Выбор диаметров и гидравлический расчет газопроводов.

 

При движении газа в газопроводах высокого и среднего давления происходит значительное падение давления по длине в результате преодоления гидравлических сопротивлений. Это приводит к уменьшению плотности и изменению линейной скорости газа, что следует учитывать при гидравлическом расчёте газопроводов. Городские газовые сети рассчитывают на заданный перепад давления, так как в город газ поступает от ГРС под определённым давлением P_Н, которое поддерживается не ниже заданной величины. Конечное давление принимаем таким, чтобы при максимальной нагрузке сети было обеспечено минимально допустимое давление газа перед регуляторами. В большинстве случаев перед ГРП достаточно обеспечить 0,4-0,6 от P_Н. Газовые сети высокого давления для малых городов можно выполнять в виде разветвлённых тупиковых сетей.

Распределительная сеть средней (высокой) ступени давления чаще выполняется незакольцованной (тупиковой), к которой присое­диняются сосредоточенные крупные потребителе газа, как например котельные (ТЭЦ), промпредприятия, ГРП более низких ступеней давления, банно-прачечные комбинаты, хлебозаводы и так далее потребляющие газ данного давления.

При трассировке сетей среднего (высокого) давления следу­ет руководствоваться указаниями п.4.14[2], согласно которым допускается укладка газопроводов низкого и среднего (высокого) давлений в одной траншее.

Определение расчетных расходов участков сети (расчет потокораспределения) при одном узле писания (ГРС) производятся пу­тем последовательного суммирования расходов потребителей, питающихся в конце участка. Так как путевая составляющая расхода равна нулю, то, следовательно, расчетный расход по длине участка не меняется.

Гидравлические потери давления участка сети

 

(5.1)

 

где - абсолютное давление соответственно в начальном и ко­нечном (по направлению движения газа) узлах участка, МПа.

Гидравлический уклон участка сети без учета местных потерь давления, (МПа)²/м

(5.2)

При известном давлении в начале участка используя формулы (5.1), (5.2) получаем выражение для определения давления в конце участка,

(5.3)

Рассмотрим методику расчета незакольцованной распределительной сети среднего (высокого) давления.

1. При известном из задания давлении перед городом (после ГРС) задаемся (либо принимаем в соответствии с исходными данными на проектирование) давлениями газа перед потребителями.

2. Выбираем главное направление от узла питания до конеч­ного, наиболее удаленного узла и определяем средний гидравлический уклон по этому направле­нию.

3. Последовательно рассматривая каждой участок выбранного направления по формуле (5.3) вычисляем неизвестные давления в узлах. Расчет начинается с участка, начальным узлом которого явля­ется узел предыдущего с заданным давлением . Начальным узлом следующего участка является ко­нечный узел предыдущего участка, давление в котором уже определе­но и так далее.

4. После определение давлений при вычисленных расчетных участков выбираем диаметры трубопроводов с помощью номог­раммы приложения 2[5]. В случае, если длина участка выходит за пределы шкалы длин, ее уменьшают в целое число раз и во столько же раз уменьшают величину (так, чтобы участка не изменилось). В дальнейшем процедура выбора диа­метра трубы сохраняется прежней.

5. Проводим поверочный расчет, целью которого является уточнение давлений в узлах при выбранных стандартных диаметрах труб, отличающихся от расчетных. Для этого проводим прямую через точку на шкале расходов и точку на шкале стандартны: диаметров до пересечения с немой шкалой. Через эту точку и точку на шкале длин проводим прямую до пересечения со шкалой давлений, выписывая фактические значение потерь давления участка

6. Пересчитываем значение узла при неизменней (вы­численной из расчета предыдущего участка) величине по формуле

(5.5)

Подобный пересчет производим для всех узлов сети (исклю­чая узел питания), в том числе и для конечных узлов перед пот­ребителями.

В случае, если давление газа перед потребителем окажется за пределами допустимого, необходимо изменить соответствующий диа­метр, в чем собственно и состоит гидравлическая увязка разветвлен­ной сети. При этом гидравлический расчет сети заканчивается.

Результаты приведены в табл.5.1-5.3.

 

 

Проверка невязок по узлам.

Узел 5

Q_2-3

Q_2-8Q_1-2

Q_узл12

 

Q_узл2=0,5*(Q_2-3 +Q_2-8 +Q_1-2)=0

-Q_2-3 -Q_2-8 +Q_1-2- Q_узл2=-4616-20904+25520-0=0

 

 

Узел 9

Q_8-9

Q_9-10Q_узл9

Q_9-11

 

Q₉=0,5*(Q_8-9 +Q_9-10 +Q_9-11)=0

Q_8-9 –Q_9-10 –Q_9-11- Q_узл9=17794-11822-5972-0=0

 

Узел 3

Q_3-5

Q_3-4Q_узл3

Q_2-3

 

Q_узл3=0,5*(Q_3-5 +Q_3-4 +Q_2-3)=0

Q_2-3 –Q_3-4 –Q_3-5- Q_узл3=4616-2057-2559=0