home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Hall of Fame / HallofFameCDROM.cdr / oilfield / compress.lzh / COMPRESS.DOC < prev   
Text File  |  1986-09-15  |  10KB  |  265 lines
  1.  
  2.  
  3.  
  4.                          COMPRESSOR  -  VERSION 1.1
  5.                      BY TOM WALTON   -   SEPTEMBER 1, 1986
  6.                   NATURAL GAS PIPELINE COMPRESSOR CALCULATION
  7.                                    WITH
  8.                        VARIABLE COMPRESSION EFFICIENCY
  9.                   ANOTHER PRODUCT OF Midnight Magic Software
  10.                   ===========================================
  11.  
  12.         COMPRESSOR  is  a  demonstration program that is  useful  to  the 
  13.         engineer working with centrifugal compressors to compress natural 
  14.         gas  or  gas with high CO2(up to 80%) or H2S(up to 80%)  content.  
  15.         The  program uses data taken from the  compressor  characteristic 
  16.         curve  to  determine  the actual operational  efficiency  at  the 
  17.         operating  point.   The  technique for determining the  operating 
  18.         efficiency, using three data points from the MAX SPEED CURVE, was 
  19.         published  in the SEPTEMBER 1,  1986 Oil and Gas  Journal.   This 
  20.         program  uses  a  slightly  more  complex  method  to  fit   four 
  21.         efficiency data points to a curve.
  22.  
  23.         The program uses the gas gravity and inert analysis (plus methane 
  24.         mole  fraction  if gravity > 0.75 or if the gas contains H2S)  to 
  25.         calculate the necessary fluid properties.  These calculations are 
  26.         based  on the compressability correlation taken from  "VOLUMETRIC 
  27.         AND  PHASE  BEHAVIOR  OF  OILFIELD  HYDROCARBON  SYSTEMS",   M.B. 
  28.         Standing, 9th printing, SPE, 1981, Page 121.  This correlation is 
  29.         a  curve fit of the Standing-Katz  compressability  charts.   Its 
  30.         applicable  range  is  1.2<Tr<2.4  and  0<Pr<13.   There  are  no 
  31.         messages  to  indicate that these limits have been  exceeded,  so 
  32.         check your results if the gravity is high.   The specific gravity 
  33.         is arbitrarily limited to 1.50.
  34.  
  35.         To use the program, enter;
  36.  
  37.         d:COMPRESS<cr>      -- where d: is the drive designation.
  38.  
  39.         The  first screen tells the user what data is required to run the 
  40.         program.  To continue, press any key.
  41.  
  42.         The  second  screen  is the fluid  property  input  screen.   The 
  43.         program contains an example which may be run by pressing the down 
  44.         arrow on the numeric keypad once for each entry.  This feature is 
  45.         also  available  for normal use to allow the user to go back  and 
  46.         modify  one  value  without entering all  the  data  over  again.  
  47.         Backtracking  through the data is done by pressing the <esc>  key 
  48.         until the proper value is replaced with the curser bar.  Pressing 
  49.         a carrage return without entering a value will cause a zero to be 
  50.         used.
  51.  
  52.         Skipping  to previous screens puts the curser at the first  entry 
  53.         on  the  screen and the down arrow is used to move the curser  to 
  54.         the proper entry.   Existing values are replaced by entering  the 
  55.         new value and pressing the <cr>.   Pressing the down arrow at any 
  56.         point  in  an entry will cause the entry to be lost and  the  old 
  57.         value to be used.
  58.  
  59.  
  60.  
  61.                                         1
  62.  
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  
  70.         The third and fourth screens are used to describe the  compressor 
  71.         envelope.   The  third screen asks for a description of the SURGE 
  72.         LINE.   The  values entered here do not effect the  calculations, 
  73.         but are used to tell the user if the selected operating point  is 
  74.         within  the operation envelope.   If both data points entered are 
  75.         the same, or describe a vertical line, the program will halt with 
  76.         a zero divide error ( Run-time error 02).  
  77.  
  78.         The  fourth  screen asks for four data points along  the  MAXIMUM 
  79.         SPEED  CURVE.    The  data  required  are  the  ACFM,   HEAD  and 
  80.         %  EFFICIENCY at four points  on the curve.   If  the  efficiency 
  81.         exhibits  a  maximum,  select two points from either side of  the 
  82.         maximum  if  possible.   Poor  data will  cause  messages  to  be 
  83.         displayed  on the last line of the screen,  but will normally not 
  84.         halt processing.
  85.  
  86.         The  fifth  screen  is the operational data  screen.   The  inlet 
  87.         temperature,  inlet  and  discharge pressures and flow  rate  are 
  88.         required.   The  final calculated results are also  displayed  on 
  89.         this screen.   As described above, the program allows the user to 
  90.         go  back through the data with the <esc> key and to move  forward 
  91.         through  it  with  the  down arrow key and to  change  one  value 
  92.         without  disturbing other values.   Pressing the return key  when 
  93.         the  curser bar is visible will cause the corresponding value  to 
  94.         be replaced with what has been entered.
  95.  
  96.         BUILT IN SAMPLE PROBLEM
  97.  
  98.         The  sample  problem  built into the program is  taken  from  the 
  99.         compressor envelope published in the Oil and Gas Journal.  To try 
  100.         it,  run the program and simply press the down arrow key for each 
  101.         entry.   When  the  fourth screen has been entered  and  any  key 
  102.         pressed  to  continue,  a slight pause of one or two  seconds  is 
  103.         experienced  while  the  final  calculations  are  done  for  the 
  104.         envelope.   When the fifth screen is displayed, continue to press 
  105.         the down arrow until the last entry is filled and the bottom line 
  106.         message is showing.
  107.  
  108.         The  data  displayed  is  a complete  picture  of  the  operating 
  109.         parameters  of a centrifugal compressor.   The operating point is 
  110.         displayed as are the limiting parameters.   The SURGE ACFM is the 
  111.         minimum ACFM that would be permitted at the operating head before 
  112.         the unit went into surge (or the surge controller became active).  
  113.         The  MAX  HEAD is the maximum head that can be  obtained  at  the 
  114.         operating   ACFM  without  overspeeding  the  compressor.     The 
  115.         calculated operating speed and the operating efficiency are  also 
  116.         displayed   along   with  the  efficiency-corrected   compression 
  117.         horsepower.  The fluid parameters are displayed as well.
  118.  
  119.         The user can modify the example to see what the effects of higher 
  120.         flow  rates,   higher  discharge  pressure,  changes  in  suction 
  121.         temperature, etc. will have on the operation of the compressor.
  122.  
  123.  
  124.  
  125.  
  126.  
  127.                                         2
  128.  
  129.  
  130.  
  131.  
  132.  
  133.  
  134.  
  135.  
  136.         For example,  press the <esc> to move the curser bar to DISCHARGE 
  137.         PRESSURE and enter 1200<cr>.   Make sure you press the return and 
  138.         not the down arrow or the value will be unchanged.   Look at  the 
  139.         bottom  of  the  right hand column,  the  calculated  speed,  the 
  140.         calculated efficiency and the discharge temperature.
  141.  
  142.         Change  the discharge pressure back to 1020 and change the  inlet 
  143.         flow  rate  to 700 MCFD.   Look at the bottom of the  right  hand 
  144.         column,  the calculated discharge temperature, the efficiency and 
  145.         the calculated ACFM.
  146.  
  147.         ERROR MESSAGES
  148.  
  149.         The  program has a number of data checks built into  the  program 
  150.         to  prevent or reduce data errors.   The basic input routine will 
  151.         accept numbers in the form xxxx.x or x.xxxExx.   Checks are  made 
  152.         to ensure that letters and other symbols are not entered and  the 
  153.         form of the numbers is checked.   For example,  "0.-55",  "-.3.6" 
  154.         and  "34.5-" are not valid data forms.   If these are entered the 
  155.         computer  beeps and a message is displayed on the bottom line  of 
  156.         the screen.
  157.  
  158.         Once an input value has been entered,  it is checked for validity 
  159.         if this is possible.  Some of the checks made are:
  160.  
  161.         - specific gravity   0.5539 < G < 1.50
  162.         - mole fraction         0.0 < Z < 1.0  and SUM(Z) <= 1.0   
  163.         - suction pressure     14.7 < Ps
  164.         - discharge pressure     Pd > Ps
  165.  
  166.         In  addition,  a number of data checks are made of  the  envelope 
  167.         data.  The ACFM - Head data are fitted to quadratic curves in two 
  168.         sets of three points:  (1,2,4) and (1,3,4).   The coefficients of 
  169.         the curves are checked as described in the O&GJ article.   If one 
  170.         curve is concave upward or has a negative constant,  a message is 
  171.         printed  to indicate that one of the two sets of data have a  bad 
  172.         point.   The  bad  set  of  data is  discarded  and  the  program 
  173.         continues.   If both sets of coefficients are bad,  the following 
  174.         message is printed on the screen:
  175.  
  176.         ** ERROR ** IMPROPER VALUES IN ENVELOPE DATA
  177.  
  178.         If you continue at this point,  a fatal error will result and the 
  179.         program will have to be restared.
  180.  
  181.         After these checks are done, the first curve is used to calculate 
  182.         the  head  at the third ACFM point and the result is compared  to 
  183.         the input data.  If the values are different by more than 2%, the 
  184.         following message is printed:
  185.  
  186.         PROBLEM WITH MAX SPEED DATA - CHECK ACCURACY BEFORE PROCEEDING
  187.  
  188.         If  this  or  no message  is  printed,  the  resulting  quadratic 
  189.         coefficients are averaged and the program proceeds.
  190.  
  191.  
  192.  
  193.                                         3
  194.  
  195.  
  196.  
  197.  
  198.  
  199.  
  200.  
  201.  
  202.         OTHER PRODUCTS
  203.  
  204.         The methods used in this program are taken from a larger pipeline 
  205.         simulation program written by the author.   This product,  called 
  206.         "PLM",  is commercially available on a licence or timeshare basis 
  207.         and priced to be competitive.  For further information, write to;
  208.  
  209.         Tom Walton
  210.         9 Acadie Road
  211.         Aylmer, Quebec
  212.         Canada
  213.         J9J 1H7
  214.  
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235.  
  236.  
  237.  
  238.  
  239.  
  240.  
  241.  
  242.  
  243.  
  244.  
  245.  
  246.  
  247.  
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253.  
  254.  
  255.  
  256.  
  257.  
  258.  
  259.                                         4
  260.  
  261.  
  262.  
  263.  
  264.  
  265.