Сравнение способов моделирования газодинамических характеристик высоконапорных центробежных компрессоров, обеспечивающих работу промысловых установок низкотемпературной сепарации, на примере модификации с отношением давлений до 1,9…2,1

компрессорная станция, газоперекачивающие агрегаты, центробежные компрессоры, высоконапорные центробежные компрессоры, математическое моделирование центробежных компрессоров, метод приведенных характеристик, уточненный метод приведенных характеристик, установки низкотемпературной сепарации

В настоящее время для разработки Валанжинских и других глубокозалегающих (по сравнению с Сеноманом) залежей применяются установки низкотемпературной сепарации (НТС) с турбодетандерными агрегатами (ТДА). Дожимная компрессорная станция (ДКС) является одним из ключевых технологических объектов, необходимых для обеспечения эффективной работы перспективных технологий подготовки газа по способу НТС с ТДА к транспорту. Целью исследования является обоснование оптимальных режимов работы, а также разработка мероприятий по технологическому развитию дожимной компрессорной станции на основе применения методов моделирования работы центробежных компрессоров, газоперекачивающих агрегатов и, непосредственно, дожимной компрессорной станции. Метод. В ходе исследования применялись: метод приведенных характеристик, уточненный метод приведенных характеристик, метод двухмерной аппроксимации. Основу математической модели объектов исследования, применяемой в расчетах технологических режимов работы, составляет газодинамическая характеристика (ГДХ) центробежных компрессоров. Результат. Представлены результаты сравнения трех способов моделирования ГДХ (метод приведенных характеристик, уточненный метод приведенных характеристик, метод двухпараметрической аппроксимации) высоконапорных ЦБК на примере ЦБК с отношением давлений до 1,9…2,1, предназначенного для оснащения ГПА единичной мощностью 16,0 МВт в составе промысловых ДКС. Проведен анализ и сопоставление полученных результатов моделирования с фактическими данными. Вывод. Точность математической модели ГДХ ЦБК в составе промысловых ДКС, обеспечивающих работу установок НТС с ТДА, определяет точность оценки энергопотребления и технического состояния ГПА, а также расчетов перспективных режимов работы газоперекачивающего оборудования, которые выполняются с целью решения ряда прикладных задач, включая определение сроков модернизации оборудования или реконструкции станции.

1. Анализ функциональной надежности работы дожимных компрессорных станций при отклонении фактических показателей эксплуатации от проектных значений. Методический подход и практическая значимость / Воронцов М.А., Грачев А.С., Грачева А.О., Петропавлов В.Е., Киркин М.А. // Компрессорная техника и пневматика. 2023. № 1. С. 32-41.

2. Кильдияров С.С. Разработка метода пересчета газодинамических характеристик многоступенчатых центробежных компрессоров на дожимных компрессорных станциях // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2022. № 5-6. С. 28-31.

3. Об анализе функциональной надежности работы дожимных компрессорных станций в составе технологических систем обустройства месторождений природного газа / Воронцов М.А., Петропавлов В.Е., Грачев А.С., Козлов А.В. // Компрессорные технологии. 2022. № 6. С. 7-10.

4. Методические подходы к оценке энергоэффективности технологических процессов добычи газа / Воронцов М.А., Хворов Г.А., Нурдинова С.А., Маришкин В.А. // Научно-технический сборник Вести газовой науки. 2017. № 5 (33). С. 42-49.

5. Перспективы применения распределенного компримирования в промысловых системах добычи газа / Воронцов М.А., к.т.н. Ротов А.А., Марущенко И.В., Лаптев Е.М. // Вести газовой науки №4 (20) / 2014.

6. Воронцов М.А., Грачев А.С. О турбомашинах и компрессорах на газовом промысле // Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт: Научно-технический сборник. Том 2. – Москва: Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, 2017. – С. 43-49.

7. Опыт и перспективы применения турбодетандерных агрегатов на промысловых технологических объектах газовой промышленности России / Хетагуров В.А., Слугин П.П., Воронцов М.А., Кубанов А.Н. // Газовая промышленность. 2018. № 11 (777). С. 14-22.

8. Мониторинг энергоэффективности компримирования газа ДКС на основе фактических характеристик центробежных многоступенчатых компрессоров / Кильдияров С.С., Глазунов В.Ю., Меньшиков С.Н., Полозов В.Н. // Газовая промышленность. 2015. № 2 (718). С. 50-54.

9. Глазунов В.Ю., Хафизов А.Р., Давлетов К.М. Корректировка характеристик газоперекачивающих агрегатов (ГПА) дожимных компрессорных станций (ДКС) в процессе эксплуатации // Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. 2013. № 6. С. 210-227.

10. Анализ методов моделирования режимов работы компрессорного оборудования, обеспечивающего работу промысловых установок низкотемпературной сепарации / Воронцов М.А., Глазунов В.Ю., Грачев А.С., Машталир М.С., Поспелов С.А., Чернышев А.В. // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2023. Т. 50. № 4. С. 6-16.

11. Воронцов М.А., Глазунов В.Ю., Лопатин А.С. Математическое моделирование режимов работы высоконапорного многоступенчатого центробежного компрессора // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2016. № 1. С. 25-30.

12. Бухарин Н. Н. Моделирование характеристик центробежных компрессоров.— Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983.— 214 с.

13. Методы представления газодинамических характеристик центробежных компрессоров природного газа / Барцев И.В., Сальников С.Ю., Синицын Н.С. // Сб. Трудов ВНИИГАЗа. Проблемы развития, реконструкции и эксплуатации газотранспортных систем. М., 2003 - С.314-322.