Гидравлическая увязка газопроводов сети низкого давления

 

Основной целью расчета является определение оптимальных диаметров газопровода с поддержанием заданного перепада давления в газовой сети низкого давления.

Допустимые потери давления на местные сопротивления принимаются из расчета 10% от потерь на трение, т.е. Па

Удельные потери давления Па/м, определяются по формуле:

 

 

Ориентировочные потери давления на участках сети сводим в таблицу 8.

Диаметр трубопроводов подбираем исходя из ориентировочных потерь давления и расчетного расхода газа на участках, которые находим по номограмме.

Потери давления на участке сети определяем по формуле:

 

 

Затем вычисляем ошибку при расчете, которая не должна превышать 10% по формуле:

 

 

Результаты расчета сводим в таблицу 9.

Рассмотрим расчёт для участка 1. Участок принадлежит к I кольцу. Длина участка 698м. Расчётный расход на участке принимаем по таблице 7, .По ориентировочным удельным линейным потерям давления подбираем по номограмме для сетей низкого давления диаметр участка так, чтобы удельные линейные потери давления были как можно ближе к ориентировочным. принимаем диаметр 114х4. Тогда потери давления на участке составляют

Далее считается отношение падения давления на участке к расходу

 

.

 

Аналогично выполняется расчёт для остальных участков кольца. Далее суммируются потери давления на участках кольца с учётом знаков. Считаем невязку. Делаем уточняющий расчёт.

Для кольца I:

 

 

При этом к расчётным расходам прибавляем поправочные расходы, м3/ч, вычисляемые по формулам:

 

 

где  - поправка первого порядка, м3/ч;

 

,

 

Для кольца I:

 

 

- поправка второго порядка, м3/ч.

 

Для кольца I:

 

 

Окончательный расчетный расход:

 

,

 

Где , - поправочный расход на участке, м3/ч

 - поправочный расход соседнего кольца (прибавляется к расходу на участке с противоположным знаком) м3/ч.

По новому расчетному расходу и определенному диаметру в предварительном расчете определяем потери давления газа на участках сети, а ошибку при расчете определяем повторно.

Ориентировочные удельные потери давления на участках сети

 

Таблица 8

№ ГРП	Основные направления	∑L,м	910/∑L,Па/м
1	1	687,9	1,323
	10 9 2	1911	0,476
	18	738	1,233
	10 11 12 13	2243	0,406
2	4 3 2	1545	0,589
	4 8 12 13	2243	0,406
	7 13	1213	0,750
	5 6	1213	0,750
3	14	515	1,767
	22 15 13	1768	0,515
	22 21 16 12 13	2798	0,325
	22 21 20 17 11 12 13	3828	0,238
	22 21 20 19	2283	0,399
	22 24 31	1768	0,515
	23	515	1,767
	22 21 25 30 31	2798	0,325
	22 21 25 34 38	2981	0,305
4	40 32	1030	0,883
	33 31	1213	0,750
	39 38	1030	0,883
5	28 29 30 31	2283	0,399
	28 26 19	2214	0,411
	28 35	1436	0,634
	28 29 34 38	2466	0,369
	36 37	1396	0,652
	28 26 17 11 12 13	3759	0,242
	27	738	1,233

Таблица 9 - Гидравлический расчет кольцевой сети низкого давления

кольцо	Участки кольца				Предварительное распределение расходов				∆Qк',м³/ч	∆Qк'',м³/ч	∆Qк,м³/ч	Окончательное распределение расходов					∆Qк',м³/ч	∆Qк'',м³/ч	∆Qк,м³/ч	Окончательное распределение расходов
	Узлы	Смежные кольца	l,м	Dн*S	Q,м³/ч	∆P/l Па/м	∆Р,Па	∆Р/Q,Па*ч/м³				∆Q,м³/ч	Qр,м³/ч	(Qр/Q)1,8	∆Р,Па	∆Р/Q,Па*ч/м³				∆Q,м³/ч	Qр,м³/ч	(Qр/Q)1,8	∆Р,Па	∆Р/Q,Па*ч/м³	1,1*∆Р,Па
I	1		698	108*4	79,85	1,32	923,45	11,56	-25,01	-5,82	-30,83	-30,83	49,02	0,42	383,69	7,83	-5,27	-0,99	-6,26	-6,26	42,76	0,78	300,01	7,02	330,02
	2		515	114*4	-58,92	0,25	-128,75	2,19				-30,83	-89,75	2,13	-274,63	3,06				-6,26	-96,01	1,13	-310,07	3,23	-341,08
	9	2	698	140*4,5	-133,41	0,48	-332,25	2,49				8,52	-124,89	0,89	-295,05	2,36				0,69	-124,21	0,99	-292,13	2,35	-321,34
	10	5	515	159*4	-233,71	0,41	209,09	-0,89				-51,11	-284,82	1,43	298,50	-1,05				-5,41	-290,23	1,03	308,77	-1,06	339,65
Ошибка	84,28						671,55	15,35					17,97		112,51	12,20					1,09		6,58	11,53	7,24
II	9	1	698	159*4	133,41	0,48	332,25	2,49	-26,57	-12,77	-39,35	-8,52	124,89	0,89	295,05	2,36	-5,28	-1,67	-6,95	-0,69	124,21	0,99	292,13	2,35	321,34
	3		515	140*4,5	-112,48	0,35	-180,25	1,60				-39,35	-151,83	1,72	-309,29	2,04				-6,95	-158,78	1,08	-335,24	2,11	-368,77
	8	3	698	159*4	196,89	0,41	283,39	1,44				-36,25	160,64	0,69	196,48	1,22				-4,24	156,40	0,95	187,25	1,20	205,97
	11	6	515	159*4	-102,63	0,24	-122,57	1,19				1,51	-101,12	0,97	-119,33	1,18				0,42	-100,69	0,99	-118,44	1,18	-130,28
Ошибка	68,12						312,82	6,73					13,67		62,90	6,80					5,51		25,70	6,84	28,27
III	8	2	698	159*4	-196,89	0,41	-283,39	1,44	8,92	-12,02	-3,10	36,25	-160,64	0,69	-196,48	1,22	3,12	-5,83	-2,71	4,24	-156,40	0,95	-187,25	1,20	-205,97
	4		515	273*7	-537,00	0,41	-209,09	0,39				-3,10	-540,10	1,01	-211,27	0,39				-2,71	-542,81	1,01	-213,18	0,39	-234,50
	7	4	698	114*4	106,11	0,71	492,09	4,64				1,03	107,14	1,02	500,75	4,67				-0,48	106,66	0,99	496,71	4,66	546,38
	12	7	515	140*4,5	-86,89	0,24	-122,57	1,41				0,57	-86,32	0,99	-121,12	1,40				1,52	-84,79	0,97	-117,30	1,38	-129,03
Ошибка	-22,21						-122,96	7,88					-5,46		-28,12	5,15					-4,14		-21,02	7,63	-23,12
IV	7	3	698	133*4	-106,11	0,75	-523,50	4,93	-9,19	5,05	-4,13	-1,03	-107,14	1,02	-532,72	4,97	-3,42	1,19	-2,23	0,48	-106,66	0,99	-528,42	4,95	-581,26
	5		515	140*4,5	187,42	0,75	386,25	2,06				-4,13	183,29	0,96	371,05	2,02				-2,23	181,06	0,98	362,97	2,00	399,27
	6		698	108*4	73,32	0,75	523,50	7,14				-4,13	69,19	0,90	471,58	6,82				-2,23	66,96	0,94	444,58	6,64	489,04
	13	8	515	114*4	-54,10	0,24	-122,57	2,27				-18,86	-72,96	1,71	-209,97	2,88				-2,29	-75,24	1,06	-221,96	2,95	-244,15
Ошибка	33,90						263,68	16,40					12,61		99,95	16,69					7,34		57,18	16,55	62,90
V	18		738	108*4	-84,43	1,23	-909,95	10,78	25,94	-5,66	20,28	20,28	-64,15	0,61	-555,00	8,65	-0,36	-0,50	-0,86	-0,86	-65,01	1,02	-568,40	8,74	-625,24
	10	1	515	159*4	233,71	0,41	209,09	0,89				51,11	284,82	1,43	298,50	1,05				5,41	290,23	1,03	308,77	1,06	339,65
	17	6	738	219*6	-259,22	0,24	-175,64	0,68				61,14	-198,08	0,62	-108,23	0,55				6,51	-191,56	0,94	-101,90	0,53	-112,10
	19	9	515	133*4	84,43	0,40	205,49	2,43				33,16	117,59	1,82	373,07	3,17				-0,44	117,15	0,99	370,56	3,16	407,61
Ошибка	-89,46						-671,02	14,78					1,25		8,34	13,42					1,34		9,02	13,50	9,93
VI	17	5	738	219*6	259,22	0,24	175,64	0,68	-30,55	-10,31	-40,86	-61,14	198,08	0,62	108,23	0,55	-2,29	-5,08	-7,37	-6,51	191,56	0,94	101,90	0,53	112,10
	11	2	515	159*4	102,63	0,24	122,57	1,19				-1,51	101,12	0,97	119,33	1,18				-0,42	100,69	0,99	118,44	1,18	130,28
	16	7	738	219*6	-205,67	0,33	-239,85	1,17				-37,19	-242,86	1,35	-323,50	1,33				-3,14	-246,00	1,02	-331,06	1,35	-364,17
	20	10	515	219*6	353,92	0,24	122,57	0,35				-21,48	332,44	0,89	109,51	0,33				0,73	333,17	1,00	109,94	0,33	120,94
Ошибка	54,78						180,93	3,38					4,11		13,57	3,39					-0,23		-0,77	3,38	-0,85
VII	16	6	738	219*6	205,67	0,33	239,85	1,17	-9,80	6,13	-3,67	37,19	242,86	1,35	323,50	1,33	-5,39	1,16	-4,23	3,14	246,00	1,02	331,06	1,35	364,17
	12	3	515	140*4,5	86,89	0,24	122,57	1,41				-0,57	86,32	0,99	121,12	1,40				-1,52	84,79	0,97	117,30	1,38	129,03
	15	8	738	133*4	-110,32	0,52	-380,07	3,45				-18,40	-128,72	1,32	-501,67	3,90				-4,29	-133,01	1,06	-532,17	4,00	-585,39
	21	11	515	426*9	1251,43	0,24	122,57	0,10				-11,41	1240,02	0,98	120,57	0,10				-7,71	1232,31	0,99	119,22	0,10	131,14
Ошибка	24,26						104,92	6,12					11,91		63,52	6,73					6,44		35,41	6,83	38,95
VIII	15	7	738	133*4	110,32	0,52	380,07	3,45	17,16	-2,44	14,72	18,40	128,72	1,32	501,67	3,90	1,52	-1,47	0,06	4,29	133,01	1,06	532,17	4,00	585,39
	13	4	515	144*4	54,10	0,24	122,57	2,27				18,86	72,96	1,71	209,97	2,88				2,29	75,24	1,06	221,96	2,95	244,15
	14		738	89*3	-77,53	1,77	-1304,05	16,82				14,72	-62,81	0,68	-892,58	14,21				0,06	-62,75	1,00	-891,15	14,20	-980,27
	22	12	515	426*9	1697,29	0,24	122,57	0,07				16,85	1714,14	1,02	124,77	0,07				-0,77	1713,38	1,00	124,67	0,07	137,14
Ошибка	-70,37						-678,84	22,60					-6,50		-56,17	21,06					-1,40		-12,35	21,23	-13,59
IX	27		738	108*4	84,43	1,23	909,95	10,78	-16,67	3,78	-12,89	-12,89	71,54	0,74	675,40	9,44	0,02	-0,43	-0,42	-0,42	71,13	0,99	668,34	9,40	735,18
	19	5	515	133*4	-84,43	0,40	-205,49	2,43				-33,16	-117,59	1,82	-373,07	3,17				0,44	-117,15	0,99	-370,56	3,16	-407,61
	26	10	738	273*7	-402,85	0,24	-178,60	0,44				6,50	-396,35	0,97	-173,44	0,44				7,68	-388,67	0,97	-167,44	0,43	-184,18
	28	13	515	426*9	-1247,24	0,24	-124,63	0,10				-25,47	-1272,71	1,04	-129,25	0,10				-4,53	-1277,24	1,01	-130,08	0,10	-143,09
Ошибка	56,57						401,24	13,75					-0,05		-0,36	13,15					0,04		0,27	13,09	0,30
X	26	9	738	273*7	402,85	0,24	178,60	0,44	-26,90	7,51	-19,39	-6,50	396,35	0,97	173,44	0,44	-10,95	2,85	-8,10	-7,68	388,67	0,97	167,44	0,43	184,18
	20	6	515	219*6	-353,92	0,24	-122,57	0,35				21,48	-332,44	0,89	-109,51	0,33				-0,73	-333,17	1,00	-109,94	0,33	-120,94
	25	11	738	219*6	349,33	0,31	225,09	0,64				-27,13	322,20	0,86	194,61	0,60				-11,58	310,63	0,94	182,20	0,59	200,42
	29	14	515	219*6	-379,44	0,37	-190,04	0,50				-34,23	-413,67	1,17	-222,00	0,54				-12,86	-426,53	1,06	-234,58	0,55	-258,04
Ошибка	25,43						91,08	1,93					10,45		36,54	1,91					1,48		5,12	1,90	5,63
XI	25	10	738	219*6	-349,33	0,31	-225,09	0,64	14,34	-6,60	7,74	27,13	-322,20	0,86	-194,61	0,60	5,41	-1,93	3,48	11,58	-310,63	0,94	-182,20	0,59	-200,42
	21	7	515	426*9	-1251,43	0,24	-122,57	0,10				11,41	-1240,02	0,98	-120,57	0,10				7,71	-1232,31	0,99	-119,22	0,10	-131,14
	24	12	738	133*4	110,32	0,52	380,07	3,45				9,87	120,19	1,17	443,45	3,69				2,65	122,84	1,04	461,24	3,75	507,36
	30	15	515	159*4	-140,71	0,33	-167,38	1,19				-6,48	-147,19	1,08	-181,50	1,23				2,61	-144,58	0,97	-175,75	1,22	-193,33
Ошибка	-30,16						-134,97	5,38					-11,32		-53,22	5,62					-3,40		-15,94	5,65	-17,53
XII	24	11	738	133*4	-110,32	0,52	-380,07	3,45	-7,34	5,21	-2,13	-9,87	-120,19	1,17	-443,45	3,69	-0,71	1,53	0,82	-2,65	-122,84	1,04	-461,24	3,75	-507,36
	22	8	515	426*9	-1697,29	0,24	-122,57	0,07				-16,85	-1714,14	1,02	-124,77	0,07				0,77	-1713,38	1,00	-124,67	0,07	-137,14
	23		738	108*4	77,53	1,20	885,60	11,42				-2,13	75,40	0,95	842,31	11,17				0,82	76,22	1,02	858,95	11,27	944,84
	31	16	515	114*4	-54,10	0,30	-154,50	2,86				-16,76	-70,86	1,63	-251,16	3,54				-1,16	-72,02	1,03	-258,60	3,59	-284,47
Ошибка	29,62						228,46	17,80					2,76		22,93	18,48					1,69		14,44	18,69	15,88
XIII	36		698	159*4	-169,89	0,65	-455,10	2,68	8,44	4,15	12,59	12,59	-157,30	0,87	-396,22	2,52	2,36	1,76	4,12	4,12	-153,19	0,95	-377,75	2,47	-415,53
	28	9	515	426*9	1247,24	0,24	124,63	0,10				25,47	1272,71	1,04	129,25	0,10				4,53	1277,24	1,01	130,08	0,10	143,09
	35	14	698	108*4	72,56	0,63	442,53	6,10				-2,26	70,30	0,94	418,00	5,95				-0,64	69,65	0,98	411,15	5,90	452,27
	37		515	89*3	-53,53	0,65	-335,78	6,27				12,59	-40,94	0,62	-207,27	5,06				4,12	-36,83	0,83	-171,28	4,65	-188,41
Ошибка	-32,95						-223,71	15,15					-9,77		-56,24	13,63					-1,43		-7,80	13,12	-8,58
XIV	35	13	698	108*4	-72,56	0,63	-442,53	6,10	10,58	4,27	14,85	2,26	-70,30	0,94	-418,00	5,95	4,03	0,73	4,76	0,64	-69,65	0,98	-411,15	5,90	-452,27
	29	10	515	219*6	379,44	0,37	190,04	0,50				34,23	413,67	1,17	222,00	0,54				12,86	426,53	1,06	234,58	0,55	258,04
	34	15	698	159*4	194,93	0,31	212,89	1,09				0,63	195,56	1,01	214,13	1,09				3,89	199,45	1,04	221,85	1,11	244,04
	38		515	114*4	-53,53	0,31	-157,08	2,93				14,85	-38,68	0,56	-87,53	2,26				4,76	-33,92	0,79	-69,11	2,04	-76,02
Ошибка	-39,24						-196,68	10,63					-14,74		-69,39	9,84					-5,09		-23,83	9,60	-26,21
XV	34	14	698	159*4	-194,93	0,31	-212,89	1,09	6,78	7,44	14,22	-0,63	-195,56	1,01	-214,13	1,09	-0,89	1,76	0,87	-3,89	-199,45	1,04	-221,85	1,11	-244,04
	30	11	515	159*4	140,71	0,33	167,38	1,19				6,48	147,19	1,08	181,50	1,23				-2,61	144,58	0,97	175,75	1,22	193,33
	33	16	698	159*4	-179,05	0,75	-523,50	2,92				-0,42	-179,47	1,00	-525,70	2,93				-1,11	-180,58	1,01	-531,58	2,94	-584,74
	39		515	114*4	102,79	0,88	454,75	4,42				14,22	117,01	1,26	574,18	4,91				0,87	117,88	1,01	581,89	4,94	640,08
Ошибка	-16,82						-114,27	9,63					2,12		15,85	10,16					0,56		4,21	10,21	4,64
XVI	33	15	698	159*4	179,05	0,75	523,50	2,92	14,71	-0,07	14,64	0,42	179,47	1,00	525,70	2,93	2,33	-0,35	1,98	1,11	180,58	1,01	531,58	2,94	584,74
	31	12	515	114*4	54,10	0,30	154,50	2,86				16,76	70,86	1,63	251,16	3,54				1,16	72,02	1,03	258,60	3,59	284,47
	32		515	108*4	-73,32	0,88	-454,75	6,20				14,64	-58,68	0,67	-304,58	5,19				1,98	-56,70	0,94	-286,30	5,05	-314,93
	40		698	140*4,5	-187,42	0,88	-616,33	3,29				14,64	-172,78	0,86	-532,42	3,08				1,98	-170,80	0,98	-521,47	3,05	-573,62
Ошибка	-44,95						-393,08	15,27					-7,45		-60,15	14,75					-2,20		-17,59	14,64	-19,35

 

Гидравлический расчет кольцевой сети низкого давления Таблица 9

 

Таблица 10 - Гидравлический расчёт аварийных режимов

Показатели участка						Показатели участка
N	dн×S, мм	ly, м	Qy, м3/ч	(Рн2-Рк2)/(1,1Lу)	Рн2-Рк2, (кПа)2	N	dн×S, мм	ly, м		Qy, м3/ч		(Рн2-Рк2)/(1,1Lк)			Рн2-Рк2, (кПа)2
1	2	3	4	5	6	1	2	3		4		5			6
Отказал участок 1-2						Отказал участок 20-1
2-3	273х7	702,6	234	-	-	20-19	273х7	559		581		-			-
3-4	273х7	747,8	295	-	-	19-18	273х7	886,6		643		-			-
4-5	273х7	202	573	-	-	18-17	273х7	119,4		800		-			-
5-6	273х7	537,4	727	-	-	17-16	273х7	741,5		865		-			-
6-7	273х7	464	872	-	-	16-15	273х7	617,5		2161		30			-
7-8	273х7	274,6	10059	800	2196,8	15-14	273х7	874,6		2422		40			349,84
8-9	273х7	160,7	11110	980	1574,86	14-13	273х7	789,9		14800		1600			12638,4
9-10	273х7	587,7	11134	990	5818,23	13-12	273х7	377,8		15128		1800			6800,4
10-11	273х7	315,2	11149	993	3129,936	12-11	273х7	917,1		15142		1841			16883,81
11-12	273х7	917,1	11154	996	9134,316	11-10	273х7	315,2		15148		1846			5818,592
12-13	273х7	377,8	11168	998	3770,444	10-9	273х7	587,7		15163		1853			10890,08
13-14	273х7	783,9	11497	1100	8622,9	9-8	273х7	160,7		15186		1867			3000,269
14-15	273х7	874,6	23874	5000	43730	8-7	273х7	274,6		16237		2000			5492
15-16	273х7	617,5	24135	5833	36018,775	7-6	273х7	464		25424		6670			30948,8
16-17	273х7	741,5	25432	6667	49435,805	6-5	273х7	537,4		25570		6684			35919,82
17-18	273х7	119,4	25496	6680	7975,92	5-4	273х7	202		25723		6708			13550,16
18-19	273х7	886,6	25653	6800	60288,8	4-3	273х7	747,8		26002		7500			56085
19-20	273х7	559	25715	6850	38291,5	3-2	273х7	702,6		26062		7540			52976,04
20-1	273х7	122	26297	8332	10165,04	2-1	273х7	378,9		26297		8332			31569,95
			∑		280153,326					∑					282923
Конечное давление		282,572				Конечное давление		277,627
													1	2		3
-прачечные													86,2	88,1		7,9
-бани													334,6	372,8		33,4
-хлебозаводы													219,7	224,7		20,2
-отопление жилых и общественных зданий в районах 1 и 2													7775,6	11818,3		-
-вентиляция жилых и общественных зданий в районах 1 и 2													99,1	515,4		-
-централизованное горячее водоснабжение в районах 1 и2													5249,9	5348,3		-
-промпредприятия (ПП)													207,4	21,1		92,1
грп1									398				13124,6	17682,0
грп2									830,53
грп3									1852,35
грп4									469,26
грп5									1501,56

 

Гидравлический расчет магистральных газопроводов высокого давления (ГВД)

 

На генплане района города намечают прокладку газопроводов высокого или среднего давления (согласовать с преподавателем). 3акольцовывание газопроводов наиболее целесообразно в районах с многоэтажной застройкой кварталов. Трассировка газопроводов производится таким образом, чтобы длина ответвлений от кольцевого газопровода была минимальной (не более 200 м для повышения надежности газовых сетей). К газопроводу высокого или среднего давления присоединяются все промышленные предприятия, бани, прачечные, хлебозаводы, районные или квартальные котельные, ТЭЦ и газорегуляторные пункты (ГРП).

Гидравлический расчет кольцевого газопровода высокого или среднего давления производить после согласования с руководителем проекта намеченной трассы газовых сетей.

Гидравлический расчет магистральных газопроводов производится для двух аварийных и нормального режимов потребления газа.

Начальное давление газа принимается по заданию (давление газа на выходе из газораспределительной станции - ГРС). Конечное давление газа при максимальной нагрузке газовой сети должно обеспечивать нормальную работу регулятора давления газе. В большинстве случаев перед ГРП достаточно иметь избыточное давление газа примерно 200...250 кПа абс.(1,2).

На расчетной схеме газопроводов высокого или среднего давления наносятся номера участков, расстояние между участками в метрах, расчетные расходы газа в м3/час., наименование промышленных предприятий и их расходы, квартальные или районные котельные.