Гидравлический расчет газопровода среднего давления (от ввода до ГРП), подбор фильтров и регуляторов давления

При подборе диаметра газопровода на участке до ГРП особых ограничений по по перепаду давлений нет. Однако с целью поддержания максимальной скорости газа и экономии металла будем выбирать минимально возможный диаметр. Необходимый запас давления перед РД создадим исходя из требуемого значения давления за ним и учитывая вероятность снижения в эксплуатации начального давления по сравнению с заданным. Такой запас можно считать достаточным, если давление перед РД будет равно, [1]:

. [4.1]

Известно, что отношение , [1], для определенного вида газа и характера движения зависит только от объема проходящего газа и диаметра газопровода.

При расчете значения А для области гидравлической шероховатости используем формулу, предварительно задавшись диаметром газопровода d=200…250 мм, взяв d=250 мм:

. [4.2]

Коэффициент местного сопротивления на предохранительном клапане ξ_пк=5, [1].

Коэффициент местного сопротивления на конденсатоотводчике ξ_к=2, [1].

Коэффициент местного сопротивления при повороте (2 поворота на участке) и на задвижках (5 задвижки на участке) выбираем по приведенным ранее значениям в зависимости от диаметра: ξ_п=0,51 и ξ_з=0,42, [1].

Значения местных коэффициентов на фильтре, счётчике или диафрагме не учитываются.

Таким образом, значение суммарного коэффициента местных сопротивлений

∑ξ= ξ_пк + ξ_к + ξ_п +ξ_з=5+2+2·0,51+5·0,42=10,12. [4.3]

Значение условной длины l_э для газопроводов среднего и высокого давления зависит только от величины условного диаметра, [1], таблица 7:

Таблица 7

Значение условной длины l_э для газопроводов среднего и высокого давления

d
lэ	2,3	3,2	3,9		6,7	8,7		17,4

Условное увеличение длины участка вследствие наличия местных сопротивлений,[1], =17,4·10,12=176,1м. [4.4]

Фактическая длина =350 м.

Приведенная длина, [1], =176,1+350=526,1 м. [4.5]

Конечное давление, [1]:

, [4.6]

где давление на вводе, ата; , [1].

Полученное давление не удовлетворяет указанному выше промежутку:

Р_к=168020,8 Па не принадлежит промежутку Р₁=149235,2…159184,2 Па.

(т.к. диаметр d=250 газопровода в стандартном ряде дает нам наиболее оптимальный вариант, но чтобы добиться давления p2,принадлежащего указанному промежутку нужно давать заказ на диаметр не из стандартного ряда, что весьма не рационально)

Выбор фильтров и определение давления P_I перед регулятором давления

При определении сопротивления газопровода от ввода до ГРП не учитывалось сопротивление фильтра и измерительной диафрагмы.
Значение абсолютного давления газа перед РД определится:

. [4.7]

где Dp_ф - сопротивление чистого фильтра, кг/см²;

Dp_д - сопротивление измерительной диафрагмы, кг/см²,

Сопротивление диафрагмы может быть принято Dp_д=40∙0,75∙13,6 = 420 кг/м²,

где 40 - принимаемый перепад по ртутному дифманометру, мм;

0,75- коэффициент, учитывающий потери давления при дросселировании;

13,6- перевод показании ртутного дифманометра в мм вод.ст. (или, что то же - кг/м²).

Сопротивление 2Dp_ф представляет собою перепад давления в загрязненном фильтре (фильтре, находящемся в эксплуатации).

По условиям механической прочности перепад давления по обе стороны сетки фильтра не должен превышать 1000 кг/м² для волосяных 500 кг/м²- для сетчатых фильтров. Но следует допускать слишком малый перепад Dp_ф, так как это указывает на выбор фильтра завышенного типоразмера, что несомненно скажется но стоимости сооружения системы газоснабжения. Нужно стремиться к тому, например для волосяных фильтров, чтобы перепад Dp_ф (чистый фильтр) был 500 кг/м²± 20%.

Зная из расчетной схемы (рис.1) количество газа, проходящего через фильтр (обычно это максимальный расход газа всеми потребителями объекта газоснабжения), размер фильтра (условный диаметр его подводящего патрубка). выбирают в соответствии с графиками. Характеристики фильтров приведены для газа с удельным весом 1,0 кг/нм³ и для абсолютного давления после фильтра p_пф=1 ата. В действительных (реальных) условиях эти параметры иные. Значение Dp_ф при действительном расходе таза через фильтр (характеристики фильтра, получены для расхода до 4000 нм³/час) и его параметрах определится:

кПа [4.8]

В этой формуле индексом "т" обозначены величины принятые при построении характеристик.

Действительное расчетное (абсолютное) давление газа после фильтра может быть найдено из выражения. считая предварительно, что в эксплуатации сопротивление фильтра и диафрагмы вместе могут составить 1500 кг/м²:

[4.9]

Подобранный типоразмер фильтра должен обеспечивать следующее условие

Проверка , как видим полученное значение входит в необходимый диапазон.

Т.о. устанавливаем фильтр ФГ-100 с пропускной способностью 20000 при входном давлении 0,6МП/а и .

Значение абсолютного давления газа перед РД определится по (4.7):

ата