D5723250天然气压缩机计算书.docx

1、D5723250天然气压缩机计算书第一部分 热力计算一、 初始条件1. 排气量： QN=20Nm3/min2. 压缩介质： 天然气（气体组分：CH4:94%；CO2:0.467%；N2:4.019%；C2H6:1.514%）3. 相对湿度： =100%4. 吸入压力： PS0=0.4 MPa（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： tS0=35(TS0=308K)8. 排气温度： td0=45(Td0=318K)9. 压缩机转速： n=740rpm10. 压缩机行程： S=120mm11. 压缩机结

2、构型式： 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、 初步结构方案三、 初始条件换算（以下计算压力均为绝对压力）Q= QNP0TS0（PS0-Psa）T0进气温度状态下的饱和蒸汽压为Psa=0.005622 MPaP0 =0.1MPa T0=273K其余参数详见初始条件。Q= 200.1308（0.4-10.005622）273=5.72m3/min四、 级数的选择和各级压力要求为四级压缩总压缩比0=62.7510=20=30=40=2.8145求出各级名义压力如下表级别PS0(MPa)Pd0(MPa)压力比0=0.41.12

3、582.81451.12583.16862.81453.16868.9182.81458.91825.12.8145五、 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=1.30N2: 4.019% K= 1.40； C2H6: 1.514% K=1.193=3.2464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级别吸 气 温 度压力比0绝 热指 数K排 气 温 度tS0 TS0 KTd0= TS0 Ktd0353082.81451.3081.27639

4、3120403132.81451.3081.276399126403132.81451.3081.276399126403132.81451.3081.276399126一级排气温度=120130符合初始条件要求。六、 计算各级排气系数H=VPTg1. 容积系数V(1) 相对余隙容积a，取a1=0.2；a2=0.2；a3=0.2；a4=0.2(2) 膨胀过程的多变指数m，m1=1+0.75(K-1)=1+0.75(1.308-1)=1.231m2=1+0.88(K-1)=1+0.88(1.308-1)=1.271m3=m4= K=1.308(3) V1=1a1(1)=10.2(1)=0.736

5、V2=1a2(1)=10.2 (1)=0.749V3=1a3(1)=10.2(1)=0.759V4=1a4(1)=10.2 (1)=0.7592. 压力系数P，取P1=0.98；P2=0.99；P3=1；P4=13. 温度系数T，取T1=0.96；T2=0.96；T3=0.96；T4=0.964. 气密系数g漏 气 部 位相 对 值V一级二级三级四级气阀一级0.02-二级-0.02-三级-0.02-四级-0.02活塞环一级0.005-二级-0.01-三级-0.02-四级-0.02一级与一列平衡容积0.005-二级与二列平衡容积0.010.01-三级与一列平衡容积0.0150.0150.015-

6、四级与二列平衡容积0.020.020.020.02填料一级0.01-二级0.010.01-三级-四级-总相对损失V0.0950.0850.0750.06g=0.9130.9220.930.943 各级排气系数H如下：级别VPTg=VPTg0.7360.980.960.9130.6320.7490.990.960.9220.6560.75910.960.930.6780.75910.960.9430.687七、 计算干气系数d和抽气系数035时饱和蒸汽压Psa1= 0.005622MPa;40时饱和蒸汽压Psa2= Psa3= Psa4=0.007374MPapsa11=10.0056222.8

7、145=0.0175 Psa2则d1=1d2= =0.992d3= =0.988d4= =0.987中间级均无抽气，则01=02=03=04=1八、 计算气缸行程容积 Vt0Vt10=Q=5.72=9.05 m3/minV t20=Q=5.72=3.12 m3/minV t30=Q=5.72=1.07 m3/minV t40=Q=5.72=0.375 m3/min九、 确定活塞杆直径1.初步确定各级等温度功率Nis和最大功率NNis1= Ps10Qln0=0.45.72ln2.8145=39.5KW因一二三四级压力比相同则Nis1=Nis2 =Nis3= Nis4=39.5KW两列等温功率相等

8、，列最大功率N=132KW其中等温效率is由查表2-9求得。2.确定活塞杆直径根据最大的功率查表2-10，初步选取活塞杆直径为d=60mm。一十、 计算气缸直径一、二级气缸均为轴侧单作用的轴侧容积，应考虑活塞杆的影响。D10=0.365mD20=0.220m三、四级气缸均为盖侧单作用的盖侧容积。D30=0.124mD40=0.073m圆整后气缸直径D1=360、D2=220、D1=125、D2=75一十一、 修正各级公称压力和温度1.确定各级实际行程容积VtVt1=Sn= 0.12740=8.79 m3/minVt2=Sn= 0.12740=3.12 m3/minVt3=Sn=0.12740=

9、1.09 m3/minVt4=Sn=0.12740=0.392 m3/min2.修正各级公称压力级次一级二级三级四级计算行程容积Vt09.053.121.070.375实际行程容积Vt8.793.121.090.392Vt0/Vt1.0310.9820.956修正系数= 10.9710.9530.93初步确定的公称压力MPa进气Ps00.41.12583.16868.918排气Pd01.12583.16868.91825.1修正后的公称压力 MPa进气Ps0.41.093.028.29排气Pd1.093.028.2925.1修正后的公称压力比2.7252.7712.7453.0283.修正各级

10、排气温度级别吸 气 温 度修正后压力比绝 热指 数K排 气 温 度tS TS KTd= TS Ktd353082.7251.3081.266390117403132.7711.3081.271398125403132.7451.3081.268397124403133.0281.3081.298406133一十二、 计算活塞力1.考虑损失后，计算各级气缸内实际压力及压力比，压力损失数值由图2-15查得，计算结果列表如下：级别修正后公称压力MPa相对压力损失%1-S1+d考虑压力损失后的实际压力MPa实际压力比PSPd进气S排气dPS=PS (1-S)Pd=Pd (1+d)=0.41.090.0

11、40.070.961.070.3841.1663.0371.093.020.030.050.971.051.0573.1733.028.290.020.040.981.042.968.622.9138.2925.10.010.030.991.038.2125.853.152.气缸内压缩终了排气温度如下表：级别吸 气 温 度实际压力比绝 热指 数K气缸内压缩终了排气温度tS TS KTd= TS Kt d353083.0371.3081.2994001274031331.3081.295405132403132.9131.3081.286403130403133.151.3081.314101373.计算各列活塞力，按式1-5计算，结果列于下表级次内止点外止点缸内压力P MPa活塞面积A mm2气体力F N缸内压力P MPa活塞面积A mm2气体力F N一级1.166989601153880.3849896038001三级2.9612272-363258.6212272-105873列平衡容积（一级侧）0.4