Сравнительный анализ методик распределения расчетного перепада давления

Традиционный метод расчета приводит к постоянному гидравлическому уклону вдоль основного направления движения газа для теоретических диаметров или к некоторой ломаной, приближающейся к прямой линии гидравлического уклона. Применение этого метода не приводит к минимизации затрат на строительство сети, а равномерное распределение перепада давления является лишь ориентиром для проектировщиков.

Метод оптимальных диаметров может быт использован для тупиковой газораспределительной сети любой конфигурации. При этом оптимизация ведется одновременно по всем направлениям и тупиковым отводом.

Линия гидравлического уклона при использовании этого метода (индекс «опт») будет отличаться от таковой, рассчитанной по традиционному методу (индекс «тр»).

Рассмотрим соотношение (5.36) и представим его в следующем виде:

(5.47)

При расчете по традиционному методу

(5.48)

Представим соотношения (5.47) и (5.48) на одном графике.

Сравнение показывает, что при использовании метода оптимальных диаметров линия гидравлических уклонов представляет собой ломаную линию, всегда располагающуюся ниже линии гидравлических уклонов при традиционном решении.

Рис. 5.6. Сравнение распределения расчетного перепада давления между участками сети при методах расчета

Отсюда можно сделать следующие практические выводы, которые необходимо учитывать при традиционном методе решения:

1. Если после выбора стандартных диаметров конечное давление в конце расчетного направления оказалось существенно больше минимально допустимого, то можно уменьшить диаметры на начальных участках рассматриваемого направления.

2. Если после выбора стандартных диаметров конечное давление в конце расчетного направления оказалось меньше минимального допустимого, то следует увеличивать диаметры на участках, расположенных

ближе к концу рассматриваемого направления.

Метод «предельной выгоды»

Очень часто при расчете диаметров участков тупиковой газораспределительной сети с применением того или иного метода потери давления по одному или нескольким направлениям могут отличаться как в большую, так и в меньшую сторону от расчетного перепада давления. При этом возникает задача выбора участка, на котором необходимо либо увеличить, либо уменьшить диаметр до следующего стандартного.

При этом могут иметь место два случая:

1. Перепад давления по направлению превышает расчетный перепад давления. Возникает необходимость увеличения диаметра на одном или нескольких участках. При этом желательно выбрать такой участок, при увеличении диаметра которого при наименьшем увеличении стоимости строительства будет достигнут больший эффект снижения снижения потерь давления.

Это может быть достигнуто на участке, для которого величина будет иметь наибольшее значение, т.е.

(5.49)

где ΔН- величина приращения потерь давления, положительная при переходе с большего диаметра на меньший и отрицательная при переходе с меньшего диаметра на больший;

ΔS- величина приращения стоимости строительства рассматриваемого участка газопровода, отрицательная при переходе с большего диаметра на меньший и положительная при переходе с меньшего диаметра на больший.

Учитывая (5.25) и (5.26), стоимость участка сети может быть определена как S=S_y·L, из (5.49) найдем, что условие выбора участка для коррекции диаметра в большую сторону будет иметь вид:

(5.50)

2. На рассматриваемом направлении имеет место перепад давления меньше расчетного перепада давления, принятого по проекту. В этом случае появляется возможность уменьшения диаметра на каком-то участке. При этом, естественно, экономическая выгода от уменьшения диаметра быть как можно большей, а увеличение потерь давления минимальным, чтобы можно было продолжить уменьшение диаметра на том же или на другом участке, увеличивая при этом экономическую выгоду от уменьшения диаметра. Другими словами, во втором случае следует искать участок, для которого выражение

(5.51)