4. Гидравлический режим газовых сетей

4.1. Режим работы газовых приборов

К городским сетям низкого давления потребителей присоединяют как правило, непосредственно. Колебания давления у потребителей зависят от: 1) величины расчетного перепада давления и степени его использования на пути движения газа от точки питания до газоиспользующей установки; 2) режима работы газоиспользующих установок; 3) метода регулирования давления в точке питания сети.

Нормальная работа газоиспользующих установок может быть обеспечена только при условии стабильного давления газа перед ними, чего достигают правильным подбором исходных данных для гидравлического расчета сети и способа регулирования начального давления.

При разработке городской системы газоснабжения на стадии технического проекта разрабатывают распределительную сеть, а на стадии рабочих чертежей - абонентские ответвления. Распределительную сеть проектируют на расчетный перепад давления (1200 Па), а абонентские ответвления, включая внутридомовые газопроводы, - на (600 Па).

В таком случае суммарный расчетный перепад будет использован полностью только у абонентов, присоединенным к концевым точкам. Давления газа перед такими абонентами будет минимальным ( ). При нулевой нагрузке давление перед потребителями будет максимальным и равным давлению газа на выходе из ГРП ( ).

Таким образом, при непосредственном присоединении газоиспользующих установок к сети максимально возможные колебания давления перед ними будут равны расчетному перепаду давления (1800Па).

Как сложились эти величины и каково будет номинальное давление перед газоиспользующим агрегатом низкого давления?

Производительность установки зависит от давления газа перед ней. При этом работу газового прибора можно описать уравнением

, (4.1)

где а - сопротивление газоиспользующего прибора.

При номинальным давлением перед газовым прибором расход газа будет номинальным, обеспечивающим наилучшее сгорание топлива с наилучшим КПД.

(4.2)

При изменении давления Р_П перед прибором расход будет изменяться.

Газовые приборы спроектированы и устроены таким образом, что при максимальном расчетном расходе газа газовый прибор будет работать без отрыва пламени с достаточным КПД.

Тогда из уравнения (5.1) следует, что максимальное давление перед газовым прибором будет определено как

или

.

Газовые приборы должны обеспечивать устойчивое горение без затухания пламени и при расходе на 20% меньше номинального, тогда

или

.

Исходя из этого номинальное давление, на которое ведется расчет газовых приборов, равно

или

Па.

4.2. Гидравлический режим газовой сети низкого давления

Рассмотрим изменение давления газа у потребителя при изменении расхода в сети от 0 до Q_max.

Потери давления в сети можно выразить уравнением

. (4.3)

При максимальном расчетном расходе в сети Q=Q_max суммарные потери давления в сети должны быть равны расчетному перепаду давления

.

С учетом (4.3) можно записать

или

, (4.4)

где х – степень использования расчетного расхода газа.

Давление газа у потребителя будет определено как разница между начальным давлением в сети и потерями давления

. (4.5)

Разделив (4.5) на Р₀ с учетом, что Р_max=Р_Н=3000Па, а Р₀=2000Па, будем иметь

. (4.6)

Рис. 4.1. Зависимость давлений от степени использования расчетного расхода

При х = 0,715 давления у потребителя равно номинальному.

Из рис.4.1. следует, что большую долю времени газовые приборы работают с недогрузкой и очень редко в номинальном режиме.

Избежать этого можно, изменяя давление на выходе ГРП посезонно.