II.4 Гидравлические режимы работы газопроводов

Гидравлические режимы работы газопроводов должны приниматься из условий создания при максимально допустимых потерях давления газа наиболее экономичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивость работы ГРП и газорегуляторных установок (ГРУ), а также работы горелок потребителя в допустимых диапазонах давления газа.

Расчетные внутренние диаметры газопроводов необходимо определять гидравлическим расчетом из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.

Гидравлический расчет газопроводов следует выполнять, как правило, на компьютере, с оптимальным распределением расчетных потерь давления между участками сети.

При невозможности или нецелесообразности выполнения расчета на компьютере (отсутствие соответствующей программы, отдельные участки газопроводов, и т.п.) гидравлический расчет допускается производить по при веденным ниже формулам или номограммам, составленным по этим формулам (приложения 3, 13).

Расчетные потери давления в газопроводах высокого и среднего давления следует принимать в пределах категории давления, принятой для газопровода.

Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удаленного прибора) следует принимать не более 180 даПа, в том числе в распределительных газопроводах 120 даПа в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах – 60 даПа.

Значения расчетной потери давления газа при проектировании газопроводов всех давлений для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых предприятий и предприятий коммунально-бытового обслуживания принимаются в зависимости от давления газа в месте подключения с учетом технических характеристик принимаемого к установке газового оборудования, устройств автоматики регулирования технологического режима тепловых агрегатов.

Падение давления на участках газовой сети высокого (среднего) давления следует определять по формуле:

, (II.3.4)

где Р_Н− абсолютное значение давления газа в начале газопровода, МПа; Р_к − абсолютное значение давления газа в конце газопровода, МПа; Р₀= 0,101325 МПа; -коэффициент гидравлического трения; L- расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м; d- внутренний диаметр газопровода, см; -плотность газа, кг/м³, при нормальных условиях (температуре 0 °С и давлении 0,10132 МПа); Q₀- расход газа, м³/ч, при нормальных условиях (температуре 0 °С и давлении 0,10132 МПа).

Для сетей низкого давления - по формуле:

(II.3.5)

Р_н – избыточное давление газа в начале участка, Па; Р_к – избыточное давление газа в конце участка, Па; Обозначения те же, что и в формуле II.1.24.

Коэффициент гидравлического трения следует определять в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса:

, (II.3.6)

где - коэффициент кинематической вязкости газа, м²/с, при нормальных условиях; Q₀, d- обозначения те же, что в формуле II.1.24,

и гидравлической гладкости внутренней стенки газопровода, определяемой условию II.3.4,

, (II.3.7)

где Re-число Рейнольдса; n- эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы принимается равной, см: для новых стальных труб - 0,01; для бывших в эксплуатации стальных труб - 0,1см; для полиэтиленовых независимо от времени эксплуатации-0,0007; d- обозначение те же, что в формуле II.3.4.

В зависимости от значения Re коэффициент гидравлического трения следует определять:

-для ламинарного режима движения газа Re 2000:

(II.3.8)

-для критического режима движения газа Re=2000-4000:

(II.3.9)

при Re>4000 в зависимости от выполнения условия II.3.7 - для гидравлически гладкой стенки неравенство справедливо II.3.7

-при 4000 <Rе< 100000 по формуле:

(II.3.10)

 

-при Rе> 100000:

(II.3.11)

 

- для шероховатых стенок неравенство (4) несправедливо при Rе > 4000

(II.3.12)

где n - обозначение то же, что и в формуле (4), d - обозначение то же, что и в формуле (3).

Расчетный расход газа на участках распределительных наружных газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа, следует определять как сумму транзитного и 0,5 путевого расходов газа на данном участке.

Падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная арматура и др.) для газораспределительных газопроводов допускается учитывать путем увеличения фактической длины газопровода на 5-10%.

Для наружных надземных и внутренних газопроводов расчетную длину газопроводов следует определять по формуле:

, (II.3.13)

где l₁ - действительная длина газопровода, м; - сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода; - коэффициент гидравлического трения определяемый в зависимости от режима течения и гидравлической гладкости стенок газопровода по формулам II.3.8 – II.3.12

При расчете внутридомовых газопроводов низкого давления следует учитывать гидростатический напор Н_g, даПа, определяемый по формуле:

(II.3.14)

где 9,81 -ускорение свободного падения, м/с²; h- разность абсолютных отметок начальных и конечных участков газопровода, м; - плотность воздуха, кг/м³, при температуре 0°С и давлении 0,1013 МПа; - обозначение то же, что в формуле (II.1.24).

Гидравлический расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10%.

При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не более 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов высокого давления.

При выполнении гидравлического расчета газопроводов по приведенным формулам, а также по различным методикам и программам для электронно-вычислительных машин, составленным на основе этих формул, расчетный внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле:

(II.3.15)

 

где - расчетный диаметр, см;

коэффициенты А, В, m, m1 определяются по таблицам 20 и 21 в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода;

- расчетный расход газа, м³/ч, приведенный к нормальным физическим условиям; -удельные потери давления, Па/м определяемые по формуле:

, (II.3.16)

где -допустимые потери давления, Па; l - расстояние до самой удаленной точки, м.

 

Таблица 20 Таблица 21

Категория сети	А
Сети низкого давления	10^6/162 ^2=626
Сети среднего и высокого давления	Р0/(Рm162 ^2) Р0=0,101325МПа Рm-усредненное давление газа (абсолютное) в сети, МПа.

Материал	В	m	m1
Сталь	0,022
Полиэтилен	0,3164(9 )^0,25= =0,0446 -кинематическая вязкость газа при нормальных условиях, м^2/с.	1,75	4,75