В зависимости от максимального рабочего давления газа промысловые газопроводы подразделяются на следующие категории:
· Газопроводы низкого давления – с давлением газа не более 0,005 МПа
· Газопроводы среднего давления – с давлением газа от 0,005 МПа и не более 0,3МПа
· Газопроводы высокого давления – с давлением газа от 0,3 МПа до 1,2 МПа
Гидравлический расчет газопроводов низкого давления производится при допущении, что скорость и удельный вес газа остаются по длине газопровода постоянными, течение - изотермическое
Полная потеря давления определяется по формуле
, (2.8)
где P – потеря давления на трение и местные сопротивления, Н/м2 (*9,81 Па)
hгн –гидростатический напор за счет разности удельных весов воздуха и газа, Н/м2 (*9,81 Па)
Причем, гидростатический напор учитывается при расчете газопроводов, прокладываемых в условиях резко выраженного рельефа местности. Гидростатический напор складывается с потерями давления на трение и местные сопротивления со знаком «плюс» или «минус» в зависимости от направления движения газа. Знак «минус» ставится при движении газа на подъем, знак «плюс» - на спуск.
|
|
Потеря давления на трение и местные сопротивления определяется по формуле
(2.9)
где – коэффициент гидравлического сопротивления
Q0 – расход газа нормальные м3/час (нм3/час)
D - внутренний диаметр газопровода, см
- плотность газа при температуре 0оС и атмосферном давлении, кг/нм3
- приведенная длина газопровода, м
= L+lэкв
где L действительная длина газопровода, м; lэкв – эквивалентная длина прямолинейного участка трубопровода (м), потери давления на котором равны потерям давления в местном сопротивлении со значением =1.
lэкв= (2.10)
Гидростатический напор определяется по формуле
=( - )H, (2.11)
где - удельный вес воздуха, кг/м3, - удельный вес газа, кг/м3; H – разность отметок начала и конца расчетного участка трубопровода
Схема расчета потерь напора в газопроводе низкого давления
1. Определяем среднюю скорость движения газа
W=3.5368 , (2.12)
где Q0- расход газа, м3/час; D2 - диаметр трубопровода, см
2. Рассчитываем число Рейнольдса по ф. 2.2
3. Определяем коэффициент трения по ф. 2.3 – 2.5
4. Находим эквивалентную длину участка газопровода по ф.2.10
5. Определяем приведенную длину газопровода:
Lпр=L+lэкв* (2.13)
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений
6. Определяем потерю давления на трение и местные сопротивления по ф.2.9
7. При необходимости определяем гидростатический напор по ф.2.11
8. Определяем полную потерю давления газа по ф.2.8.
|
|
Схема расчета пропускной способности газопровода низкого давления
1. Задавшись скоростью газа в соответствии с рекомендациями (табл. 2) определяем объемный расход газа в нм3/час по формуле:
Q0=2827.4*10-4D2W
2. С учетом найденного Q0 рассчитываем полную потерю давления или напора. Проверяем соответствие заданных потерь давления или напора расчетным
Схема расчета диаметра газопровода низкого давления
1. Задавшись скоростью газа в соответствии с рекомендациями (табл. 2) определяем диаметр трубопровода по формуле:
D=1.88
2. С учетом найденного D рассчитываем полную потерю давления или напора. Проверяем соответствие заданных потерь давления или напора расчетным
Таблица 2 – Рекомендуемые значения скорости движения газа в трубопроводах
Наименование транспортируемого газа | Скорость газа W, м/сек |
Пары углеводородов (остаточное абсолютное давление ниже 50мм рт ст. (0,0067 МПа) | 45 – 60 |
Пары углеводородов (остаточное абсолютное давление 50 – 100мм рт ст. (0,0067 – 0,013 МПа) | 30 – 45 |
Пары углеводородов (атмосферное давление) | 9 – 18 |
Газ (давление до 3 атм) | 5 – 20 |
Газ (давление 3 – 6 атм) | 10 – 30 |
Газ (давление свыше 6 атм) | 10 – 35 |
Гидравлический расчет газопроводов среднего и высокого давления во всей области турбулентного режима движения газа следует производить по формуле:
где Рн, Рк – соответственно начальное и конечное абсолютное давление газа на расчетном участке трубопровода, атм.
Lпр – приведенная (расчетная) длина газопровода, м
kэ – эквивалентная абсолютная шероховатость стенки трубы, см
– кинематическая вязкость газа при 0оС и атмосферном давлении, м2/сек
Q0 – расход газа, нм3/час
г – удельный вес газа при 0оС и атмосферном давлении, кг/м3
Величину эквивалентной абсолютной шероховатости внутренней поверхности стенок трубопровода принимают согласно табл. 3
Таблица 3
Наименование трубопровода | Эквивалентная шероховатость, мм (kэ) |
Внутренние газопроводы | 0,1 |
Магистральные газопроводы | 0,03 |
Воздухопроводы сжатого воздуха от компрессоров | 0,8 |
Нефтепродуктопроводы | 0,2 |
Нефтепроводы для средних условий эксплуатации | 0,2 |
Водопроводы | 0,5 |
Трубопроводы водяного конденсата | 0,5 |
Трубопроводы пароводяной смеси | 0,5 |
Паропроводы | 0,2 |
Потери давления на местные сопротивления рассчитывают согласно ф.2.13
lэкв=
Скорость газа, приведенная к условиям трубопровода, определяется по формуле:
W=3,54 , Q0тр=
Схема расчета потерь напора в газопроводе среднего и высокого давления
1. Определяем приведенную длину газопровода по ф.
2. Находим эквивалентную абсолютную шероховатость трубы kэ по табл.3
3. Определяем конечное давление по формуле:
Рк=