В.5Гидравлический расчет кольцевых газовых сетей высокого (среднего) давления.

Газовые сети высокого (среднего) давления являются верхним иерархи­ческим уровнем городской системы газоснабжения. Для средних и боль­ших городов их проектируют кольцевыми (резервированными), и только для малых городов они могут выпол­няться в виде разветвленных тупиковых сетей. Все городские сети рассчитывают на заданный перепад давления. Такой подход к расчёту связан с тем, что в город газ поступает под определен­ным давлением и поддерживается не ниже заданной величины. При движе­нии газа по сетям высокого, среднего и низкого давления, а также при исте­чении из сопл газовых горелок все избыточное давление газа теряется. Городские системы не имеют нагнета­телей, поэтому давление газа в систе­ме не может увеличиваться. В связи с этим при технико-экономическом расчете городских сетей расход энер­гии на повышение давления газа не учитывают. Расчетный перепад давления для сетей высокого (среднего) давления определяют исходя из следующих со­ображений. Начальное давление при­нимают максимальным по СниП(Г/пр высокого давления Iкатегории рабочее давление 0,6-1,2Мпа,II категории 0.3-0.6Мпа, Г/пр среднего давления 0,3МПа до 5Кпа и Г/пр низкого давления до 5Кпа) Ко­нечное давление принимают таким, чтобы при максимальной нагрузке сети

было обеспечено минимально допус­тимое давление газа перед регуляторами. Величина этого давления скла­дывается из максимального давления газа перед горелками, перепада давле­ний в абонентском ответвлении при максимальной нагрузке и перепада в газорегуляторном пункте. В большин­стве случаев перед ГПР достаточно иметь избыточное давление примерно 0,15...0,2 МПа. Для разветвленных (нерезервиро­ванных) сетей потокораспределение однозначно определяется заданной схемой системы, а диаметры рассчи­тывают при полном использовании максимального перепада давления. При расчете кольцевых сетей необходимо оставлять резерв давления для увели­чения пропускной способности систе­мы при аварийных гидравлических режимах. Принятый резерв следует проверять расчетом при возникнове­нии наиболее неблагоприятных ава­рийных ситуаций, обычно возникающих при выключении головных участков сети. Для многокольцевой сети неблагоприятных режимов может быть несколько. Стопроцентное обеспечение потребителей газом при отказах элементов системы связано с дополнительными капитальными вложениями. Ввиду кратковременности ава­рийных ситуаций следует допускать снижение качества системы при отка­зах ее элементов. Снижение качества оценивают коэффициентом обеспечен­ности Коб, который зависит от категории потребителей. Таким образом, количество газа, подаваемого потреби­телям при аварийном гидравлическом режиме Qaв, не должно быть меньше предельного значения, определяемого соотношением Qaв= Коб*Qрасч. Коб,=0-1 Сети высокого (среднего) давления являются управляемыми, к ним присоединяют ограниченное число крупных потребителей, режимом подачи газа которым управляет диспетчерская служба. Следствием управляемости сети является и особая постановка задачи расчёта аварийного гидравлического режима, заключающаяся в том, что не только в расчётном режиме, но и в аварийных ситуациях узловые расходы газа являются заданными. Это положение позволяет вести расчёт аварийных режимов теми же методами, какими определяют диаметры газопроводов при расчётном режиме. Отличие состоит лишь в том, что меняется геометрия сети: выключают один или несколько элементов и уменьшают узловые нагрузки в соответствии с принятыми коэффициентами обеспеченности. Возможные значения коэффициентов обеспеченности: Коммунально-бытовых потребителей обычно питают от сети низкого давления после ГРП. Возможное уменьшение подачи газа ограничено нижним пределом, который устанавливают из соображений минимально допустимого давления газа перед приборами. Это минимальное давление определяется минимальной нагрузкой, которую принимаю равной 50 % расчётного значения. Половину нормы газообразного топлива будем получать примерно 20…30% потребителей, причём такое снижение подачи топлива существенно не отразится на приготовлении пищи. В основном это будет отражаться на качестве горячего водоснабжения. Как показывают исследования, при снижении давления после ГРП можно уменьшить максимальный расход примерно на 15-20%. Следовательно, для коммунально-бытовых потребителей Коб=0,7-0,75. Для промышленных предприятий: - имеющих резервное топливо Коб=0, -не имеющих резервного топлива Коб=1. Таким образом, Коб можно определить для всех сосредоточенных потребителей и на их основе рассчитывать гидравлические режимы. После обоснования Коб для всех потребителей решают вторую задачу, т.е определяют необходимый резерв пропускной способности сети. Для однокольцевого газопровода аварийных режимов, подлежащих расчёту, два: при включении головных участков слева и справа от точки питания. Каждый аварийный режим превращает кольцевую сеть в тупиковую. Рекомендуется следующий порядок расчёта однокольцевой газовой сети высокого (среднего) давления: 1.Производим предварительный расчёт диаметра кольца по приближённым значениям: , i=1 до n

Qр-расчётный расход газа; Qi- расчётные расходы газа потребителями; Pн,Pк- абсолютное давление газа вначале и в конце сети;Lк- протяжённость кольца (коэффициент 1,1 учитывает местные сопротивления); 0,59- приближённое значение коэф a,зависящего от соотношения м/у путевым и транзитными расходами и числа мелких потребителей, составляющих путевую нагрузку.Целесообразно применять постоянный диаметр кольца. Если такой диаметр подобрать не удаётся, то участки газопроводов, расположенные диаметрально противоположно точке питания, следует прокладывать меньшего диаметра,

но не менее чем 0,75 диаметра головного участка. 2.Выполняем два варианта гидравлического расчёта аварийных режимов при выключенных головных участках слева и справа от точки питания. Диаметры участков корректируем так, чтобы давление газа у последнего потребителя не понижалось ниже минимально допустимого значения. Для всех ответвлений рассчитываем диаметры газопроводов на полное использование перепада давления с подачей им Kобi*Qi газа. 3. Рассчитываем распределение потоков при нормальном режиме и определяем давление газа во всех узловых точках.

4.Проверяем диаметры ответвлений к сосредоточенным потребителям при расчётном гидравлическом режиме. При недостаточности диаметров увеличиваем их до необходимых размеров.

 

Классификация газопроводов.

Осн. треб. к г/пр: надежность и бесперебойность, безопасность, простота и удобство в эксплуатации, возможность строительства и ввода в эксплуатацию системы по частям, капитальные вложения и эксплуатационные расходы д.б. минимальны. Г/пр системы г/сн согласно СниПу2.04.08-87* классификация в зависимости от давл. транспортного газа следующая: -г/пр высокого давл. 1кат. 0,6<=Ризб<=1,2Мпа; - г/пр высокого давл. 2кат. 0,3<Ризб<=0,6Мпа; - г/пр среднего давл. 5кПа<Ризб<=0,3Мпа; - г/пр низкого давл. Ризб<=5кПа. По назначению сист. г/сн различают: -распределительные г/пр, кот. обеспечивают подачу газа от источника г/сн (ГРС, ГРП, ГРУ) до г/пр вводов, а также г/пр высокого и среднего давл. предназначенные для подачи к первому объекту (ГРП, ГРУ, промпредприятий, котельных); -г/пр-вводы, которыми являются г/пр от места присоединения к газораспределительному г/пр до отключающего устройства на вводе; -вводные г/пр, участки от отключающего устройства на вводе здания (если оно установлено снаружи) до внутреннего г/пр, включая г/пр проложенный через стену здания в футляре; -внутренние г/пр, участок от г/пр ввода (при установке отключ устр-ва внутри зд) или от вводного г/пр до места подключения газоиспользующего прибора; -межпоселковый г/пр – г/пр разораспредесительной сети, проложенный вне территории поселений. В зав. от числа ступеней перепада давлений газа в г/пр систем г/сн городов и населённых пунктов делятся на 1,2,3 и многоступенчатые. 1ступенчатые сист., при которых распределение и подача газа потребителям осуществляется по г/пр только низкого давления. 2ступенчатые сист. обеспечивают распределение, подачу газа по г/пр 2-х категорий: среднего и низкого или высокого давл. 3ступенчатые сист., где распределение и подача газа осуществляется по г/пр 3-х категорий: высокого, среднего, низкого давления для больших городов. Многоступенчатые обеспечивают подачу по 4-ём категориям для больших городов с большим количеством промышленных потребителей. Г /пр входящий в систему г/сн классифицируются: 1) По виду транспортируемого газа: -природный; -попутный; -сжиженный углеводородный. 2) По месту положения относительно планировки населённых пунктов: -наружный; -внутренний. 3) По месту положения относительно поверхности земли: -подземные или подводные; -надземные или надводные; -наземные. 4) По материалам труб: -металлические (стальные, медные); -неметаллические (асбоцементные, полиэтиленовые).