Гидравлический расчет распределительных газопроводов низкого давления

Гидравлический расчет газопроводов низкого давления производится для одного расчетного ГРП. На генплане намечаем прокладку газовых сетей по проездам города. На отдельном листе вычерчивается схема газопроводов низкого давления. Длина ответвлений или тупиков от распределительной сети к потребителям не должна превышать 200м.

На расчетной схеме наносится потокораспределение газа ГРП до точек слияния газа, который согласовывается с руководителями проекта, определяются номера участков и по генплану находят фактические длины участков газопровода. Расчетная длина участков определяется с учетом потерь давления газа в местных сопротивлениях (10% от линейных потерь)

4.1 Определение расходов газа

Удельный расход газа определяется по кольцам в зависимости от отношения расхода газа кварталом на расчетную длину газопровода, охватывающий квартал по формуле:

V_{уд =} V_i/ , (36)

где V_{уд –} дельный расход газа, м³/час;

V_{i -} расчетный расход газа i- го квартала, м³/час

l_p- расчетная длина периметра квартала, м.

[м³/час]

[м³/час]

[м³/час]

[м³/час]

[м³/час]

 

Для точности расчетов, удельный расход газа, определяется до третьего знака после запятой.

Путевой расход газа при одностороннем потреблении определяется по формуле:

(37)

где - удельный расход газа Iго квартала, м³/час;

- расчетная длина участка газопровода, м.

Путевой расход газа на участке газопровода при двустороннем потреблении газа определяется по формуле:

, (38)

Где V , - соответственно, удельные расходы 1 и 2 кварталов, м³/час;

[м³/час],

Транзитный расход газа начинают определять с концевого участка газопровода, где происходит слияние потоков газа по двум напрвлениям (он равен нулю). На следующем участке газопровода транзитный расход газа равен путевому расходу, а на последующих участках он определяется как сумма путевых и транзитных расходов газа предыдущего участка по формуле:

, (39)

Где V_тр - транзитный расход n-го участка газопровода, м³/час:

- путевой расход газа (n-1) –го участка, м³/час;

- транзитный расход газа (n-1) –го участка, м³/час.

[м³/час]

[м³/час]

[м³/час]

[м³/час]

[м³/час]

[м³/час]

[м³/час]

[м³/час]

[м³/час]

[м³/час]

Эквивалентный или сосредоточенный расход газа на участке газопровода определяется по формуле:

, (40)

Расчетный расход газа на участке газопровода определяется по формуле:

V_р= (V _{т р}+ V_э), (41)

Сумма путевых расходов газа по всем участкам распределительных газопроводов низкого давления не должна отличаться от производительности ГРП не более 3%.

Расчетный расход газа на головном участке (от ГРП) также не должен отличаться от расхода газа на ГРП не более, чем на 3%.

Пример расчета: 1-2 участка

l_ф=80 м – по генплану

l_р=1,1·80=88 м

V_{уд =} [м³/час]

[м³/час],

[ м³/час]

[ м³/час]

V_р= (859,54+50,336)=909,876 [ м³/час]

Остальные участки рассчитываются аналогично. Результаты расчетов сводятся в таблицу 8.

Таблица 8 -Расходы газообразного топлива

№ участ ков	Длина, м	Расходы газа, м^3/час	примечание
Фактlф, [м]	Расчетlр, [м]	УдельныйVуд, [м^3/час]	ПутевойVп, [м^3/час]	ТранзитныйVтр, [м^3/час]	ЭквивалентVэкв, [м^3/час]	РасчетныйVр, [м^3/час]
ГРП-1					1741,1		1741,1
1-2			0,26	91,52	859,54	50,336	909,88
2-3			0,14	43,12	552,42	23,716	576,14
3-4			0,16	61,6	188,1	33,88	221,98
4-5			0,05		38,5	6,05	44,55
5-6			0,05	33,55	4,95	18,453	23,403
6-7			0,05	4,95		2,7225	2,7225
7-8			0,16	61,6		33,88	33,88
8-9			0,14	43,12		23,716	23,716
10-9			0,26	177,32		97,526	97,526
10-11			0,17	65,45		35,998	35,998
12-11			0,17	112,2		61,71	61,71
13-12			0,17	65,45	112,2	35,998	148,2
2-9			0,4			145,2	145,2
3-8			0,3		104,72	108,9	213,62
4-7			0,21	138,6		76,23	76,23
13-10			0,43	283,8	242,77	156,09	398,86
1-13			0,26	85,8	704,17	47,19	751,36

Проверка:

Vp

Вывод: Сумма путевых расходов газа по всем участкам распределительных газопроводов низкого давления не отличается от производительности ГРП.

Расчетный расход газа на головном участке (от ГРП) также не отличается от расхода газа на ГРП. Расчет выполнен верно.

4.2. Гидравлический расчет ГНД

Основной целью расчета является определение оптимальных диаметров газопровода с поддержанием заданного перепада давления в газовой сети низкого давления. Расчетный перепад давления газа определяется по формуле:

∆Р = 0,6 ^. Р_ном, (42)

Где ∆Р - расчетный перепад давления газа, Па

Р_ном – номинальное давление газа перед газовым прибором, Па.

∆Р = 0,6 ^.1900=1140 [Па]

Диаметры газопроводов (d_нхδ), мм, определяется по номограмме для гидравлического расчета газопроводов низкого давления по среднему падению давления газа от ГРП до нулевой точки по формуле:

, (43)

где h_ср – среднее падение давления газа на участках газопровода от ГРП до точки слияния потоков газа, Па;

∆Р – расчетный перепад давления в газовой сети, Па;

l_p – расчетная длина газопровода от ГРП до нулевой точки, м

[Па/м³]

[Па/м³]

[Па/м³]

[Па/м³]

[Па/м³]

Начальное давление газа (давление газа на выходе из ГРП) принимаетсяР_н= 3000 Па т.к. плотность газообразного топлива находится в пределах от 0,7 до 0,9 кг/м³, то Р_н= 3000 Па

Коэффициент β^/, характеризующий отношение плотностей табличного и реального газа, определяется по формуле:

β^/= ρ_табл/ρ_Г(44)

β^/=

Невязка по давлению для одного квартала по двум направлениям не должна превышать 5%.

Пример расчета:участка 1-2

l_ф- фактическая длина =200 м – по генплану

l_ррасчетная длина=1,1·200=220 м

V_р-расход газа – значения берутся из таблицы 8

Диаметр определяется по номограмме для гидравлического расчета газопроводов низкого давления в зависимости от h_ср= 0,67 [Па/м³]от ГРП до нулевой точки.

hУдельное падение давление определяется пономограмме для гидравлического расчета газопроводов низкого давления в зависимости от -909,87[Па/м] и d_н xδ-325*8

h l_p– 1·88=88 [Па]

[Па]

Остальные участки рассчитываются аналогично. Результаты расчетов сводятся в таблицу 9

 

Таблица 9 - Гидравлический расчет распределительных ГНД(1 квартал)

№ уч-ов	Длина участка, м	Расход газа , м^3/час	Диаметр г/пр dнxδ, ммхмм	Падение давления	Давление в узле, Па
Факт lф	Расчет lp	Удельное h, Па/м	На участке h lp, Па	Рузл, Па	С у четом коэфф Рузл^. β^/
		1 Направление ГРП-1-2-3…
ГРП-1			1741,08	325*8				2917,8
1-2			909,87	325*8	0,3	105,6	2806,4
2-3			576,14	237*7	0,5		2652,4	2657,7
3-4			221,98	219*6	0,7	269,5	2382,9	2387,7
4-5			44,55	133*4	0,1		2360,9	2365,6
5-6			23,4	108*4	0,1	67,1	2293,8	2298,4
6-7			2,7725	42,3*3,2	0,2	19,8		2278,5
		2 Направление ГРП-1-2-3…
ГРП-1			1741,08	325*8				3203,2
1-2			909,876	325*8	0,3	105,6	2806,4
2-3			576,14	237*7	0,5		2652,4	2917,6
3-4			221,98	219*6	0,7	269,5	2382,9	2621,2
4-7			76,23	133*4	0,3		2184,9	2403,4

 

Условия проверки выполнены. Предварительные диаметры выбраны верно.

Таблица 9.1 - Гидравлический расчет распределительных ГНД(2 квартал)

№ уч-ов	Длина участка, м	Расход газа , м^3/час	Диаметр г/пр dнxδ, ммхмм	Падение давления	Давление в узле, Па
Факт lф	Расчет lp	Удельное h, Па/м	На участке h lp, Па	Рузл, Па	С у четом коэфф Рузл^. β^/
		1 Направление ГРП-1-2-3…7
ГРП-1			1741,08	325*8				2917,8
1-2			909,87	325*8	0,3	105,6	2806,4
2-3			576,14	237*7	0,5		2652,4	2657,7
3-4			221,98	219*6	0,7	269,5	2382,9	2387,7
4-7			76,23	133*4	0,3		2184,9	2189,3
		2 Направление ГРП-1-2-3…7
ГРП-1			1741,08	325*8				2917,8
1-2			909,87	325*8	0,3	105,6	2806,4
2-3			576,14	237*7	0,5		2652,4	2657,7
3-8			213,62	219*6	0,19	125,4		2532,1
8-7			33,88	75,5*4	0,7	269,5	2113,4	2117,6

 

Условия проверки выполнены. Предварительные диаметры выбраны, верно.

Таблица 9.2 - Гидравлический расчет распределительных ГНД(3 квартал)

№ уч-ов	Длина участка, м	Расход газа , м^3/час	Диаметр г/пр dнxδ, ммхмм	Падение давления	Давление в узле, Па
Факт lф	Расчет lp	Удельное h, Па/м	На участке h lp, Па	Рузл, Па	С у четом коэфф Рузл^. β^/
		1 Направление ГРП-1-2-3-…9
ГРП-1			1741,08	325*8				2917,8
1-2			909,87	325*8	0,3	105,6	2806,4
2-3			576,14	237*7	0,5		2652,4	2657,7
3-8			213,62	219*6	0,19	125,4		2532,1
8-9			23,176	70*3	0,4	169,4	2357,6	2362,3
		2 Направление ГРП-1-2-3-…9
ГРП-1			1741,08	325*8				2917,8
1-2			909,87	325*8	0,3	105,6	2806,4
2-9			145,2	159*4	0,3		2652,4	2657,7
8-9			23,176	70*3	0,4	169,4		2532,1

 

 

 

Условия проверки выполнены. Предварительные диаметры выбраны, верно.

 

Таблица 9.3 - Гидравлический расчет распределительных ГНД(4 квартал)

№ уч-ов	Длина участка, м	Расход газа , м^3/час	Диаметр г/пр dнxδ, ммхмм	Падение давления	Давление в узле, Па
Факт lф	Расчет lp	Удельное h, Па/м	На участке h lp, Па	Рузл, Па	С у четом коэфф Рузл^. β^/
		1 Направление ГРП-1-2-3…9
ГРП-1			1741,08	325*8				2917,8
1-2			909,87	325*8	0,3	105,6	2806,4
2-9			145,2	159*4	0,3		2608,4	2613,6
		2 Направление ГРП-1-2-3…9
ГРП-1			1741,08	325*8				2917,8
1-13			751,36	237*8	0,5			2752,5
13-10			398,86	237*8	0,12	79,2	2727,2	2732,7
10-9		750,2	97,526	140*4,5	0,17	127,53	2480,9	2485,8

 

 

Условия проверки выполнены. Предварительные диаметры выбраны, верно.

 

 

 

Таблица 9.4 - Гидравлический расчет распределительных ГНД(5 квартал)

№ уч-ов	Длина участка, м	Расход газа , м^3/час	Диаметр г/пр dнxδ, ммхмм	Падение давления	Давление в узле, Па
Факт lф	Расчет lp	Удельное h, Па/м	На участке h lp, Па	Рузл, Па	С у четом коэфф Рузл^. β^/
		Направление ГРП-1-2-3…11
ГРП-1			1741,08	325*8				2917,8
1-13			751,36	237*7	0,5			2752,5
13-10			398,86	237*7	0,12	79,2	2667,8	2673,1
10-11			35,99	114*4	0,13	50,05	2617,8
		Направление ГРП-1-2-3…11
ГРП-1			1741,08	325*8				2917,8
1-13			751,36	237*7	0,5			2752,5
13-12			148,19	159*4	0,2			2675,3
12-11			61,71	140*4	0,17	112,2	2555,6	2560,7

 

 

Вывод: Давление каждого квартала концевых участков не превышает 5%. Расчет Давлений каждого квартала выполнен, верно. Предварительные диаметры подобраны, верно.