Определение расчетных расходов газа по участкам кольцевых сетей

Расчетный расход газа на участке , м /ч, определяется по формуле:

, (3.6)

где - соответственно транзитный и путевой расходы газа на участке, м /ч. Участки, оканчивающиеся конечными узлами, транзитного расхода газа не несут, то есть для них =0.

Для решения задачи вычисления расчетных расходов промежуточных участков кольцевых сетей, определения их используется узловой метод расчета, состоящий в решении системы линейных уравнений узлового баланса, выражающих первый закон Кирхгофа для гидравлических сетей:

(3.7)

, (3.8)

где - фиктивный узловой расход, равный полусумме путевых расходов участков, примыкающих к расчетному узлу (вводится для упрощения расчетов), n – количество участков, сходящихся в расчетном узле.

Вычисляем расчетные расходы участков, оканчивающихся конечным узлом, по формуле (3.6), принимая =0:

м /ч;

м /ч.

м /ч;

м /ч.

Выбираем узел с одним неизвестным расходом – узел 14, составляем для него уравнение узлового баланса по формулам (3.7), (3.8):

0,5 7,7+15,12+14,24)=18,57 м /ч;

;

/ч.

Узел 10

0,5 43,7+33,6+25,2)=51,25 м /ч;

;

/ч.

Далее рассматриваем узел 9, у которого неизвестны два притекающих расхода, но известен вытекающий. Задаем для участка 9-11 коэффициент транзитного расхода =0,7 (т.е. по нему транзитом проходит 70%), тогда:

0,5 32,7+68,16+21)=60,93 м /ч;

;

= 0,5*68,16+0,7*10,5=41,43 м /ч;

;

= 60,93+21,85-41,43=41,35 м /ч.

Узел 2

0,5 77,76+68,16+33,6)=89,73 м /ч;

;

=41,43+85,7+89,73=216,83 м /ч;

Узел 8

0,5 31,68+8,4+32,7)=36,39 м /ч;

;

м /ч.

Узел 4

0,5 68+33,28+14,24)=37,76 м /ч;

;

м /ч.

Узел 5

0,5 12,42+10,5+33,28)=28,1 м /ч;

;

м /ч.

Узел 13

0,5 10,5+37,2+10,5)=29,1 м /ч;

;

м /ч.

Узел 3

0,5 31,68+68+31,8)=65,74 м /ч;

;

м /ч.

Проводим проверку расчета с помощью уравнения узлового баланса для узла питания 1:

Узел 1

0,5 31,8+37,2+72,76)=70,88 м /ч;

;

м /ч.

Сравниваем полученное значение с максимальным расчетным часовым расходом газа на микрорайон, равным 500 м /ч, величина невязки составляет:

Невязка =

Результаты расчета заносим в таблицу 3.3.

Далее определяем гидравлические потери давления и выбираем диаметры трубопроводов газовой сети низкого давления.

Располагаемый перепад давления на распределительную уличную сеть низкой ступени давления составляет не более 1200 Па [5, прил. 5]. В качестве расчетной величины принимается значение за вычетом 10% потерь давления в местных сопротивлениях, определяемое по формуле:

. (3.9)

=1080 Па.

Выбираем главное направление 1-3-8-9-11 (рис. 3.1). Главное направление – это наиболее протяженное направление, в котором полностью срабатывается величина . Средний гидравлический уклон этого уклон этого направления и гидравлические уклоны его участков , Па/м, равны между собой и вычисляются по формуле:

, (3.10)

где - длина i-го участка, м; n – количество участков, входящих в расчетное направление.

=1080/(200+220+300+120)=1,28 Па/м.

Для вычисления гидравлических уклонов участков, не вошедших в выбранное направление, выбирается новое направление, для которого сначала определяют перепад давлений, приходящийся на участок с неизвестным гидравлическим уклоном, по формуле:

, (3.11)

где k – количество участков, для которых определено значение .

Последовательно задаем другие направления и определяем для остальных участков гидравлические уклоны по формулам (3.10), (3.11):

= Па/м;

= 1080- 1,28*200/240=3,4 Па/м;

=1080 – 3,4*200/340=1,17 Па/м;

Па/м;

Па/м.

Па/м

Перепад давлений на каждом участке , Па, определяется по формуле:

(3.12)

где - соответственно гидравлический уклон, Па, и длина участка, м.

Результаты вычислений значений R участков и потерь давления на них , Па, по формуле (3.12) заносим в таблицу 3.2.

Ориентируясь на вычисленные R, Па/м, для участков по номограммам [8] выбираем диаметры трубопроводов участков сети, определяем фактическое значение гидравлического уклона , Па/м, и вычисляем фактические значения потерь давления на участках. Результаты сводим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2. Гидравлический расчет газовой распределительной сети низкого

давления

Номер участ-ка	Длина участка ,м	Расчет-ный расход газа , м /ч	Гидрав-лический уклон , Па/м	Потеря давле-ния на участке , Па	Наружный диаметр, мм, толщина стенки трубы, мм	Факти-ческий гидрав-лический уклон , Па/м	Факти-ческие потери давле-ния на участке , Па
1-2	340	216,86	1,17		159х4	1,1	374
2-10	120	85,7	5,6		76х3	5,8	696
1-3	200	202,58	1,28		159х4	1,3	260
3-4	80	54,9	1,03		108х4	1,1	88
4-14	160	29,98	5,15		60х3,5	5,8	928
14-6	280	7,56	3,8		38х3	3,5	980
6-5	230	6,21	4,6		38х3	4,3	989
5-13	210	47,15	1,2		89х3	1,3	273
13-12	100	5,25	1,08		48х3,5	1,1	110
12-10	240	12,6	1,7		48х3,5	1,8	432
1-13	240	81,5	3,4		88,5х40	3,5	840
4-5	320	12,84	3,37		48х3,5	3,5	1120
7-14	220	3,85	4,9		33,5х3,2	4,5	990
3-8	220	81,94	1,28		108х4	1,1	242
2-9	240	41,43	2,8		70х3	2,8	672
10-11	250	21,85	1,6		70х3	1,8	450
9-11	120	10,5	1,28		60х3,5	1,4	168
8-9	300	41,35	1,28		88,5х40	1,1	330
7-8	240	4,2	3,3		33,5х3,2	3,2	768