ГОДОВОЙ РАСХОД ГАЗА

Годовой расход газа на технологические, отопительно-вентиляционные и другие нужды промышленных предприятий , м³/год, в общем случае определяются по удельным расходам газа и объемам выпускаемой продукции по формуле:

, (22)

где q_п – удельный расход газа на единицу продукции, кДж;

М – годовой объем выпускаемой продукции.

В курсовом проекте годовой расход газа промышленным предприятием принимается по [2].

Годовой расход газа на технологические Q^п.т. и отопительно-вентиляционная Q^п.о.в. на нужды промышленных предприятий определяют из соотношения:

(0,7) – для предприятий, работающих в одну смен (0,5) – для предприятий, работающих в две смены;

(0,7) – для предприятий с непрерывным технологическим процессом.

Распределение годового расхода газа на промышленные производство сводим в таблицу 4.

Таблица 4 – Годовой расход газа промышленными предприятиями

№	Наименование предприятия	Шифр на схеме	Годовой расход газа, млн.м3/год	Продолжитель- ность работы (ч)
п.п.	Общий	В том числе
	На технологические нужды	На отопительные нужды
		ПП-1	48,0	19,765	28,235
		ПП-2	3,8	1,267	2,533
		ПП-3	28,5	11,735	16,765
		ПП-4	7,7	3,171	4,529
		ПП-5	11,6	3,867	7,733
		ПП-6	5,9	2,429	3,471
Итого:	105,5	42,234	63,266

6.2 ЧАСОВОЙ РАСХОД ГАЗА

Расчетный часовой расход газа на отопительно-вентиляционные нужды промышленных предприятий , м³/ч, следует определять как долю годовых по формуле:

, (23)

где m_п,i – количество часов использования максимума для данного вида нагрузки.

Число часов использования максимума промышленных предприятий зависит от вида производства, технологического процесса, Число часов использования максимума промышленных предприятий ориентировочно можно принять.

– для предприятий, работающих в три смены с непрерывным технологиче­ским процессом, m_п..т.= 6000 ÷ 7000 ч/год;

– для предприятий, работающих в две смены, m_п..т.= 4500 ÷ 5000 ч/год;

– для мелких предприятий, работающих в одну смену, m_п..т.= 3000 ÷ 4000 ч/год;

Число часов использования максимума для отопительных котельных , определяют по формуле:

. (24)

Расчетный часовой расход газа на дежурное отопление , м³/час, определяют как часть расчетного расхода газа на отопление по формуле:

, (25)

где Q_п^п.о.в. – расчетный расход газа на отопление, м³/ч.

Коэффициент К_∂ учитывает расход газа на отопление в нерабочее время для поддержания температуры t_в^∂=+5°С и рассчитывается по формуле

, (26)

где t_в – температура внутреннего воздуха в рабочее время в цехах, t_в = 16°С.

Результаты расчета часового расхода газа промышленными предприятиями сводим в таблицу 5.

Таблица 5 – Часовой расход газа промышленными предприятиями

7 РЕЖИМ ГАЗОПОТРЕБЛЕНИЯ РАЙОНА ГОРОДА

Все городские потребители бытовые, коммунальные общественные и промышленные потребляют газ неравномерно. Потребление газа изменяется по месяцам года, дням недели и календарным дням, а также по часам суток.

В зависимости от периода, в течение которого потребление принимают постоянным, различают:

1) сезонную неравномерность, или не­равномерность по месяцам года;

2) суточную неравномерность, или не­равномерность по дням недели, месяца или года;

3) часовую неравномерность, или неравномерность по часам суток.

Режим расхода газа городом зависит от режима отдельных категорий потреби­телей и их удельного веса в общем потреблении.

Неравномерность расходования газа отдельными категориями потребителей определяется рядом факторов: климатическими условиями, укладом жизни населения, режимом работы предприятий и учреждений, характеристикой газооборудования зданий и промышленных цехов. В большинстве случаев теоретический учет влияния отдельных факторов на неравномерность потребления оказывается невозможным. Наиболее достоверный путь – это накопление и систематизация опытных данных в течение длительного периода. Только при достаточном количестве экспериментального материала можно говорить о надежных сведениях по режимам потребления.

Неравномерность потребления оказывает большое влияние на эко­номические показатели систем газоснабжения. Наличие пиков и провалов в потреблении газа приводит к неполному использованию мощно­стей газовых промыслов и пропускной способности магистральных газо­проводов, что повышает себестоимость газа, приводит к необходимости строительства подземных хранилищ и создания потребителей регуляторов, что связано с дополнительными капитальными вложениями в газотранспортные системы и топливные хозяйства потребителей. Суммарные годовые графики потребления газа городами и экономическими районами являются основой для планирования добычи газа, а также для выбора и обоснова­ния мероприятий, обеспечивающих регулирование неравномерности потребления газа. Решение проблемы неравномерности потребления позволяет обеспечить надежность газоснабжения и повысить экономическую эффективность газоснабжающих систем.

Знание годовых графиков газопотребления имеет большое значение и для эксплуатации городских систем газоснабжения, так как позволяет правильно планировать спрос на газ по месяцам года, определять не­обходимую мощность городских потребителей регуляторов, плани­ровать проведение реконструкций и ремонтных работ на газовых сетях и их сооружениях. Используя провалы потребления газа для отключе­ния отдельных участков газопроводов и газорегуляторных пунктов на ремонт, можно провести его без нарушения подачи газа потребителям.

Различие между максимальным часовым расходом по совмещенному су­точному графику газопотребления, и суммой максимального часового расхода газа по отдельным категориям потребителей для большинства городов состав­ляют 2 – 4%.

. (27)

Поскольку погрешность в 5% при инженерных расчетах считается доста­точной, на практике в качестве расчетного принимается максимальный часовой расход газа отдельными потребителями. Это приводит к незначительному удо­рожанию системы газоснабжения, однако повышает ее надежность за счет большей пропускной способности сетей высокого давления.

Расчетный расход газа сво­дится в таблицу 6.

Таблица 6 – Расчётный расход газа районом города.

8 СИСТЕМА ГАЗОСНАБЖЕНИЯ РАЙОНА ГОРОДА

8.1 ВЫБОР, ОБОСНОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ

ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

При выборе системы газоснабжения следует предварительно изучить ре­комендации [1] и [6], обратив внимание на следующие вопросы:

— определение оптимального количества источников питания сетей вы­сокого (среднего) и низкого давлений;

— выбор структуры газовых сетей (тупиковые, кольцевые, смешанные);

— определение максимальных давлений в распределительных газопроводов и количество ступеней давления в системе.

Основные критерии для оценки систем газоснабжения: экономичность, надежность, технологичность, проходимость сетей, взрывобезопасность, удоб­ство в эксплуатации.

Для газоснабжения городов и населенных пунктов применяются одно-, двух, трех- и многоступенчатые системы газоснабжения. Городские системы газоснабжения присоединяются к магистральным газопроводам через ГРС (газораспределительные станции). Связь между газопроводами различных давлений осуществляется через ГРП (газорегуляторные пункты).

Выбор схемы газоснабжения (количество ступеней давления) производится исходя из следующих соображений: чем больше давление газа в газопроводе, тем меньше его диаметр и стоимость, но зато усложняется прокладка сети: необходимо выдерживать большие расстояния до здания и сооружения, в силу чего не по всем улицам можно проложить сеть высокого давления. С увеличением количества ступеней давления в системе добавляются новые газопроводы и ГРП, но уменьшаются диаметры последующих ступеней давления.

Выбор оптимального решения при проектировании систем газоснабжения надежнее всего производить на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Для поселков и небольших городов с населением до 30 – 50 тыс. жителей могут использоваться одноступенчатые системы газоснабжения. Газ от ГРС поступает в сеть среднего или низкого давления и распределяется по территории города. Для города с населением 50–250 тыс. чел. рекомендуются двухступенчатые системы газоснабжения, в которых газ от ГРС по сети среднего или высокого давления подается к ГРП и крупным потребителям, а от ГРП по сети низкого давления распределяется по территории города. Давление в первой ступени при снабжении природным газом составляет обычно 0,3 МПа, но возможно и давление 0,6 МПа.

Трехступенчатую систему в городах можно применять при повышенных требованиях к надежности, при большой территории и неудобной планировке города, а также при наличии промышленных предприятий, требующих газ высокого давления. Для городов с населением более 250 тыс. чел. рекомендуются трехступенчатые системы газоснабжения. Вокруг города прокладывается магистральный газопровод высокого давления, служащий для подачи газа в отдельные районы города и к крупным промышленным предприятиям. Газ из сетей первой ступени (Р =1,2 МПа или 0,6 МПа) давления через ГРП высокого давления подается в сеть второй ступени (Р = 0,3 МПа), служащую для подачи газа к городским ГРП, мелким, средним промышленным и некоторым коммунальным предприятиям. Из ГРП газ по сети низкого давления распределяется по всей территории застройки.

В курсовом проекте принимаем двухступенчатую систему газоснабжения с одной ГРС максимальное избыточное давление на выходе из ГРС Р=0,6 МПа. Газ на ГРС очищается, одорируется, редуцируется до давления верхней ступени в городских сетях и подается в распределительные газопроводы. В курсовом проекте расстояние от места расположения ГРС до города принять не более 1,5–2 км.

8.2 ВЫБОР КОНФИГУРАЦИИ ГАЗОВЫХ СЕТЕЙ

Трассы газопроводов проектируют из условия минимальной протяженности сети. При этом газопроводы высоких давлений стараются прокладывать по окраинным районам города, где небольшая плотность населения и меньшее число подземных сооружений.

Сети низкого давления состоит из уличных распределительных газопроводов, абонентских ответвлений, подводящих газ к зданию и внутридомовых газопроводов, которые распределяют газ между отдельными приборами внутри здания. Плотность распределительных газопроводов принимают такой, чтобы длина абонентских ответвлений до вводов в здания была 50–100 м. Жилые и общественные здания, коммунально-бытовые потребители, а также мелкие предприятия присоединяют непосредственно к распределительным газопроводам.

Для повышения надежности газоснабжения сети кольцуют. В сетях низкого давления целесообразно кольцевать только распределительные газопроводы, а второстепенные (абонентские ответвления) выполнять тупиковыми разветвленными.

8.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ЧИСЛА ГАЗОРЕГУЛЯТОРНЫХ ПУНКТОВ

Распределительные газопроводы низкого давления питаются от одного или нескольких газорегуляторных пунктов (ГРП). Сетевые ГРП предназначены для снижения давления газа с высокого или среднего до низкого (Р_абс. = 0,3 МПа) и поддержание его на заданном уровне независимо от колебаний расхода газа.

Оптимальное число сетевых ГРП , шт., определяют по [6]:

, (28)

где Q_р.р. – равномерно-распределительная нагрузка района, обслуживаемого гидравлически связанными сетями низкого давления, м³/ч.

Оптимальная нагрузка на один ГРПQ_o.p.t., м³/(ч∙чел), зависит от оптималь­ного радиуса действия ГРП, R_o.p.t., принимаем равным 800 м. и удельной нагрузки на сети низкого давления е_i.

. (29)

Удельный расход газа по сети низкого давления е, м³/(ч∙чел) определяют по формуле

. (30)

м³/(ч∙чел) м³/(ч∙чел)

м³/ч м³/ч

ГРП ГРП

Таблица 7 – Расчёт газорегуляторных пунктов

8.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК КОЛЕЦ

Нагрузка кольца определяется по следующим формулам:

, (31)

, (32)

При нахождении нагрузки кольца учитываются только коммунально-бытовые потребители, без учета сосредоточенной нагрузки.

м³/(ч∙чел) м³/(ч∙чел)

При этом, должно выполнятся условие:

. (33)

Результаты расчета сводим в таблицу Приложения 3 .

Q_I = 1562,84 м3/ч (микр.1, 2, 3, 7, 8, 9, 12, 13, 14, 15, 16);

Q_II = 1487,25 м3/ч ( микр. 4, 5, 10, 11, 17, 21);

Q_III =1530,18 м3/ч ( микр. 6, 19, 18, 20, 22, 23);

9 ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ГАЗОПРОВОДОВ

Гидравлические режимы работы распределительных газопроводов низ­кого или высокого давлений должны назначаться из условий созда­ния при максимально допустимых перепадах давления газа наиболее эконо­мичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивую ра­боту ГРП, ГРУ, а также газогорелочных устройств потребителей в допускаемых диапа­зонных давлений.

Задача гидравлического расчета – определение требуемых диаметров га­зопроводов для транспортировки заданного количества газа Q на расстояние при перепаде начального и конечного давления газа DR на участке.

9.1 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТИ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Городские сети низкого давления, распределяющие газ по всей территории застройки к бытовым и мелким коммунальным предприятиям, представляют собой сложную по конфигурации систему сопряженных колец, которые получают газ от нескольких ГРП и снабжают газом многочисленные ответвления на кварталы и отводы к отдельным зданиям.

При расчете такую сеть разбивают на отдельные районы по количеству точек питания (ГРП), и сеть каждого района рассчитывают отдельно. Расчет сети производится в две стадии. Вначале рассчитывают распределительную (уличную) сеть, затем внутриквартальную разводку.

Задача проектировщика заключается в том, чтобы выбрать наилучший вариант движения потоков газа и так подобрать диаметры сети, чтобы добиться намеченного распределения потоков.

Направления движения потоков газа выбирают так, чтобы газ от точки питания подавался: ко всем потребителям по кратчайшему пути. При этом диаметры сети будут наименьшими. Направления движения газа выбираются, начиная от точки питания к периферии. При таком порядке выбора легче избежать возможности ошибок. В результате выявляются нулевые точки – конечные точки встречи потоков газа, идущих по разным направлениям.

Пути движения транзитных потоков газа выбирают так, чтобы, соблюдая первое условие, одновременно добиваться как можно более равномерного рас­пределения потоков газа по всем направлениям. На расчетной схеме показы­вают «отcечки» (точки встречи потоков) – точки, через которые транзитные расходы газа не проходят. Необходимо также учитывать возможность увязки сети. При расчете каждой такой сети вначале рассчитываются самые длинные направления от ГРП и ну­левым точкам.

Основные исходные данные для расчета кольцевой газовой сети низкого давления:

1. Общая протяженность сети, ål_i, м.

2. Максимальное часовое потребление газа ,Q_i, м³/ч.

3. Расчетный перепад давления ΔP=1200 Па (принимается в соответствии с вари­антом задания).

4. Схема газифицируемых кварталов.

Расчет производится в следующей последовательности.

1. Определяются максимальные часовые расхода для каждой зоны (кольца), Q_к, м³/ч, по формуле:

, (35)

где N_ж –численность населения квартала, чел.

Удельный расход газа на одного человека по району застройки е, м³/(ч·чел) определяют по формуле:

, (36)

где – часовой расход сети низкого давления, района застройки, м³/час;

N_района – численность населения района застройки, чел.

2. Рассчитывается суммарная длина питающего контура l_К, м, для каждой из зон (колец) по формуле:

, (37)

Например, для кольца I, l = 4350 м.

3. Определяются удельные расходы q_К, м³/(ч·м), для каждого контура по формуле:

. (38)

Результаты расчетов удельных путевых расходов для всех питающих кон­туров сети заносятся в таблицу 8.

Таблица 8 – Удельные путевые расходы для всех питающих контуров кольцевой газовой сети

Сумма часовых расходов, приходящихся на площади всех колец ΣQ_к, должна сходиться с часовым расходом газа сети низкого давления . Про­верка: = , невязка до 5%.

4. Задается начальное распределение потоков газа в сети. Первоначально назначаются направления движения газа от точки питания по газопроводам к периферии кратчайшим путем. В результате получаются две концевые точки схода пото­ков и концевых точек тупиковых ответвлений. Для по­вы­шения надежности сети, в частности, для взаимного резервирования участ­ков, выполняются 2 контура.

5. Определяются путевые расходы для всех участков сети на основе дан­ных, полученных в таблице 7. При этом удельные расходы для участков, при­надлежащих двум различным контурам , м³/ч, суммируются, то есть:

(39)

6. Путевые расходы для каждого из участков Q_п, м³/ч, определяются по формуле:

. (40)

7. Расходы в начале участка Q_i, м³/ч, принимаются равным:

. (41)

8. Расчетный расход газа на участке Q_р, м³/ч, принимается равным

. (42)

Результаты определения расчетных расходов газа заносятся в Приложение 4 Таблицу 4.1 .

Предварительные расчетные расходы по участкам сети определены верно, если отклонение расчетных расходов на головных участках ГРП от мак­симального часового расхода на район не превышает 10%.

Отклонение расчетных расходов на головных участках ГРП от макси­мального часового расхода на район δ, %, о формуле:

. (43)

Далее переходим к расчету гидравлики сети низкого давления.

9. Допустимые потери давления на трение с десяти процентным запасом на местные сопротивления составляют

. (44)

ΔР_т = 1200 / 1,1 = 1091 Па/м.

10. Определяются удельные потери давления на трение ΔР_уд, Па/м, на каждом из направлений (колец) по формуле:

(45)

Па/м. Па/м. Па/м. Па/м.

11. По номограмме [2] определяются диаметры для каждого из участков сети , мм.

Результаты расчета диаметров d, удельных перепадов давлений, перепа­дов давлений на участках, а также отношений заносятся в Приложение 5 Таблицу

5.1(столбцы 1-9) .

Значения ΔР/L, Q_р, ΔР следует записывать со знаком «+», если газ дви­жется по часовой стрелке, и со знаком «–», если газ движется против часовой стрелки.

Целесообразно по ходу расчета, оценивать возможность невязки в коль­цах и учитывать их при назначении диаметров. Чем точнее будет осуществлен предварительный подбор диаметров кольцевой сети, тем меньше труда будет затрачено на увязку сети и дальнейшие расчеты.

12. Далее определяем невязку в каждом кольце δ_к , %по формуле:

. (46)

где к – номер соответствующего кольца;

i – условный номер участка кольца;

n– количество всех участков кольца.

Если δ_к > 10% то выполняем гидравлическую увязку колец. Если невязка не превышает 10 %, то расчет можно ограничить первой итерацией.

13. Гидравлическая увязка колец. Для этого, прежде всего, рас­считываются первые поправочные круговые расходы для всех колец ΔQ´, м³/ч, по формуле:

. (47)

14. Рассчитываются вторые поправочные расходы колец ΔQ´´, м³/ч, по формуле:

. (48)

15. Рассчитываются полные круговые поправочные расходы колец ΔQ_К, м³/ч, по формуле:

. (49)

16. Определяются полные поправочные расходы участков, принадлежа­щие к двум смежным кольцам ΔQ_УЧ, м³/ч, по формуле:

. (50)

17. Определяются полные поправочные расходы участков принадлежа­щих одному кольцу по формуле:

. (51)

18. Определяются новые расчетные расходы на участках в первом при­ближении (итерация) , м³/ч, по формуле:

. (52)

19. По номограмме [2, Приложение 9] определяются в первом при­ближении удельные перепады давления , Па/м.

20. Определяются перепады давления в первой итерации для каж­дого из участков по формуле:

. (53)

21. Определяется невязка (ошибка) в определении давления. Если невязка не превышает 10 %, то расчет можно ограничить первой итерацией. Если не­вязка превысит 10 %, то расчеты следует продолжить, то есть выполнить вто­рую итерацию.

Результаты всех расчетов заносим в Приложение 5 Таблица 5.1

(столбцы 10-15).

9.2 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Расчетный перепад для сетей высокого давления определяют исходя из следующих соображений. Начальное давление принимают максимальным со­гласно[4]. Конечное давление принимают таким, чтобы при максимальной на­грузке сети было обеспечено минимально допустимое давление газа перед ре­гуляторами. Величина этого давления складывается из максимального давления газа перед горелками, перепада давлений в абонентском ответвлении при мак­симальной нагрузке и перепада в ГРП. В большинстве случаев перед ГРП дос­таточно иметь избыточное давление примерно 0,15 – 0,2 МПа.

При расчете кольцевых сетей необходимо оставлять резерв давления для увеличения пропускной способности системы при аварийных гидравлических режимах. Принятый резерв следует проверять расчетом при возникновении наиболее неблагоприятных аварийных ситуаций.

В виду кратковременности аварийных ситуаций следует допускать сни­жение качества системы при отказах ее элементов. Снижение качества оцени­вают коэффициентом обеспеченности К_об, который зависит от категории потре­бителей.

Это положение позволяет вести расчет аварийных режимов теми же ме­тодами, какими определяют диаметр газопроводов при расчетном режиме. От­личие состоит лишь в том, что меняется геометрия сети: выключают один или несколько элементов и уменьшают узловые нагрузки в соответствии с приня­тыми К_об. Возможное уменьшение подачи газа ограничено нижним пределом, который устанавливают из соображений минимально допустимого давления газа перед приборами. Это минимальное давление определяется минимальной нагрузкой, которую принимают равной 50% расчетного значения. Половину нормы газообразного топлива будут получать примерно 20-30% потребителей, причем такое снижение подачи топлива существенно не отразится на приготов­ление пищи.

Для однокольцевого газопровода аварийных режимов, подлежащих рас­чету, два: при выключении головных участков слева и справа от точки питания. Так как при выключении головных участков однокольцевой газопровод пре­вращается в тупиковый, поэтому диаметр кольца можно определить из расчета аварийного гидравлического режима при лимитированном газоснабжении для тупиковой линии. Рекомендуется следующий порядок расчета однокольцевой газовой сети высокого (среднего) давления:

1. Расходы газа потребителями уже вычислены. Давление газа на выходе из ГРС принимается по заданию. Дав­ление перед конечными потребителями принимается равным минимально до­пустимому для данной ступени давления как абсолютное значение Р_к = 0,3 МПа.

Намечаем направление движения газа по сети и определяем резервирую­щую перемычку – это будет участок, лежащий на противоположном конце кольца относительно ГРС.

2. Определяем по возможности равновеликий диаметр кольца в зависи­мости от расчетного расхода Q_р, м³/ч и среднеквадратичной потери дав­ления газа А_ср, кПа²/м, по формулам:

. (54)

(55)

где – расчетный расход газа по кольцу, м³/ч;

К_об – коэффициент обеспеченности потребителя газом при аварийной ситуа­ции ;

Q_i – расчетные расходы газа потребителями, м³/ч.

P_н и P_к – абсолютные давления газа в начале и в конце газопровода, кПа.

L_к – протяженность кольца, м (коэффициент 1,1 учитывает местные сопро­тивления);

Р₀ – атмосферное давление, Р₀ =101,325 кПа;

l – коэффициент гидравлического трения;

l – расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м;

r₀ – плотность газа при нормальных условиях, кг/м³;

d – внутренний диаметр газопровода, см.

3. Рассчитывают аварийные режимы при выключенном головном участке справа, затем слева от начальной точки конца. Стремление использовать весь перепад давления (Р_н+Р_к) обоих режимах требует корректировки первона­чально принятых диаметров по кольцу.

Изменение диаметров (увеличение протяженности большего или мень­шего их значения) в одном режиме требует внесения изменения во втором ре­жиме и наоборот. В результате этого расчёта диаметры по кольцу принимаются окончательно.

4. Затем считают нормальный режим при уже известных диаметрах по кольцу и снабжении газом всех потребителей на 100 %. В результате расчета нормального режима определяют резерв давления в точке встречи потоков, минимально необходимый для нормального снабжения газом всех потребите­лей при самых сложных аварийных ситуациях, а также давления в каждой точке подсоединения потребителей, что позволяет разрабатывать проект газо­снабжения каждого из них.

5. По завершении расчета конечных давлений во всех узловых точках кольца проверяется увязка потерь давления в полукольцах (от точки разветв­ления до точки схода).

В результате расчета кольца, исходя из предварительного распределения потоков, определяем невязку δ, %, в кольце по формуле:

. (56)

Невязка по давлению при расчете нормального режима не должна пре­вышать 10%, если данное условие не соблюдается, то вводим круговой попра­вочный расход (м³/ч).

В соответствии с методом Якоби поправочный расход ΔQ_к, м³/ч, опреде­ляется по формуле

. (57)

Поправочные расходы , м³/ч, определяют по формулам:

, (58)

. (59)

Затем вычитаем круговой поправочный расход с перегруженной ветви и прибавляем к расходам на противоположной ветви тот же круговой поправоч­ный расход.

При известном диаметре и новых расходах определяем потери давления на каждом участке. После чего определяем невязку заново по формуле (56).

Результаты расчета сводятся в Приложение 6 Таблицы 6.1, 6.2, 6.3, 6.4.

10 ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ГРП

10.1 ПОДБОР РЕГУЛЯТОРОВ ДАВЛЕНИЯ

Для снижения давления газа и поддержания его на заданном уровне в системах газоснабжения должны предусматриваться газорегуляторные пункты(ГРП).

Выбор регулятора давления производится по значению коэффициента пропускной способности [1].

Расчетная зависимость примет вид

, (60)

где – расход газа через регулятор давления (расход газа через ГРП), м³/ч;

ε – коэффициент, учитывающий изменение плотности газа при движении через дроссельный орган; значение коэффициента зависит от показателя адиабаты k (для природного газа k = 1,3), значения отношения ΔР/Р₁ и находится по графику [5].

z – коэффициент сжимаемости газа (равен 1);

T – температура при нормальных условиях, К;

DР – перепад давлений на регуляторе (с учетом потерь в узле редуцирования), МПа;

Р₁ – абсолютное давление до регулятора, МПа;

ρ₀ – плотность газа при нормальных условиях, кг/м³.

По формуле (60) выполняют расчеты регуляторов давления, принимая значения по [2, Приложение 7] в зависимости от типа регулятора и коэффици­ента ε определяемого либо расчетом, либо по графику [5].

При докритическом перепаде давления пропускную способность опреде­ляют по формуле (60).

Если перепад давления меньше или равен критическому, то есть: , то в формулу (60) подставляют критический перепад давлений, так как сверхзвуковая скорость при дросселировании не возможна, и, следова­тельно, расход газа через регулятор при критическом перепаде давления определяется по формуле

. (61)

Для природного газа k = 1,3 и критическое отношение давлений

. (62)

Регулятор давления следует подбирать на расчетную пропускную спо­собность Q_р, м³/ч, определяемую по формуле

, (63)

где Q^MAX – максимальная пропускная способность ГРП.

Расчетный перепад давления ΔP, МПа, определяют по формуле

, (64)

где – минимальное давление газа перед регуляторной станцией, МПа;

P₂ – регулируемое давление газа после регулятора, МПа;

ΔP_ПОТ – суммарные потери давления газа после ГРП, исключая потери в ре­гуляторе давления, задаемся значением 2 – 7 кПа, МПа.

1) ГРП 1: на входе Р_абс=0,569 МПа;

ГРП 2: на входе Р_абс=0,560 МПа;

2) Р_рд принимаем 0,005 МПа;

3) Давление на выходе из ГРП Р_вых=0,0035 МПа;

ГРП 1:

∆Р= 0,469-0,005-0,0035=0,4605 МПа;

, значит, критический перепад давлений;

ԑ=1-0,46∙∆Р/Р₁=1-0,46∙0,81=0,63

Принимаем РДУК-2-50/35 с К_v=27 и пересчитываем Q_о

Проверка

т. е. пропускная способность регуляторов больше необходимой расчетной величины, что удовлетворяет условиям.

ГРП 2 :

∆Р= 0,460-0,005-0,0035=0,4515 МПа;

, значит, критический перепад давлений;

ԑ=1-0,46∙∆Р/Р₁=1-0,46∙0,81=0,63

Принимаем РДУК-2-100/50 с К_v=30 и пересчитываем Q_о

Проверка

т. е. пропускная способность регуляторов больше необходимой расчетной величины, что удовлетворяет условиям.

10.2 ПОДБОР ФИЛЬТРОВ

Для очистки газа на газорегуляторных пунктах устанавливают волосяные и сетчатые фильтры.

1.Определяется перепад давления перед регулятором Р^Т₁ (МПа).

(65)

2. Задается тип фильтра, выписываются его технические характеристики из таблиц, описание и принцип работы справочное значение.

В данном случае выбираем фильтр волосяной ФВ–50 и ФВ-100:

3. Определяется фактический перепад давления на фильтре по формуле

(66)

ГРП 1:

ГРП 2:

4. Сравниваем потери с допустимыми для данного типа фильтра и делаем вывод о возможности его применения. Допустимый перепад должен быть не больше 2кПа. Если условие не выполняется, то расчет производим снова с п. 2 выбирая другой диаметр фильтра.

Для ГРП №1 принимаем фильтр ФВ–50, для ГРП №2 принимаем фильтр ФВ–100.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 569; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!