1.2. Второй этап расчета сети.

Несмотря на то, что при предварительном распределении потоков учитывались глав­ные направления и были выделены два главных кольца, взаимозаменяемости в кольцевой сети осуществить не удалось.

Действительно, нет ни одного кольца, диаметры которого мало отличались бы друг от друга. Поэтому эти кольца нельзя рассматривать как резервированные элементы. Дейст­вительно, если, например, отключить участок 12-13, то вся система будет находиться в ава­рийном режиме, и у многих потребителей давление газа значительно упадет и они, практи­чески, останутся без газа. Для повышения надежности скорректируем диаметры выбранных основных колец III и I. За принцип корректировки примем примерное сохранение постоян­ной материальной характеристики кольца. Это естественно, так как речь идет лишь о изме­нении структуры кольца по диаметрам, без изменения ее геометрии и нагрузки. Учитывая то, что кольцо, рассчитанное по среднему гидравлическому уклону с уменьшающимися диаметрами по мере уменьшения нагрузки, характеризуется меньшей величиной материаль­ной характеристики М, чем кольцо с постоянным диаметром, при определении диаметра кольца материальную характеристику кольца несколько увеличиваем. Проведем усреднение диаметров III и I колец.

Кольцо III

M_III=219*(250+50+200+305+300)+108*290+75.5*150=284640

∑l_III=1545м

d^III_ср=M/∑l_III=284640/1545=184.2мм

Такого диаметра по используемому в проекте сортаменту нет. Поэтому кольцо конструиру­ем из двух ближних диаметров по сортаменту: 219x6 и 159x4. Участки 12-13, 12-11, 11-10 как основные, примыкающие к точке питания кольца 12, оставим диаметром 219x6. Участки 13-8 и 10-6 также оставим диаметром 219x6, так как они транспортируют газ в район по­требления IV кольца. Участки 8-7 и 6-7 примем диаметром 159x4. Тогда

M_III=219*(250+50+200+305+300)+159*(150+290)=311955

Материальная характеристика превышает М, полученную в результате расчета в первом эта­пе на 9,6%. Дополнительная стоимость повысит надежность газоснабжения. Соответственно средний диаметр кольца III будет равен dcp=201.9 мм.

Кольцо I

M_I=219*(50+390+250)+108*305+114*450=235350

l_ср=235350/1445=162.9мм

Проектируем также кольцо из ближних двух диаметров: участки 12-13 и 12-11 диа­метром 219x6, эти диаметры изменять нельзя, так как они были приняты в кольце высшего ранга - III; участок 11-15 сохраняем диаметром 219x6, так как этот участок транспортирует газ в зону кольца II; участки 13-16 и 15-16 принимаем диаметром 159x4. Материальная ха­рактеристика равна M'_i— 247755. Она превышает принятую ранее на 5.3 %. Соответствую­щий средний диаметр будет dcp~171.5 мм. Оставляем принятые диаметры.

Учитывая то, что в кольце II потери давления превышали допустимые значения, за­меняем диаметры двух участков на большие. Принимаем для участков 10-14 и 15-14 диаметр 76x3.

Для новых диаметров решаем задачу потокораспределения аналогично первому этапу расчета. Все расчеты сводим в табл. 4., аналогичную табл. 3. За начальное потокораспреде-ление принимаем полученное в конце первого этапа.

По данным табл. 4. рассчитываем поправочные круговые расходы:

ΔQ_I=-88; ΔQ_II=-2.7; ΔQ_III=-32.9; ΔQ_IV=0.2.

δ_I=5.6%; δ_II=0.8%; δ_III=1.1%; δ_I=1.2%.

Вводим поправочные расходы и производим перерасчет. В результате одной итера­ции все кольца были увязаны с ошибкой менее 8%. Таким образом, задача потокораспреде­ления при новых диаметрах колец решена.

Проверим полноту использования расчетного перепада давления в сети. Направления: 12-13-8-4-3, Δр=893 Па; 12-11-10-6-2-3, Δр=893 Па; 12-и-10-14, Δр=920 Па; 12-11-15-16, Δр=761 Па, за этим направлением следует тупиковое ответвление длиной в 150 м, на кото­ром будет использован оставшийся перепад.

В итоге второго этапа расчета можно отметить, что, используя методику ранжировки колец, по значимости и усредняя их диаметры, можно существенно улучшить структуру кольцевой сети и повысить надежность газоснабжения. Но для повышения надежности необходимы дополнительные металловложения. В изложенном примере материальная характеристика разработанного варианта превышает на 7,7% материальную характеристику сети, получен­ную в первом этапе расчета, структура сети которого характеризовалась меньшей надежно­стью. Однако, теория и практика показывают, что расходы на повышение надежности всегда окупаются за счет снижения ущерба от ненадежности систем. Поэтому следует рекомендо­вать для использования второй, более надежный вариант.