D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：Q N=20Nm3/min

2.压缩介质：天然气

（气体组分：CH

4:94%；CO

2

:%；N

2

:%；C

2

H

6

:%）

3.相对湿度：ψ=100%

4.吸入压力：P S0= MPa（绝对压力）

5.排出压力：P d 0= MPa（绝对压力）

6.大气压力： P0 = MPa（绝对压力）

7.吸入温度：t S0=35℃(T S0=308°K)

8.排气温度： t d0=45℃(T d0=318°K)

9.压缩机转速： n=740rpm

10.压缩机行程： S=120mm

11.压缩机结构型式： 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= Q

N ×［P

×T

S

0／（P

S

0-ψ×P

sa

）×T

］

进气温度状态下的饱和蒸汽压为P

sa

= MPa

P

=

T

=273°K

其余参数详见初始条件。

Q= 20×［×308／（×）×273］=min 四、级数的选择和各级压力

要求为四级压缩

总压缩比ε0

=01

4S d P P =0.425.1

=

ε10=ε20=ε30=ε40

=475.62=

求出各级名义压力如下表

计算各级排气温度查各组分气体绝热指数如下：

CH 4: 94% K=； CO 2: % K= N 2: % K= ； C 2H 6: % K=

11-K =∑1r i -Ki ＝11.3080.94- ＋1.310.00467- ＋11.40.04019- ＋1

1.1930.01514- =

得K1=K2=K3=K4=

一级进气温度t S1=35℃，考虑回冷不完善，二三四级进气温度取t S2=

六、 计算各级排气系数 λH =λV λP λT λg 1. 容积系数λV (1) 相对余隙容积a ，取a 1=；a 2=；a 3=；a 4= (2) 膨胀过程的多变指数m ，

m 1=1+(K-1)=1+= m 2=1+(K-1)=1+=

m 3=m 4= K=

(3) λV1=1－a 1(1

1

1

m ε－1)=1－(231

.112.8145

－1)= λV2=1－a 2(2120

m ε－1)=1－ (271

.118145.2－1)=

λV3=1－a 3(3

13

m ε－1)=1－(308

.118145

.2－1)=

λV4=1－a 4(41

40

m ε－1)=1－ (308

.111458.2－1)= 2. 压力系数λP ，取λP1=；λP2=；λP3=1；λP4=1 3. 温度系数λT ，取λT1=；λT2=；λT3=；λT4= 4.

H

计算干气系数μd 和抽气系数μ035℃时饱和蒸汽压P sa1= ;

40℃时饱和蒸汽压P sa2= P sa3= P sa4= ψp sa1ε1=1××=> P sa2 则μd 1=1

μd2=22021110

sa S sa S P P P P ⨯-⨯-ϕϕ×01

20

S S P P = 007374.011258.1005622.014.0⨯-⨯-×4.01258.1=

μd3=33031110sa S sa S P P P P ⨯-⨯-ϕϕ×0130S S P P = 007374.011686.3005622.014.0⨯-⨯-×4.01686

.3=

μd4=44041110sa S sa S P P P P ⨯-⨯-ϕϕ×01

40S S P P = 007374.01918.8005622.014.0⨯-⨯-×4.0918

.8=

中间级均无抽气，则μ01=μ02=μ03=μ04=1

八、 计算气缸行程容积 V t 0

V t10=Q

1101λμμd ⋅=×632.01

1⨯= m 3/min V t20=Q 2202λμμd ⋅0210

S S P P 0

1

02S S T T =×656.0992.01⨯×1258.14.0×308313= m 3

/min V t30

=Q 3033λμμ⋅0310S S P P 0103S S T T =×678.0988.01⨯×1686.34.0×308

313= m 3

/min

V t40=Q 4404λμμd ⋅0410

S S P P 0

1

04S S T T =×687.0987.01⨯×918.84.0×308313= m 3

/min 九、 确定活塞杆直径

1.初步确定各级等温度功率N is 和最大功率N

N is1= 601000·P s10·Q ·ln ε0=60

1000×××= 因一二三四级压力比相同则N is1=N is2 =N is3= N is4=

两列等温功率相等，列最大功率N=is is2is1N N η+=6

.039.5

5.93+=132KW

其中等温效率ηis 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 。