семинар / 7 Расстановка КС, приведенная температура и приведенное давление
.docxПриведенные параметры природных газов
Расчет толщины стенки
Минимальная толщина стенки газопровода под внутренним давление:
где т -- коэффициент надежности, m = 1,6;
Deltap -- избыточное давление в трубе (разность между внутренним и наружным давлениями), Па, Дp = 10 МПа;
Dn -- номинальный диаметр трубы, м, Dn = 1020 мм;
k -- расчетный коэффициент надежности для морского участка, k = 0,72;
Sigmat -- минимальный предел текучести материалы трубы (сталь класса Х-65, предел текучести по спецификации API SL), Па, Sigmat = 448 МПа.
Рассчитаем толщину стенки газопровода согласно отечественной норме расчета для морского участка:
.
Рассчитаем толщину стенки газопровода согласно отечественной норме расчета для берегового участка:
k -- расчетный коэффициент надежности для берегового участка, k = 0,6;
Таким образом, по отечественному стандарту толщина стенки трубы для морского участка равна 25 мм, а для берегового участка -- 30 мм.
Американский стандарт ASME B31.8
Американский национальный стандарт ASME B31.8 «Газотранспортные и распределительные трубопроводные системы» в чистом виде принимает основную расчетную формулу теории тонкостенных оболочек вида (формула Барлоу):
Где ус -- кольцевые напряжения;
Deltap -- избыточное давление в трубе (разность между внутренним и наружным давлениями), Па, Deltap = 10 МПа;
Dn -- номинальный диаметр трубы, м, Dn = 1020 мм; ВНЕШНИЙ!!!!
б -- толщина стенки трубы, м.
Согласно американскому стандарту толщина стенки определяется из условия:
где F1 -- нормативный коэффициент, F1 = 0,72;
kt -- коэффициент, учитывающий влияние температуры, до температуры
121 °С, kt = 1;
Sigmat -- минимальный предел текучести материалы трубы (сталь класса Х-65, предел текучести по спецификации API SL), Па, уt = 448 МПа.
Выполним расчет толщины стенки трубы по американскому стандарту:
Таким образом, по американскому стандарту толщина стенки трубы равна 16 мм.
Расстановка компрессорных станций по трассе газопровода
где ;
- отметка конечной точки расчетного участка относительно начальной, м;
- метка -й точки трассы относительно начальной, м;
- длина -гo участка, км.
где - внутренний диаметр газопровода, мм;
и - давление газа соответственно в начале и конце участка газопровода, МПа;
- коэффициент гидравлического сопротивления;
- относительная плотность газа по воздуху;
- средняя температура по длине газопровода, К;
- средний по длине газопровода коэффициент сжимаемости газа;
- длина участка газопровода.
Среднее давление газа на участке газопровода
.
Давление газа в произвольной точке участка газопровода
,
где - расстояние от начала до произвольной точки участка газопровода.
Число Рейнольдса определяют по формуле
,
где - линейная скорость потока газа, м/с;
- плотность газа, кг/м ;
- диаметр газопровода, мм;
- динамическая вязкость газа, Па·с;
- кинематическая вязкость газа, м /с;
- относительная плотность газа по воздуху;
- пропускная способность газопровода, млн. м /сут.
ХОД РЕШЕНИЯ
Определение числа компрессорных станции и расстояния между станциями
Давление в начале участка газопровода:
∆РНАГ - потери давления в трубопроводе между компрессорным цехом и узлом подключения к линейной части магистрального газопровода с учетом потерь давления в системе охлаждения транспортируемого газа, МПа. (табл.1.)
Давление в конце участка газопровода:
∆PВС - потери давления газа на входе КС с учетом потерь давления в подводящих шлейфах и на узле очистки газа, МПа.(табл.1.)
Средняя температура газа на линейном участке:
Т0 - температура окружающей среды на глубине заложения газопровода, К;
ТН - температура газа на входе в линейный участок, которую можно принять равной 303 - 313К.
Коэффициент сопротивления трению:
kэ - эквивалентная шероховатость труб: для монолитных труб без внутреннего антикоррозионного покрытия принимается равной 0,03 мм;
Коэффициент гидравлического сопротивления:
Е - коэффициент гидравлической эффективности. Полагая, что газопровод будет оборудован устройствами для очистки внутренней полости (Е = 0,95).
Среднее давление в газопроводе:
Приведенные значения давления и температуры:
Коэффициент сжимаемости газа:
ZCP - средний по длине коэффициент сжимаемости газа, ZCP=f(PCP, TCP);
Расстояние между компрессорными станциями:
Число компрессорных станций:
Lобщ – протяженность газопровода, м.
Округляем расчетное число КС до целого значения в большую сторону , после чего по формуле уточняем расстояние между КС: