2020-01-14
183
Мета розрахунку – визначення діаметрів труб для проходження необхідної кількості газу при допустимих втратах тиску, або навпаки – знаходження втрат тиску при транспортуванні необхідної кількості газу по трубам існуючого діаметру.
Джерелом газопостачання мереж середнього тиску є ГРС.
Гідравлічний режим роботи газопроводів призначаю виходячи з умов максимального використання розрахункового перепаду тиску. Розрахунок розподільчих мереж виконують у наступній послідовності:
1)накреслюю розрахункову схему газопроводів на яку наносять:
а) місце розташування ГРС, зосереджених споживачів з вказівкою їх шифрів і навантажень (годинна витрата газу);
б) схему газопроводів середнього тиску з поділом на ділянки. Нумерацію вузлів виконую починаючи від джерела газопостачання до найбільш віддаленого споживача;
в) розрахункові витрати газу та геометричні довжини ділянок.
В розрахункових схемах витрати газу спочатку наносять на відгалуження до кожного окремого споживача. На магістральних ділянках мережі витрати газу визначають у вигляді суми витрат для всіх відгалужень починаючи з самого віддаленого від ГРС споживача.
|
|
|
2) Визначаю питому різницю квадратів тиску для головної магістралі А(кПа)²/м, по формулі
А = (Рп2-Pк2)/ΣLі, (2.16)
де Рп-абсолютний тиск газу на виході з ГРС, кПа;
Рк - абсолютний тиск газу на вході у найбільш віддаленого
споживача, кПа;
Lі- довжина і-ої ділянки головної магістралі, м.
3)Орієнтуючись на різницю квадратів тиску по номограмі в залежності від витрати газу на ділянці та її довжини підбираю діаметр газопроводу, уточнюю дійсне значення величини ΔP².
Значення тиску в кінці ділянки визначаю по формулі
Рк = 
, (2.17)
де Рп – початковий тиск газу, кПа;
DР² – різниця квадратів тиску, (кПа)2.
Отриманий тиск є початковим для наступної, за напрямком руху газу, ділянки.
Нев´язка тисків у найбільш віддаленого споживача не повинна перевищувати 10%.
При ув´язуванні відгалуджень у вузлових точках попередньо визначаю тиск газу, а потім знаходжу питому різницю квадратів тиску для даного відгалудження.
4) Нев´язка тисків у вузлових точках повинна бути не більше 10%.
Початковий тиск прийняв 400 кПа згідно завдання.
Результати розрахунків зводжу в таблицю 2.8.
Таблиця 2.8-Гідравлічний розрахунок газопроводів середнього тиску
| Ділянка | V, м3/год | Lг, м | Lр,м | А, (кПа)²//м | А*L, (кПа)² | Dз×S, Мм | DР², (кПа)² | Рп, кПа | Рк, кПа | |||||||||||||||
| Поч | Кін. |
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | ||||||||||||||
| Головна магістраль 1-2-3-4-5-6 | ||||||||||||||||||||||||
| 1
| 2 | 7482 | 325 | 357,5 | 105 | 37538 |
|
|
| |||||||||||||||
| 2 | 3 | 4395 | 250 | 275 | 105 | 28875 |
|
|
| |||||||||||||||
| 3 | 4 | 3506 | 50 | 55 | 105 | 5775 |
|
|
| |||||||||||||||
| 4 | 5 | 1945 | 400 | 440 | 105 | 46200 |
|
|
| |||||||||||||||
| 5 | 6 | 1459 | 75 | 82,5 | 105 | 8663 |
|
|
| |||||||||||||||
| Α =4002-1802/1210=105 | ||||||||||||||||||||||||
| Відгалудження | ||||||||||||||||||||||||
| 2 | 7 | 3087 | 75 | 82,5 | 529 | 43643 | 89х3 | 41000 | 346 | 281 | ||||||||||||||
| 7 | 8 | 3015 | 75 | 82,5 | 529 | 43643 | 89х3 | 41500 | 281 | 194 | ||||||||||||||
| 2 | 13 | 5536 | 100 | 110 | 794 | 87316 | 108х4 | 72000 | 346 | 218 | ||||||||||||||
| 7 | 9 | 72 | 75 | 82,5 | 63 | 5236 | 57х3 | 4100 | 194 | 183 | ||||||||||||||
| 3 | 10 | 889 | 75 | 82,5 | 727 | 60016 | 57х3 | 47000 | 304 | 213 | ||||||||||||||
| 4 | 11 | 1561 | 75 | 82,5 | 669 | 55216 | 70х3 | 41000 | 296 | 216 | ||||||||||||||
| 5 | 12 | 486 | 75 | 82,5 | 102 | 8404 | 60х3 | 11000 | 202 | 173 | ||||||||||||||
Газопроводи низького тиску
Згідно вимог сумарна втрата тиску від ГРП до найбільш віддаленого приладу не повинна перевищувати 1200 Па. Гідравлічний розрахунок виконую методом питомих втрат тиску на тертя. Накреслюю розрахункову схему, на якій нумерую вузлові точки, проставляю напрямок руху газу і довжини ділянок.
Спочатку знаходжу шляхові витрати газу на ділянках мереж згідно формули
Vшл= Lпр*Vп, (2.18)
де Lпр-приведена довжина ділянки, м;
Vп – питома витрата газу, м3/год.
Приведену довжину ділянки визначаю за формулою
Lпр= Lг*Ке*Кз, (2.19)
де Lг- геометрична довжина ділянки, м;
Ке-коефіцієнт етажності (приймаю рівним одиниці);
Кз-коефіцієнт забудови (для двосторонньої забудови Кз = 1, для односторон ньої забудови Кз = 0,5; для магістрального газопроводу Кз=0).
Питому витрату газу визначаю за формулою
Vп= Vгрп/ΣLпрі, (2.20)
де Vгрп-навантаження на ГРП, м3/год;
ΣLпрі-приведена довжина і-тої ділянки газопроводу, м.
Розрахунки веду в формі таблиці (дивись таблицю 2.9).
Таблиця 2.9-Шляхові витрати газу
| № Ділянки | Геометрич-на довжина L,м | Коефіцієнт | Приведена довжина Lпр,м | Шляхова витрата Vшл, м3/год | ||
| Поч. | Кін. | Поверховості Ке | забудови Кз | |||
| 1 | 2 | 50 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 3 | 140 | 1 | 1 | 140 | 39,5 |
| 2 | 4 | 115 | 1 | 1 | 115 | 32,3 |
| 3 | 5 | 250 | 1 | 1 | 250 | 70,5 |
| 3 | 6 | 350 | 1 | 1 | 350 | 98,7 |
| 3 | 7 | 350 | 1 | 1 | 350 | 98,7 |
| 4 | 9 | 250 | 1 | 1 | 250 | 70,5 |
| 4 | 11 | 350 | 1 | 1 | 350 | 98,7 |
| 4 | 12 | 365 | 1 | 1 | 365 | 102,9 |
| 5 | 9 | 250 | 1 | 1 | 250 | 70,5 |
| 5 | 14 | 350 | 1 | 1 | 350 | 98,7 |
| 5 | 15 | 350 | 1 | 1 | 350 | 98,7 |
| 9 | 10 | 350 | 1 | 1 | 350 | 98,7 |
| 9 | 16 | 350 | 1 | 1 | 350 | 98,7 |
| 6 | 14 | 250 | 1 | 0,5 | 125 | 35,3 |
| 6 | 8 | 250 | 1 | 0,5 | 125 | 35,3 |
| 16 | 15 | 250 | 1 | 0,5 | 125 | 35,3 |
| 16 | 17 | 275 | 1 | 0,5 | 137,5 | 38,8 |
| 15 | 14 | 460 | 1 | 0,5 | 230 | 64,8 |
| 12 | 7 | 360 | 1 | 0,5 | 180 | 50,8 |
| 12 | 13 | 250 | 1 | 0,5 | 125 | 35,3 |
| 11 | 10 | 250 | 1 | 0,5 | 125 | 35,3 |
| 11 | 13 | 350 | 1 | 0,5 | 175 | 49,4 |
| 10 | 17 | 360 | 1 | 0,5 | 180 | 50,8 |
| 7 | 8 | 365 | 1 | 0,5 | 182,5 | 51,5 |
| 1559,5 | ||||||
Визначаю вузлові витрати газу по формулі
Vj=0,5ΣmVшлі, (2.21)
де Vшлі-шляхова витрата газу і-тою ділянкою, м³/год;
m-кількість ділянок, які збігаються в і-ому вузлі.
Вузлові витрати газу:
V1 = 0,5*V1-2 = 0,5*0 = 0 м3/год.
V2 = 0,5(V2-3+V2-4) = 0,5(39,48+32,43) = 35,96 м3/год.
V3 = 0,5(V2-3+V3-5+V3-6+V3-7) = 0,5(39,48+70,5+98,7+48,7)=153,69 м3/год.
V4 = 0,5(V2-4+V4-9+V4-11+V4-12) = 0,5(32,43+70,5+98,7+102,93) =152 м3/год.
V5 = 0,5(V3-5+V5-14+V5-9+V5-15) = 0,5(70,5+70,5+98,7+98,7) =169,2 м3/год.
V6 = 0,5(V3-6+V6-14+V6-8) = 0,5(98,7+35,25+35,25) =84,6 м3/год.
V7 = 0,5(V3-7+V12-7+V7-8) = 0,5*(98,7+50,76+51,47) =100,47 м3/год.
V8 = 0,5(V7-8+V6-8)=0,5(35,25)51,47 =43,46 м3/год.
V9 = 0,5(V5-9+V4-9+V9-16+V5-10) = 0,5(70,5+70,5+98,7+98,7) =169,2 м3/год.
V10 = 0,5(V9-10+V11-10+V10-17) = 0,5(98,7+35,25+50,76) =92,36 м3/год.
V11 = 0,5(V4-11+ V11-13+V11-10) = 0,5(98,7+49,35+35,25) =91,65 м3/год.
V12 = 0,5(V4-12+V12-7+V12-13) = 0,5(102,93+50,76+35,25) =94,47 м3/год.
V13 = 0,5(V11-13+V12-13) = 0,5(35,25+44,35) =42,35 м3/год.
V14 = 0,5(15-14+V6-14+V5-14) = 0,5(64,84+35,25+98,7) = 99,4 м3/год.
V15 = 0,5(V16-15+V5-15 +V15-14) = 0,5(64,84+98,7+35,25) = 99,4 м3/год.
V16 = 0,5(V9-16+V16-15+V16-17) = 0,5(98,7+35,25+38,78) = 86,37 м3/год.
V17 = 0,5(V16-17+V10-17) = 0,5(50,76+38,78) = 44,77 м3/год.
Сума вузлових витрат дорівнює навантаженню на ГРП:
ΣVj=Vгрп=1559,58 м3/год.
Знаходжу розрахункові витрати газу:
Вузол 14: V15-14+V5-14+V6-14= V14 = 99,4 м3/год;
V15-14 = 43,14 м3/год; V6-14=23,44 м3/год; V5-14 =32,82 м3/год.
Вузол 15: V16-15+V5-15 = V15 +V15-14 =142,54 м3/год;
V16-15 = 59,39 м3/год; V5-15 = 83,15 м3/год.
Вузол 17: V16-17+V10-17 = V17 = 44,77 м3/год.
V16-17 = 19,38 м3/год; V10-17 = 25,39 м3/год.
Вузол 16: V9-16 = V16+V16-17+V16-15 = 165,14 м3/год.
|
|
|
Вузол 10: V9-10+V11-10 = V10+V10-17 = 117,82 м3/год;
V9-10= 68,73 м3/год; V11-10 = 49,09 м3/год.
Вузол 9: V5-9+V4-9 = V9 +V9-10+V9-16 = 403,07 м3/год.
V5-9 = 201,54 м3/год; V4-9 = 201,53 м3/год.
Вузол 5: V3-5 = V5-9+V5-15+V5+V5-14 = 486,71 м3/год;
Вузол 8: V6-8+V7-8 = V8 = 43,46 м3/год;
V6-8 = 17,67 м3/год; V7-8 = 25,79 м3/год.
Вузол 6: V3-6 = V6+V6-14+V6-8 = 125,71 м3/год.
Вузол 7: V3-7+V12-7 = V7+V7-8 = 126,26 м3/год;
V3-7 = 62,2 м3/год; V12-7 = 64,06 м3/год.
Вузол 3: V2-3= V3+V3-5 +V3-6 +V3-7= 828,31 м3/год.
Вузол 13: V11-13+V12-13 = V13 = 42,3 м3/год;
V11-13 = 24,69 м3/год; V12-13 = 17,61 м3/год.
Вузол 11: V4-11 = V11-10+V11-13+V11 = 165,43 м3/год.
Вузол 12: V4-12 =V12 +V12-7+V12-13 =176,14 м3/год.
Вузол 4: V2-4=V4-9+V4+V4-11+V4-12 = 695,38 м3/год.
Вузол 2: V1-2 = V2-3+V2-4+V2 = 1559,65 м3/год.
Мінімальний діаметр газопроводів мережі низького тиску становить
Dз×S=57×3 мм.
Результати гідравлічного розрахунку газопроводів низького тиску зводжу в таблицю 2.10
Таблиця 2.10-Гідравлічний розрахунок газопроводів низького тиску
| Ділянка | V, м3/год | Lг,м | Lр, м | Dу мм | Dз×S, Мм | R, Па/м | DР, Па | Рп, Па | Рк, Па | |||||||||||||||||||
| Поч | Кін | |||||||||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | ||||||||||||||||||
| Головна магістраль 1-2-3-5-9-10-17 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 1559,65 | 50 | 55 |
| 325х8 | 0,75 | 41,3 | 3000 | 2959 | ||||||||||||||||||
| 2 | 3 | 828,31 | 140 | 154 |
| 273х7 | 0,7 | 107,8 | 2959 | 2851 | ||||||||||||||||||
| 3 | 5 | 486,71 | 250 | 275 |
| 219х6 | 0,65 | 178,8 | 2851 | 2672 | ||||||||||||||||||
| 5 | 9 | 201,54 | 250 | 275 |
| 159х4,5 | 0,7 | 192,5 | 2672 | 2480 | ||||||||||||||||||
| 9 | 10 | 68,73 | 350 | 385 |
| 108х4 | 0,7 | 269,5 | 2480 | 2210 | ||||||||||||||||||
| 10 | 17 | 25,39 | 360 | 396 |
| 76х3 | 0,68 | 269,3 | 2210 | 1941 | ||||||||||||||||||
| R = 0,78 Па/м α= 7,8% | ||||||||||||||||||||||||||||
| Магістраль 2-4-12-7-8 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | 4 | 695,38 | 115 | 126,5 |
| 245х7 | 0,75 | 94,9 | 2959 | 2864 | ||||||||||||||||||
| 4 | 12 | 176,14 | 365 | 401,5 |
| 133х4 | 1,25 | 501,9 | 2864 | 2362 | ||||||||||||||||||
| 12 | 7 | 64,06 | 360 | 396 |
| 102х3 | 0,9 | 356,4 | 2362 | 2006 | ||||||||||||||||||
| 7 | 8 | 25,79 | 365 | 401,5 |
| 76х3 | 0,7 | 281,1 | 2006 | 1725 | ||||||||||||||||||
| R = 0,87Па/м | ||||||||||||||||||||||||||||
| Магістраль 9-16-15-14 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 9 | 16 | 165,14 | 350 | 385 |
| 159х4,5 | 0,5 | 192,5 | 2480 | 2287 | ||||||||||||||||||
| 16 | 15 | 59,39 | 250 | 275 |
| 108х4 | 0,6 | 165 | 2287 | 2122 | ||||||||||||||||||
| 15 | 14 | 43,14 | 460 | 506 |
| 89х3 | 0,8 | 404,8 | 2122 | 1717 | ||||||||||||||||||
| R = 0,58 Па/м | ||||||||||||||||||||||||||||
| Магістраль 3-6-14 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 3 | 6 | 125,71 | 350 | 385 |
| 127х3 | 0,9 | 345,5 | 2851 | 2505 | ||||||||||||||||||
| 6 | 14 | 23,44 | 250 | 275 |
| 57х3 | 2,9 | 522,5 | 2505 | 1982 | ||||||||||||||||||
| R = 1,59Па/м | ||||||||||||||||||||||||||||
| Магістраль 4-11-13 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 4 | 11 | 165,43 | 350 | 385 | 159х4,5 | 0,5 | 193 | 2864 | 2671 | |||||||||||||||||||
| 11 | 13 | 24,69 | 350 | 385 | 57х3 | 2 | 770 | 2671 | 1901 | |||||||||||||||||||
| R = 1,38Па/м | ||||||||||||||||||||||||||||
| Продовження табл.2.10 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | ||||||||||||||||||
| Відгалудження | ||||||||||||||||||||||||||||
| 5 | 14
| 32,82 | 350 | 385 |
| 76х3 | 1,2 | 462 | 2672 | 2210 | ||||||||||||||||||
| 5 | 15 | 83,15 | 350 | 385 |
| 102х3 | 1,75 | 673,8 | 2672 | 1999 | ||||||||||||||||||
| 6 | 8 | 17,67 | 250 | 275 |
| 57х3 | 1,25 | 343,8 | 2504 | 2161 | ||||||||||||||||||
| 3 | 7 | 62,2 | 350 | 385 |
| 83х3 | 2,7 | 1040 | 2850 | 1811 | ||||||||||||||||||
| 4 | 9 | 201,53 | 250 | 275 |
| 127х3 | 2,8 | 770 | 2863 | 2094 | ||||||||||||||||||
| 11 | 10 | 49,09 | 250 | 275 |
| 76х3 | 2,8 | 770 | 2671 | 1901 | ||||||||||||||||||
| 16 | 17 | 19,38 | 275 | 302,5 |
| 57х3 | 1,7 | 514,3 | 2287 | 1773 | ||||||||||||||||||
| 12 | 13 | 17,61 | 250 | 275 |
| 57х3 | 1,2 | 330 | 2361 | 2032 | ||||||||||||||||||
