Гидравлический расчет газовых сетей

Целью расчета газовой сети является определение оптимальных диаметров труб всех ее расчетных участков и вычисления потерь давления в них. Для приближенного отыскания экономически наивыгоднейших диаметров участков сети эти участки можно рассматривать как независимо работающие линии. При любых методах нахождения диаметров газопровода нужно знать расчетные расходы на этих участках.

Для сети, подлежащей расчету, всегда известны ее конфигурация, а также длины участков от отбора газа в узлах.

При наличии одного ГРП и отсутствии нефиксированных отборов от ГРП запишется как сумма фиксированных отборов (см. рисунок 11)

. (39)

Для нахождения расходов газа в - участках кольцевой сети могут быть использованы уравнения первого закона Кирхгофа, выражающие баланс расходов, а в точках 1-6 – «узловые уравнения» (см. рисунок 11)

(40)

где i, к – номера узлов.

Рисунок 11 – Схема газовой сети

При расчетах по формуле (40) расходы, приходящие к узлу, условно считают положительными, а исходящими из него (включая сосредоточенный отбор) – отрицательными. Число уравнение для таких условий питания узлов будет m-1, где m – число узлов сети. Для одного из узлов уравнения баланса расходов превращается в тождество, т. к. сумма всех отборов известна и равна . Для сети, схема которой приведена на рисунке 11, число уравнений совпадает с числом расчетных участков и, следовательно, пяти узловых уравнений достаточно для определения всех расходов газа .

Для кольцевых сетей значения расходов газа в участках, кроме уравнений (40), должны удовлетворять уравнениям второго закона Кирхгофа. В газовых сетях среднего и высокого давления, как известно, эти уравнения (контурные) выражают равенство нулю алгебраической суммы потерь давления в каждом из колец:

, (41)

где , - потери давления в кольцах I и II соответственно.

Соотношения (41) указывают на то, что потери давления и в полукольцах одинаковы, а также . Точка встречи 3 и 5 полуколец могут быть выражены из примерного равенства их расчетных длин. При расчете кольцевых газопроводов низкого давления невязка на полукольцах не должна превышать 10 %.

Для участков кольцевого газопровода, схема которого приведена на рисунке 11, можно записать следующую систему уравнений:

(42)

Решение системы (42) позволяет определить расходы газа в каждом элементе сети, а, следовательно, с использованием условия (41) и потери давления.

Если не предполагать, что потери давления в полукольцах колец I и II соответственно равны, то найденные на основании расходов потери давления на участках сети не будут удовлетворять условию (42).

Общий вид межцехового газопровода (его расчетной схемы) приведен на рисунке 12.

; ; ;

;

Рисунок 12 – Расчетная схема межцехового заводского газопровода

Как уже отмечалось, в число исходных данных, предшествовавших расчету заводского газопровода, входят расчетные годовые расходы газа производственными потребителями ( ), м³/г, коммунально-бытовыми потребителями , м³/г, на отопление , м³/г и суммарное расчетное годовое потребление объектом газоснабжения , м³ (нормальных) в год. И, если годовая производственная нагрузка по месяцам года распределяется равномерно сообразно со значениями годовой нагрузки каждого производственного потребителя (цеха), то этого нельзя сказать о коммунально-бытовой и отопительных нагрузках.

Как видно из рисунка 12 расчет межцехового газопровода ведется по максимальным и минимальным часовым нагрузкам, выраженным в м³/ч.

Максимально-часовая нагрузка считается неизменной в течение года ( ). Эта нагрузка определяется по формуле

, (43)

где - коэффициент часового максимума: для машиностроительных и для металлургических предприятий.

Отметим, что

. (44)

Максимально-часовая нагрузка на отопление рассчитывается для самых холодных суток января по формуле

, (45)

где - месячный январский расход газа на отопление, , м³/мес;

- средняя температура внутри отапливаемого помещения: ;

- максимально-расчетная температура наружного воздуха наиболее холодного месяца (выбирается для климатического пояса);

- число календарных дней января;

- средняя температура наружного воздуха в январе (выбирается для климатического пояса).

Максимально часовая нагрузка приходится на август. Причем минимум часовой отопительной нагрузки приходится на ночные часы суток, когда горячий водоразбор отсутствует, а, следовательно, можно считать, что .

Максимально-часовой расход горючего газа на коммунально-бытовые нужды приходится на декабрь, причем , определяется по формуле

, (46)

где - месячный декабрьский расход газа на коммунально-бытовые нужды;

- расход газа за неделю;

- коэффициент, устанавливающий долю максимально-суточного расхода газа на к/б нужды в пределах недели: ;

- коэффициент, устанавливающий долю максимально-часового расхода газа на эти же нужды в пределах суток декабря: ;

- число календарных дней декабря: .

Аналогично записывается выражение для определения

, (47)

где - то, что в равенстве (46), но для августа: ;

- коэффициент минимального суточного расхода на к/б нужды в пределах недели: ;

- коэффициент минимального часового расхода газа на те же нужды в пределах суток августа (ночные часы): ;

- число календарных дней августа: .

Используя формулы (43-47) рассчитывают суммарную часовую нагрузку по объему газоснабжения, м³/ч:

максимальную:

; (48)

минимальную:

. (49)

Также находя нагрузку каждого цеха , , …, и путевые часовые расходы на каждом расчетном участке. Причем нагрузка на участке до ГРП принимается равной .

На рисунке 12 РД находится на участке 1-2.

Используя значения путевых расходов и данные таблицы значений и для газа с различной плотностью выполняют гидравлический расчет межцехового газопровода и участка до РД.

Дата добавления: 2014-04-28; просмотров: 1136; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!