Высокого и среднего давления

Гидравлические режимы работы распределённых газопроводов должны приниматься из условий создания (при ΔР_{макс.доп.}) системы, обеспечивающей устойчивость работы всех ГРП, горелок в допустимых пределах давления газа.

Расчёт газопроводов сводится к определению необходимых диаметров и к проверке заданных перепадов давления. В практических расчётах газовых сетей широко используются номограммы, построенные в координатах и расчётного расхода Q_р.ч., для стандартных диаметров.

Номограмма построена на основе формулы для всей области турбулентного режима.

где k_э и d в см.

Порядок расчёта может быть следующим:

1. Начальное давление определяется режимом работы ГРС или ГРП, а конечное давление – паспортными характеристиками газовых приборов потребителей.

2. Выбирают наиболее удалённые точки разветвлённых газопроводов и определяют общую длину l_об. их по выбранным основным направлениям. Каждое направление рассчитывается отдельно.

3. В системах газоснабжения правило постоянного перепада давления на единице длины газопровода . Местные сопротивления в газопроводе учитывают увеличением общей расчётной длины на 5-10%, (км).

4. Определяют расчётные расходы газа для каждого участка газопровода Q_p_._i_..

5. По величинам A_ср и Q_p_._i_. по номограмме выбирают диаметры участков, округляя их по ГОСТу в большую сторону, т.е. в сторону меньших перепадов давлений на участке.

6. Для выбранных стандартных диаметров по госту находят действительные значения А_д, затем уточняют Р_к по формуле

7. Определяют давления, начиная с начала газопровода, т.к. начальное давление ГРС или ГРП известно. Если давление Р_к.д. значительно больше заданного (более 10%), то уменьшают диаметры конечных участков

основного направления.

8. после определения давления по данному основному направлению проводят гидравлический расчёт газопроводов-отводов по той же методике, начиная со второго пункта. При этом за начальное давление принимают давление в точке отбора.

Задача 9.2.2.Провести гидравлический расчет разветвленной сети высокого давления, типа «дерево» по двум вариантам: а, б (рис. 9.4).

а) Q₆ = 700 м³/ч; Р₆ = 0,3 МПа;

Q₇ = 900 м³/ч; Р₇ = 0,33 МПа;

Q₄ = 1200 м³/ч; Р₄ = 0,4 МПа;

Q₂ = 1700 м³/ч; Р₂ = 0,5 МПа;

Р_ГРС = 1 МПа;

l_ГРС-1 = 4 км; l_1-2 = 7 км;

l_1-3 = 6 км; l_3-4 = 8 км;

l_3-5 = 10 км; l_5-6 = 3 км; l_5-7 = 7 км;

б) Q₈ = 1500 м³/ч; Р₈ = 0,3 МПа; Q₁₀ = 2000 м³/ч; Р₁₀ = 0,4 МПа; Q₁₃

= 2100 м³/ч; Р₁₃ = 0,45 МПа; Q₁₄ = 2300 м³/ч; Р₁₄ = 0,6 МПа; Р_ГРС = 0,8 МПа; l_ГРС-11 = =5км; l_11-12 =7 км; l_12-14 =l_12-13 =8 км; l_11-9 =20 км; l_9-8 =4 км; l_9-10 =6 км;

Рис. 9.5. Номограмма газопроводов высокого и среднего давления.

9.2.3. Расчёт газопроводов высокого и среднего давления

Пример 9.2.1.Определить расход газа в газопроводе длиной 5 км, диаметром 500 мм. Избыточное давление в начале и в конце газопровода соответственно равно р₁=3∙10⁵ Н/м³ и р₂=1∙10⁵ Н/м³. Газовая постоянная 500 (Н∙м)/(кг∙К). Температура газа 5 ^оС. Коэффициент гидравлического сопротивления λ=0,02. Плотность газа 0,7 кг/м³.

Решение

Абсолютная температура газа

Т=273+5=278 К.

Коэффициент отклонения значения реальных газов от значения идеальных принимаем равным единице (z=1).

Массовый расход будет равен

Объёмный расход газа

Часовой расход газа

Пример 9.2.2.Определить перепад давления в горизонтальном газопроводе длиной 10 км, диаметром 300 мм, при расходе газа 500000 м³/сут. Плотность газа 0,7 кг/м³, газовая постоянная R=500 (Н∙м)/(кг∙К). Коэффициент гидравлического сопротивления λ=0,015. Коэффициент Z=1. Температура газа в газопроводе равна 7 ^оС. Абсолютное давление в конце газопровода равно р₂=6∙10⁵ Па.

Решение

Выразим секундный массовый расход газа через объёмный

Определяем разность квадрата давлений

Перепад давления

Пример 9.2.3.Определить давление столба газа в наклонном газопроводе, если Δz=500 м, Т=280 К, р₂=5∙10⁵ Па (давление абсолютное), R=500 (Н∙м)/(кг∙К). Газопровод остановлен (М₀=0).

Решение

Определяем значение коэффициента b

Определяем давление столба газа

Пример 9.2.4.Определить давление столба газа в наклонном газопроводе, если Δz=280 м, абсолютное давление в начальной точке газопровода р₂=3∙10⁵ Па, R=490 (Н∙м)/(кг∙К), Т=280 К. Газопровод остановлен (М=0).

Решение

Определяем коэффициент b

Определяем давление столба газа

или р₁-р₂ составляет 2% от давления в начале газопровода р₁.

Пример 9.2.5.Определить массовый и объемный расход газа метана в газопроводе длинной 10 км, внутренним диаметром 0,3 м. Положительная разность отметок газопровода составляет 500 м. Избыточное давление в начале газопровода равно р₁=15 кгс/см², в конце газопровода р₂=14 кгс/см². Температура газа 5 ^оС, плотность ρ=0,7кг/м³, газовая постоянная R=500(Н∙м)/(кг∙К).

Решение

Определяем коэффициент b

Приведённые давление и температура

Коэффициент сжимаемости по графикам устанавливаем равным 0,95.

Массовый расход будет равен

Объёмный расход

Суточный расход газа

Объёмный суточный расход

Пример 9.2.6.Определить перепад давления в наклонном газопроводе длиной при положительной разности отметок Δz=300 м. Диаметр газопровода 200 мм, длина 5 км. Температура газа 7 ^оС, газовая постоянная R=500(Н∙м)/(кг∙К), плотность при нормальных условиях ρ=0,7кг/м³, Объёмный расход газа Q_н=100000 м³/сут. Избыточное давление в начале газопровода р₁=6 кгс/см². Коэффициент гидравлического сопротивления λ=0,02.