5 Інженерні методи розрахунку газових

МЕРЕЖ ВИСОКОГО І СЕРЕДНЬОГО ТИСКУ

Розрахунок газових мереж високого і середнього тиску можна виконувати за два етапи або за один етап.

При двоетапному розрахунку спочатку виконується графоаналітичний розрахунок газової мережі за допомогою графіків - номограм. У результаті одержуються значення діаметрів ділянок і тисків у вузлах мережі та біля споживачів. На другому етапі виконується аналітичний розрахунок, який дає змогу уточнити діаметри ділянок і значення тисків газу в характерних точках газової мережі з врахуванням фізичних властивостей природного газу і температурних умов.

При одноетапному проектуванні розрахунок проводиться виключно аналітичними методами за допомогою ПЕОМ з використанням складного програмного забезпечення.

Слід зазначити, що аналітичний розрахунок газових мереж високого і середнього тиску трудомісткий, пов‘язаний з реалізацією методу послідовних наближень, тому його доцільно виконувати на ПЕОМ. Це вимагає розробки обчислювальних алгоритмів і відповідного програмного забезпечення.

5.1 Методика графоаналітичного розрахунку газової мережі високого і середнього тиску

Розглянемо методику графоаналітичного розрахунку газової мережі високого чи середнього тиску на конкретному прикладі проектування розгалуженої газової мережі середнього тиску, схема якої наведена на рисунку 5.1. Мережа живиться від ГРС і постачає газом шість споживачів, серед яких газорегуляторний пункт (ГРП), районна котельня (РК), комбінат побутового обслуговування (КПО) і три промислові підприємства: хлібозавод (ХЗ), ремонтний завод (РЗ) і механічний завод (МЗ).

Рисунок 5.1 - Розрахункова схема розгалуженої газової мережі

середнього тиску

Вихідні дані для графоаналітичного розрахунку такі:

• конфігурація газової мережі;

• довжини всіх ділянок між вузлами;

• розрахункові витрати газу споживачів, приймаються рівними максимальним годинним витратам газу;

• абсолютний тиск газу на початку газової мережі, для конкретного випадку приймаємо =0,3 МПа;

• абсолютний тиск газу на вході споживачів, для конкретного випадку приймаємо =0,15 МПа.

Мета розрахунку така – необхідно так вибрати діаметри кожної ділянки газової мережі, щоб тиск газу на вході кожного споживача став як можна близький до заданого кінцевого тиску, але ні в якому разі не менший від нього.

Складаємо розрахункову схему газової мережі. Знаходимо основний напрям руху газу – це напрям від джерела живлення до найбільш віддаленого споживача. Наносимо основний напрям на розрахункову схему. Нумеруємо вузли спочатку основної магістралі, далі всі інші.

Для схеми, наведеної на рисунку 5.1, основний напрям руху газу такий: ГРС-1-2-3-4-КПО. На схему наносимо довжину ділянок в кілометрах та максимальні годинні витрати газу споживачів у м³/год.

Для врахування додаткових втрат тиску в місцевих опорах вводимо поняття розрахункової довжини ділянки за умовою

. (5.1)

Знаходимо розрахункові витрати газу для кожної ділянки газової мережі шляхом додавання максимальних годинних витрат газу відповідних споживачів. Розрахунок витрат газу

проводимо з кінця, йдемо проти руху газу, збираючи його. Наприклад, для ділянки КПО-4 маємо

м³/год;

для ділянки 3-4 одержуємо

м³/год.

Для основного напрямку руху газу обчислюємо значення параметра за формулою

, (5.2)

де - кількість ділянок мережі, що лежать на основному напрямку руху газу.

Для кожної ділянки основного напряму за розрахунковою витратою газу і параметром , використовуючи номограми для розрахунку газових мереж високого і середнього тиску (рисунок 5.2), знаходимо необхідний діаметр газопроводу, заокруглюємо його здебільшого до найближчого більшого ста

ндартного значення. При вибраному діаметрі газопроводу за номограмою знаходимо фактичне значення параметра . Процедура роботи з номограмою показана на рисунку 5.2. Для ділянок, що закінчуються споживачем, при роботі з номограмою здебільшого вибираємо найближчий менший стандартний діаметр газопроводу.

Визначаємо величину абсолютного тиску газу для характерних точок основного напрямку руху газу. Розрахунок розпочинаємо від початкової ділянки, для якої відоме значення початкового тиску

. (5.3)

Тиск газу в кінці ділянки знаходиться за формулою

. (5.4)

При подальших розрахунках враховуємо, що для послідовно працюючих ділянок мережі тиск газу в кінці попередньої ділянки дорівнює початковому тиску для наступної ділянки

. (5.5)

Тиск газу в кінці останньої ділянки основного напряму руху газу порівнюємо з заданим кінцевим тиском. При наявності значного запасу тиску приймаємо рішення щодо зменшення діаметрів ділянок, що лежить у кінці основного напрямку руху газу.

Після завершення розрахунку основного напрямку руху газу виконується розрахунок відгалужень і відводів.

Відгалуження – елемент газової мережі, який постачає газ кільком споживачам.

Відвід – елемент газової мережі, який постачає газ одному споживачу.

Графоаналітичний розрахунок відгалуження виконується аналогічно розрахунку основного напрямку руху газу. Тільки при визначенні середнього значення параметра як початковий тиск приймається раніше розраховане значення тиску у відповідному вузлі основної магістралі.

При графоаналітичному розрахунку відводів нерідко мають місце випадки, коли розраховане значення параметра перевищує максимальне значення даного параметра на номограмі (МПа)²/км. У таких випадках слід приймати

(5.6)

і виконувати звичайну процедуру роботи з номограмою. Це пов’язано з обмеженістю сфери використання номограми і призводить до завищення вибраних діаметрів відводів. Зазначений недолік розрахунку відводів може бути усунений лише на етапі аналітичного розрахунку газової мережі.

Результати графоаналітичного розрахунку газової мережі середнього чи високого тиску доцільно оформляти у вигляді таблиці, прикладом якої є таблиця 5.1.