2 Выбор общей схемы подачи газа заданным потребителям и составление расчетной схемы

После определения расчетных (максимально-часовых) расходов газа всеми потребителями, питающимися от заводского газопровода, составляем общую схему газопровода.

Схема расположения заводского ГРП и газопровода составляется на основании исходных данных. На этой схеме условно изображаются и те здания, куда по заданию подводится газ от распределительного межцехового газопровода. На основе такой схемы, исходного задания и таблицы 4 составляется расчетная схема.

Верхняя часть расчетной схемы представляет собой подлежащие расчету участки общезаводского распределительного газопровода. В левой стороне показан участок до ГРП, а в правой - межцеховой газопровод (после РД).

Участок газопровода до ГРП рассчитывается с запасом по производительности в 25%, имея в виду перспективное увеличение потребления газа. В связи с этим

; [2.1]

нм³/ч

Схема, иллюстрирующая расход газа часовой по участкам приведена ниже:

нм³/ч;

нм³/ч;

нм³/ч;

;

нм³/ч;

Таблица 5

Сводная таблица для построения расчётной схемы

Участок схемы	Расход, нм3/ч	Длина, м
Объём газа до ГРП	15331,8	350
1-ый участок	6246,4	9
2-ой участок	6166,4	17
3-ий участок	5366,4	22
4-ый участок	5066,4	23
5-ый участок	4866,4	16

По результатам расчетов и в соответствии с исходными данными строим расчетную схему (рис. 2):

Рис.2. Расчетная схема

3 Гидравлический расчет межцехового газопровода низкого давления

Из расчетной схемы видно, что расчетный расход газа V_{до ГРП} убывает в направлении от первого к последнему рассматриваемому участку. Соответственно, диаметр участков должен либо уменьшаться (при сохранении задаваемой скорости газа) или оставаться неизменным. Во втором случае будет наблюдаться уменьшение скорости газа по его ходу к последнему расчетному участку.

Расчет участков газопровода после ГРП сводиться к подбору их диаметров с тем, чтобы при этом наиболее полно выполнялись условия:

а) значение Σp всех участков после ГРП не должно превышать 0,5h_к;

б) общий перепад давления Σp должен, по возможности, равномерно распределяться между отдельными участками межцехового газопровода и

в) диаметры смежных участков нужно уменьшать в направлении от ГРП (без значительных скачков).

Принимаем скорость газа  = 15 м/с . [1]

Для более наглядного расчета составим таблицу, в которую внесём все расчетные величины, [1]:

• , нм³/ч - расчетный расход газа;

• , м - принятый диаметр;

• - коэффициент местных сопротивлений;

• - сумма коэффициентов местных сопротивлений;

• - коэффициент сопротивления конденсатоотводчика;

• , м - условная длина; [3.1]

• , м - условное увеличение длины участка вследствие наличия местных сопротивлений; [3.2]

• , м - фактическая длина;

• , м - приведенная длина; [3.3]

• , Па - потери давления, , где ρ=0,89 кг/м³ – плотность для шебелинского газа,; . [3.4]

• , Па – потеря напора на участке. [3.5]

Для сварных отводов при повороте на 90º значения коэффициента местного сопротивления в зависимости от величины диаметра представлены в таблице 6, [1]:

Таблица 6

Значения коэффициента местного сопротивления в зависимости от величины диаметра для сварных отводов при повороте на 90º

Dyi	100	125	150	200	250-300	350-400
ξп	0,43	0,46	0,47	0,49	0,51	0,53

Для задвижек со степенью открытия 3/4 значения коэффициента местного сопротивления в зависимости от величины диаметра представлены в таблице 7, [1]:

Таблица 7

Значения коэффициента местного сопротивления в зависимости от величины диаметра для задвижек со степенью открытия 3/4

Dyi	50	100	150	200	>300
ξз	0,7	0,55	0,5	0,46	0,42

Полученные значения, [2]:

D_y1= м

D_y2= м;

D_y3= м;

D_y4= м;

D_y5= м;

Принимаем диаметры, [2]:

D_y1= 400 мм; D_y2= 400 мм; D_y3= 400 мм; D_y4= 350 мм; D_y5= 350 мм.

Коэффициент сопротивления:

, где число Рейнольдса Re_i= , К_э=0,01 см ,

ν=15·10^-6 м²/с – кинематическая вязкость газа .

Числа Рейнольдса для всех участков:

Re_1,2,3= ;

Re_4,5= .

Коэффициенты сопротивлений для всех участков:

;

Условные длины всех участков, [2]:

;

.

Имея таблицу h=f(V,d) для газа Дашава [2] и задаваясь принятыми диаметрами при расходе V для соответствующих участков, находим для каждого из участков значения h и lэ, которые заносим в таблицу 8.

Условное увеличение длины участков из-за наличия местных сопротивлений, [1]:

Потери давления на участках:

;

;

;

.

Значения приведенных длин участков, потерь напора на участках, а также все приведенные в пункте 3 результаты расчетов представлены в таблице 8.

Таблица 8

Определение приведенной длины участка газопровода от ввода до ГРП и расчет потери давления на этом участке

N участка	Расчётный расход газа Vi,нм3/ч	Диаметр Dy, мм	Расчёт местных сопротивлений
			Количество и вид Местного сопротивления	значение ζ	∑ζ на участке
1	6246,4	350	Поворот на 90 - 0 Конденсатоотводчик - 1 Задвижка - 0	0 2 0	2
2	6166,4	350	Поворот на 90 - 2 Конденсатоотводчик - 0 Задвижка - 0	1,06 0 0	1,06
3	5366,4	350	Поворот на 90 - 0 Конденсатоотводчик - 0 Задвижка - 0	0 0 0	0
4	5066,4	350	Поворот на 90 - 3 Конденсатоотводчик - 1 Задвижка - 0	1,59 2 0	3,59
5	4866,4	350	Поворот на 90 - 2 Конденсатоотводчик - 0 Задвижка - 1	1,06 0 0,42	1,48

Продолжение таблицы 8

N участка	lэкв, м	Lэкв, м	LФ, м	Lпр= Lэкв + LФ, м	h, Па/м	∆p, Па
1	25,93	51,86	9	60,86	0,183	11,14
2	25,93	27,49	17	44,49	0,178	7,92
3	25,93	0	22	22,00	0,135	2,97
4	30,77	110,50	23	133,50	0,152	20,29
5	30,77	45,54	16	61,54	0,140	8,62

Проверка необходимых условий для осуществления правильного выбора диаметров участков газопровода:

1. ∑∆р ≤ 0,5·h_к , [3.6]

т.е. 11,14+7,92+2,97+20,29+8,62≤ 0,5·80·9,865 , т.е. 50,94 ≤ 394,6, где

h_k-давление у последнего цеха, Па.

h_k=80мм вод.ст.=80·9,865=789,2 Па, [1]. ,т.о. условие выполняется;

2. общий перепад давления равномерно распределяется между отдельными участками межцехового газопровода;

3. диаметры смежных участков уменьшаются в направлении от ГРП без скачков.

Давление за РД:

p₂=р_ат+ h_к+ ∑∆р=98650+789,2+50,94=99490,14 Па. [3.7]