、初步构造方案 三、初始条件换算（以下计算压力均为绝对压力） Q=QN×［P0×TS0／（PS0-ψ×Psa）×T0］ 进气温度状态下的饱和蒸汽压为Psa=0.005622MPa P0=0.1MPa T0=273°K 其余参数详见初始条件。 Q=20×［0.1×308／（0.4-1×0.005622）×273］=5.72m3/min -! 四、级数的选择和各级压力 要求为四级压缩 0 总压缩比ε0=Pd40=25.1=62.75 PS10.4 10=ε20=ε30=ε40=462.75=2.8145 求出各级名义压力如下表 级别 PS0 (MPa) d 0 压力比ε0 0 P (MPa) Pd = PS 0 Ⅰ 0.4 1.1258 2.8145 Ⅱ 1.1258 3.1686 2.8145 Ⅲ 3.1686 8.918 2.8145 Ⅳ 8.918 25.1 2.8145 五、计算各级排气温度 查各组分气体绝热指数如下： CH4: 94% K=1.308； CO2: 0.467% K=1.30 N2:4.019% K=1.40； C2H6: 1.514% K=1.193 1 =∑ ri ＝ 0.94 ＋0.00467＋0.04019 ＋0.01514=3.2464 K1 Ki1 1.3081 1.31 1.41 1.193 1 得K1=K2=K3=K4=1.308 一级进气温度tS1=35℃，考虑回冷不完善，二三四级进气温度取tS2=tS3=tS4=40℃ 级 吸气温度 压力比 绝热 K1 排气温度 指数 别 tS0℃TS0°K ε0 0K K1 td0℃ K Td0=TS00K°K Ⅰ 35 308 2.8145 1.308 1.276 393 120 Ⅱ 40 313 2.8145 1.308 1.276 399 126 Ⅲ 40 313 2.8145 1.308 1.276 399 126 Ⅳ 40 313 2.8145 1.308 1.276 399 126 一级排气温度=120℃＜130℃切合初始条件要求。 六、计算各级排气系数 λH=λVλPλTλg 容积系数λV -! 相对余隙容积a，取a1=0.2；a2=0.2；a3=0.2；a4=0.2 膨胀过程的多变指数m， m1 =1+0.75(K-1)=1+0.75(1.308-1)=1.231 m2 =1+0.88(K-1)=1+0.88(1.308-1)=1.271 m3 =m4=K=1.308 1 1 (3)λV1 =1－a1(1 0m1－1)=1－0.2(2.81451.231－1)=0.736 1 1 λV2 =1－a2(2 0m2－1)=1－0.2(2.81451.271－1)=0.749 1 1 V3=1－a3(30m3－1)=1－0.2(2.81451.308－1)=0.759 1 1 λV4=1－a4(4 0m4－1)=1－0.2(2.81451.308－1)=0.759 压力系数λP，取λP1=0.98；λP2=0.99；λP3=1；λP4=1 温度系数λT，取λT1=0.96；λT2=0.96；λT3=0.96；λT4=0.96 气密系数λg 漏气部位 相 对 值V 一级 二级 三级 四级 一级 0.02 ---- ---- ---- 气阀 二级 ---- 0.02 ---- ---- 三级 ---- ---- 0.02 ---- 四级 ---- ---- ---- 0.02 一级 0.005 ---- ---- ---- 二级 ---- 0.01 ---- ---- 三级 ---- ---- 0.02 ---- 活塞环 四级 ---- ---- ---- 0.02 一级与一列平衡容积 0.005 ---- ---- ---- 二级与二列平衡容积 0.01 0.01 ---- ---- 三级与一列平衡