5.2 Методика аналітичного розрахунку газової мережі високого і середнього тиску за основною формулою при відомих діаметрах ділянок

При двоетапному проектуванні газових мереж уточнений аналітичний розрахунок виконується після графоаналітичного розрахунку, який дозволяє за допомогою номограми знайти необхідні діаметри ділянок, при цьому діаметри відводів через обмеженість номограми часто одержують завищеними.

Вихідні дані для аналітичного розрахунку: конфігурація газової мережі високого або середнього тиску, довжини ділянок , розрахункові витрати газу для них , внутрішні діаметри ділянок , фізичні властивості газу – відносна густина за повітрям і динамічна в’язкість за умов перекачування, абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні труб .

Таблиця 5.1 – Результати графоаналітичного розрахунку газової мережі

середнього тиску

Ділянка	Довжина ділянки, км		Розрахункова витрата газу , м3/год	Діаметр , мм	Параметр , (МПа)2 / км		Абсолютний тиск газу, МПа
	геометрична	розрахункова					на початку ділянки	у кінці ділянки
Основний напрям руху газу
(МПа)2/км
ГРС-1	1,12	1,232	28450	426×6		810-3	0,3	0,283
1-2	0,68	0,748	23250	426×6		610-3	0,283	0,275
2-3	1,18	1,298	15450	325×5		910-3	0,275	0,253
3-4	0,58	0,638	7250	273×5		710-3	0,253	0,244
4-КПО	0,2	0,22	5400	159×4,5		5,510-2	0,244	0,218
=4,136
Коригування діаметрів основного напрямку руху газу
3-4	0,58	0,638	7250	219×5		210-2	0,253	0,226
4-КПО	0,2	0,22	5400	159×4,5		5,510-2	0,226	0,197
Відгалуження в точці 2
(МПа)2/км
2-5	0,42	0,462	7800	219×5		310-2	0,275	0,248
5-РЗ	0,15	0,165	4400	159×4,5		410-2	0,248	0,234
=0,627

Закінчення таблиці 5.1

Ділянка	Довжина ділянки, км		Розрахункова витрата газу , м3/год	Діаметр , мм	Параметр , (МПа)2/ км		Абсолютний тиск газу, МПа
	геометрична	розрахункова					на початку ділянки	у кінці ділянки
Відвід у точці 5
(МПа)2/км Приймаємо (МПа)2/км
5-МЗ	0,15	0,165	3400	108×3		110-1	0,248	0,212
=0,165
Відвід у точці 1
(МПа)2 /км Приймаємо (МПа)2 /км
1-ХЗ	0,1	0,11	5200	159×4,5		5,210-2	0,283	0,273
=0,11
Відвід у точці 3
(МПа)2/км
3-РК	0,45	0,495	8200	219×5		310-2	0,253	0,222
=0,495

Згідно з ДБН В.2.5-20 абсолютну еквівалентну шорсткість труб слід приймати:

для сталевих труб = 0,01 см;

для поліетиленових труб = 0,002 см (чинні до ДБН В.2.5-20 нормативні документи рекомендували приймати зазначену величину рівною = 0,005 см).

Мета аналітичного розрахунку – вибір раціональних діаметрів відводів та уточнення тисків газу в характерних точках газової мережі та на вході споживачів.

Гідравлічний розрахунок виконується для ланцюга ділянок, що працюють послідовно, насамперед, для основного напрямку руху газу. Параметри газопроводів і газу підставляємо в одиницях SI, тиск в МПа.

Розрахунок розпочинаємо для ділянки, яка виходить від джерела живлення, оскільки лише для неї нам відомий початковий абсолютний тиск газу

. (5.6)

Для кожної ділянки газової мережі обчислюємо число Рейнольдса за формулою

. (5.7)

Знаходимо коефіцієнт гідравлічного опору за формулою Альтшуля

. (5.8)

Обчислюємо наближене значення коефіцієнта стисливості газу за початковим тиском газу на ділянці (середній тиск газу на ділянці визначити неможливо, оскільки на даному етапі розрахунку ми не знаємо кінцевий тиск газу).

. (5.9)

Використовуючи основну формулу для розрахунку газопроводів високого і середнього тиску, визначаємо тиск газу в кінці - ої ділянки з врахуванням додаткових втрат тиску в місцевих опорах

. (5.10)

При необхідності можна передбачити розрахунковий блок уточнення коефіцієнта стисливості газу. Для цього розраховується середнє значення абсолютного тиску газу на ділянці

. (5.11)

Далі визначається середнє значення коефіцієнта стисливості газу на ділянці за формулою

. (5.12)

За формулою (5.10) уточнюється тиск газу в кінці ділянки. Якщо уточнене значення тиску відрізняється від наперед визначеного більше ніж на задану точність розрахунку , то ітерації повторюємо до досягнення необхідної точності розрахунку тисків.

При розрахунках послідовно працюючих ділянок враховуємо, що тиск у кінці попередньої ділянки (за рухом газу) дорівнює тиску газу на початку наступної ділянки

. (5.13)

Наведений алгоритм реалізований нами в програмі GMV2 , яка дає можливість виконувати уточнені гідравлічні розрахунки газових мереж високого і середнього тиску. У програмі закладений також розрахунковий блок, який дає змогу для кожного відводу газової мережі визначити мінімальний стандартний діаметр труб, при якому тиск газу на вході споживача найближчий до заданого кінцевого тиску газу . Тим самим досягається більша економічність проекту газопостачання населеного пункту і менші фінансові витрати на його реалізацію.