Особенности расчета коэффициента инжекции в циклах сжижения природного газа
Навасардян Е.С., Тиховидов М.А.
Ключевые слова: КОЭФФИЦИЕНТ ИНЖЕКЦИИ, ЭЖЕКТОР, СЖИЖЕНИЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА
Аннотация
В 60-х годах прошлого века были созданы расчетные методики, позволяющие связать геометрические размеры проточной части газовых и парогазовых эжекторов (рабочая среда водяной пар). Описание этих методик приведено в работах Соколова Е.Я., Зингера Н.М., Цегельского В.Г., Ю.Н. Васильева. Эти методики и сегодня являются основными для расчета геометрических размеров, КПД, соотношения расходов активного и пассивного потоков в эжекторах, работающих на чистых веществах таких как метан, азот, водород, водяной пар, смесевых веществах таких как воздух, фреон, жидких веществах таких как вода и бензин.Развитие газодобывающей отрасли и особенно внедрение технологий малотоннажного сжижения магистрального природного газа ставят задачи по проектированию эжекторов высокого давления, активным потоком в которых является не чистое вещество в газовой фазе, а многокомпонентный, зачастую парожидкостной поток. Такие эжекторы, установленные вместо дроссельных вентилей в циклы ожижительных систем, позволяют повысить эффективность ожижителей на 5% - 10%, только за счет организации циркуляции паров природного газа. Спрос на такие эжекторы неуклонно растет, их конструкция относительно проста, а изготовление не предполагает трудностей. Однако, основная сложность при разработке таких эжекторов связана с расчетом геометрических размеров камеры смешения с учетом особенностей рабочей среды. Магистральный природный газ является смесью углеводородов и его примерный состав в установках ожижения на входе в эжектор: метан 92-98 %, этан 0,5–4 %, пропан 0,2-1,5 %, бутан 0,1-1 % и пентан 0,1-1 %. Основные из нерешенных задач, препятствующие проектированию эжекторов для установок ожижения природного газа связаны с отсутствием адаптированных для природного газа методик расчета проточной камеры эжектора, отсутствие в этих методиках расчетных соотношений, учитывающих фазовый переход потоков в камере смешения и выполнение расчета геометрических размеров камеры смешения эжектора с помощью эмпирических коэффициентов.
В ходе работы были рассмотрены особенности расчета и применения струйных аппаратов в циклах для малотоннажного сжижения природного газа. Проведены расчет эжектора по традиционной методике, а также с помощью программных расчетных приложений и сравнение полученных результатов с экспериментальными данными.
Features of injection coefficient calculation in natural gas liquefaction cycles
E.S. Navasardyan , M.A. Tikhovidov
Keywords: INJECTION RATIO, EJECTOR, LIQUEFIFIED NATURAL GAS
