Исследование характеристик и расчёт газопроводов низкого давления

Общие положения

Диаметр газопровода низкого давления определяется гидравлическим расчётом из условия обеспечения нормального и экономичного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.

Давление газа на выходе из ГРП – начальное давление для газопровода - 3000 Паскалей (Па), что соответствует 300 декапаскалям (даПа) или 300 мм. водного столба.

Конечное давление в газопроводе, в самой удалённой точке, должно быть не менее 120 даПа (120 мм. водного столба).

Газопровод проектируется для посёлка, состоящего из индивидуальных жилых домов. В каждом доме устанавливаются:

- отопительный котёл типа АОГВ – 11,3 с расходом газа q_о= 1,24 м³/час;

- водогрейная колонка ВПГ – 8 с расходом газа q_в= 1,21 м³/час;

- четырёхконфорочная газовая плита ПГ-4 с расходом газа q_п= 1,25 м³/час.

Гидравлический расчёт выполняется по максимальным часовым расходам с учётом коэффициента одновременности К. Принимаем К=0,6.

Количество газа, потребляемое одним домом с учетом коэффициента одновременности определяется по формуле

q = (q_о+q_в+q_п )*K. (4.1)

Диаметры трубопроводов низкого давления принимаются из следующего числового ряда: 151 мм, 100 мм, 81 мм, 69 мм, 49 мм.

Характеристика стандартного природного газа, транспортируемого по газопроводу, по составу: метан (CH₄) – 97,66 %, этан

0,7 %.

Число Воббе 10690 ккал/м³, теплота сгорания (низшая) 8060 ккал/м³.

Схема прокладки газопровода низкого давления приведена на рис.4.1

.

 

Рис.4.1

 

Расчёт количества потребителей газа определяется из условия, что потребители (индивидуальные жилые дома) подключаются к газопроводу

равномерно, через определенное, заданное расстояние.

Расчётный расход газа на i-том участке газопровода складывается из собственного среднего расхода и транзитного расхода газа к последующим участкам газопровода.

Q_i = Q_{i собств.ср.}+ Q_{j транз} (4.2)

где Q_{i собств.ср.}- собственный средний расход газа на участке газопровода,

k – общее количество участков газопровода,.

Q_{i собств.ср.}= q·n_i·0,5 (4.3)

где n_i – количество домов на i-том участке

n_i = , (4.4)

где l_i - расстояние между домами (можно принять l_i = 15м)

Q_{j транз.} – транзитный расход газа через i-тый участке газопровода, который потребляется на j-том участке (лежащим далее)

Q_{j транз}= q·n_j (4.5)

где n_j – количество домов на j-том участке.

n_j = , (4.6)

где l_j – расстояние между домами на j-том участке (можно принять l_j = l_i)

С помощью программы Excel или Pres-L выполняем на ЭВМ расчёт потерь давления на участках газопровода низкого давления.

Результаты расчётов оформляем в виде таблицы.

 

Таблица 4.1

 

№ участка	Расчётная длина участка, м	Расход газа, м^3/час	Внутр. диаметр, см	Давление в начале участка, даПа	Давление в конце участка, даПа	Падение давления на уч., даПа

 

Расчёт потерь газа в газопроводах низкого давления

Расчётные потери давления газа в распределительных газопроводах низкого давления следует принимать не более 180 даПа (декапаскалей).

Падение давления в газопроводах низкого давления определяется в зависимости от режима движения газа характеризуемого числом Рейнольдса:

, (4.7)

где Q –расход газа, /ч при температуре 0 и давлении 0,10132 МПа (760 мм. рт.ст.),

d – внутренний диаметр газопровода, см,

- коэффициент кинематической вязкости газа, /с (при температуре 0 и давлении 0,10132 МПа).

В зависимости от значения падение давления в газопроводе низкого давления определяется по формулам:

- для ламинарного режима движения газа при ≤ 2000

, (4.8)

- для критического режима движения газа при =2000…4000

, (4.9)

- для турбулентного режима движения газа при > 4000

, (4.10)

где H – падение давления, Па,

- плотность газа, кг/ (при температуре 0 и давлении 0,10132 МПа),

l – расчётная длина газопровода постоянного диаметра, м,

n – эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, принимается равной: для стальных труб - 1 см; для полиэтиленовых труб - 2 см,

Q, d, - смотри формулу (4.6).

Расчётный расход газа на участках газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа (отбор газа потребителями), следует определять как сумму транзитного и половины путевого расходов газа на данном участке.

При расчёте газопроводов низкого давления следует учитывать гидростатический напор , определяемый по формуле

(4.11)

где g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²,

h – разность высотных отметок начальных и конечных участков газопровода, м,

ρ_в- плотность воздуха, кг/ (при температуре 0 и давлении 0,10132 МПа),

ρ_г - плотность газа, кг/ (при температуре 0 и давлении 0,10132 МПа).

 

 

Лабораторная работа № 5

 

Обоснование выбора оптимальных конструктивных параметров и гидравлический расчет схемы газоснабжения населенного пункта (по вариантам)

 

В таблице 5.1 приведены исходные данные для расчёта газопровода низкого давления.

Таблица 5.1

Исходные данные для расчёта

 

№ Вар.

L1, м

L2, м

L3, м

L4, м

L5, м

L6, м

L7, м

L8, м

L9, м

L10, м

L11, м

L12, м

L13, м

 

На рисунках Рис.5.1 …Рис.5.15 приведены схемы газопроводов низкого давления для расчёта по заданным вариантам.

Рис.5.1

 

Рис 5..2

 

Рис.5.3

Рис.5.4

 

1.

Рис.5.5

 

Рис.5.6

 

Рис.5.7

 

 

Рис.5.8

 

Рис.5.9

 

Рис.5.10

 

Рис.5.11

 

Рис.5.12

 

Рис.5.13

 

Рис.5.14

 

Рис.5.15

 

Лабораторная работа № 6