3.2 Газовые сети среднего и высокого давлений

Первые 1 - 3 пункты описаны ранее (см. лекцию 11).

Рисунок 12.1 Расчетная схема тупиковой газовой сети среднего давления

РК - районная котельная; ХЗ - хлебозавод; БПК- банно-прачечный комбинат;

1,46 - длина участка, км;

10462 - расчетный расход газа. М³/ч;

200 - условный диаметр газопровода, мм.

4) Определяется комплексная величина А_ср по формуле

, кПа²/км,

где p_н - абсолютное давление газа в начале направления, кПа;

p_к - то же в конце , кПа.

5) По значению А_ср и расходу газа на участке по номограммам для расчета газопроводов среднего и высокого давления подбирается диаметр газопровода и определяется действительное значение комплексной величины А_д и вычисляют произведение А_дl_p.

6)Определяется конечное давление газа на участке по формуле

, кПа,

где p_нуч - давление в начале участка , принимаемое равным давлению в конце

предшествующего участка, кПа;

l_p - расчетная длина участка, км.

7) Конечное давление на последнем участке сравнивают с допустимым. Невязка допускается не более 10% и оно не может быть меньше допустимого. В противном случае изменяют диаметры и расчет повторяют.

4 Гидравлический расчет кольцевых газовых сетей

4.1 Гидравлический расчет сети среднего или высокого давлений

На план города наносятся потребители (промпредприятия, хлебозавод, отопительные котельные, ГРП, бани и прачечные, которые можно объединять в банно-прачечный комбинат, больничные городки), подсоединенные к сети среднего или высокого давления. Осуществляется трассировка сети по улицам и проездам района города. При этом следует придерживаться следующих требований:

- протяженность газопроводов, включая и ответвления к потребителям должна быть минимальной;

- газопроводы высокого и среднего давления не должны транзитом пересекать жилые кварталы, если в кварталах неизвестно расположение зданий;

- расстояния между газопроводами и зданиями и сооружениями должны соответствовать нормативным требованиям.

При проектировании необходимо рассматривать различные варианты трассировки газопроводов. Оптимальный выбирается путем сравнения приведенных затрат по каждому варианту.

Для гидравлического расчета сетей среднего и высокого давлений составляется расчетная схема газопроводов, на которой производится нумерация участков, проставляется их длина и расчетные расходы газа потребителями.

В зависимости от задания гидравлический расчет может производиться с резервированием пропускной способности газопроводов либо без резервирования пропускной способности.

Гидравлический расчет сети высокого или среднего давления без резервирования пропускной способности производится в следующей последовательности;

1) Используя составленную расчетную схему газовой сети, намечают распределение потоков газа в сети. Точки встречи потоков в кольцах выбираются примерно на одинаковом расстоянии от точек питания.

2. Определяют расчетные расходы газа на отдельных участках сети. На участках, примыкающих к точкам встречи, расход газа делится обратно пропорционально корню квадратному из соотношения длин полуколец:

,

где Q₁ и Q₂ - расходы газа, поступающие к потребителю, подключенному в точке встречи потоков газа, м³/ч;

L₁ и L₂ - суммарная длина полуколец от источника до точки встречи потоков газа, м.

При определении расходов газа Q₁ и Q₂ учитывают, что их сумма должна быть равна расчетному расходу газа потребителя, который подключен в точке встречи потоков газа.

3) Для каждого участка определяют расчетную длину по формуле

L_pi = 1,1 L_ri ,

где L_pi - расчетная длина i-го участка, м;

L_ri - действительная длина i-го участка по плану, м.

4) Определяют удельную разность квадратов давления газа (комплексную величину) на участках, входящих в рассчитываемую газовую сеть, по формуле

,кПа²/км,

где P_н - абсолютное давление газа на выходе из источника (ГРС), кПа;

P_к - то же, в конце направления (в точке встречи потоков), кПа;

L_pi - расчетная длина участка, м.

5) Ориентируясь на комплексную величину A_ср по номограммам для расчета газопроводов среднего и высокого давления в зависимости от расхода газа подбирают диаметр газопровода и действительную комплексную величину A_д .

6) Вычисляют давление газа в конечных точках

,кПа, (30).

Невязка давления в точках встречи потоков не должна превышать 10 % . В противном случае изменяют диаметры и расчет повторяют.

Если предусматривается резервирование пропускной способности газопроводов, то гидравлический расчет выполняется для двух аварийных и для одного нормального режимов, на основании которых определяются диаметры газопроводов и располагаемые давления у потребителей.

Расчет первого аварийного режима производится в следующей последовательности:

1) Вычерчивается схема газовой сети в первом аварийном режиме ( отключен правый участок от точки подключения ГРС. При этом газ движется от источника до последнего потребителя по часовой стрелке).

2) Определяются расходы газа по участкам, начиная с последнего по ходу движения газа потребителя. При этом учитывают, что участок (который называется перемычкой) лежащий напротив точки подключения ГРС делит газовую сеть на нормальную и аварийную половину. Подача газа потребителям аварийной половины кольца принимается равной в размере 50 % от расчетного расхода газа. При расчетах аварийных режимов может приниматься одинаковый коэффициент обеспечения (например, 0,75) всех потребителей топливом.

3) Определяются расчетные длины участков.

4. Определяется средняя комплексная величина А_ср .

5) По номограмме, ориентируясь на А_ср и расход газа на участке, определяют диаметры участков и действительные комплексные величины А_д.

Рисунок 12.2 Расчетные схемы кольцевой газовой сети среднего давления

а - аварийный режим 1; б - аварийный режим 2; в - нормальный режим.

6) Определяют абсолютные давления газа в узловых точках. В результате подбора диаметров давление у последнего потребителя должно быть не менее заданного. Если данное условие не выполняется (давление у конечного потребителя значительно больше или меньше заданного), уменьшают (или увеличивают) диаметр какого-либо участка из числа тех, которые имеют пониженное (повышенное) значение комплексной величины. В соответствии с требованиями СНиП 2.04.08-87 следует стремиться к максимальному использованию допустимой потери давления. Это условие проверяется соблюдением следующего неравенства:

,

Расчет второго аварийного режима выполняется в такой же последовательности, но отключается участок, прилегающий к точке подключения ГРС слева, и при этом газ движется против часовой стрелки.

При расчете нормального режима принимаются диаметры газопроводов наибольшие из двух аварийных. Расчетные расходы газа по участкам определяют при полной нагрузке (100 %) потребителей, отключая участок напротив точки подключения ГРС. При расчете нормального режима узловые давления определяют по двум полукольцам (отключен участок напротив точки подключения ГРС, то есть перемычка). Невязка давлений в последних узлах полуколец не должна превышать 10 %. В противном случае необходимо выполнять потокораспределение в сети таким образом, чтобы получалась необходимая невязка.

Обычно после гидравлического расчета газопроводов при нормальном режиме получается большой запас давлений в узлах по сравнению с конечным давлением. Чтобы “погасить” этот запас при подборе диаметров ответвлений, принимают максимально возможную величину А_д (или минимально возможный диаметр, но не менее 50 мм). Полученное конечное давление у потребителя должно быть не менее требуемого (или заданного)

Гидравлический расчет сети высокого или среднего давления сводится в таблицу 12.1

Таблица 12.1 Гидравлический расчет сети высокого или среднего

давления

Н омер участка	Длина, км по пла- расчет ну, ная L,км Lp=1,1L, км	Расчет - ный расход газа на участке, м^3/ч	Услов- ный диаметр, dнхs, мм	Ад, кПа^2/км	АдLp, кПа^2	Давление, кПа Pн Pк
1	2 3	4	5	6	7	8 9

Лекция 13