5.1. Определение расчетных часовых расходов газа по участкам сети.
Расчетные часовые расходы газа VР (м3/ч) по участкам сети необходимо определять при подборе диаметров при ее гидравлическом расчете. Прежде чем приступить к определению VР , необходимо:
на генплан района (города) нанести кольцевую сеть (с учетом сосредоточенных нагрузок), разместить ГРП;
начертить расчетную схему, проставить на ней номера узлов, колец, длину участков, указать направление движения газа по участкам сети, наметить места встречи потоков газа от разных ГРП.
Кольцевая сеть представляет собой целый ряд замкнутых контуров, примыкающих друг к другу. Если в тупиковой сети газ по участкам газопровода движется строго в одном направлении, то в кольцевой сети можно получить несколько вариантов распределения потоков газа.
При выборе направления движения потоков газа следует придерживаться следующего правила: газ должен двигаться по сети от источника питания к потребителю всегда по кратчайшему расстоянию и не возвращаться обратно.
Изменение направления движения потоков газа даже на одном участке сети приводит к перераспределению расходов газа по всем остальным участкам, а следовательно, и к изменению потерь давления (суммарный же расход газа при этом в целом по всей сети остается неизменным).
Расчетный часовой расход газа на участках кольцевой сети определяют по формуле:
VР = 0,5VП + VТ = VЭ + VТ
где VП – путевой расход газа, м3/ч;
VТ – транзитный расход газа, м3/ч;
VЭ – эквивалентный расход газа, м3/ч.
Путевой расход газа – это расход газа, который полностью раздается на данном участке сети. В конце участка VП = 0.
Эквивалентный расход газа – это такой расход газа на участке сети с равномерно распределенной нагрузкой, при котором полные потери давления соответствуют фактическим.
Транзитный расход газа может разбираться в конце участка (сосредоточенная нагрузка) или предназначаться для последующих участков.
Полный расход газа VПОЛН, м3/ч, на участке (расход газа в начале участка) определяют по следующей формуле:
VПОЛН = VП + VТ
Для упрощения расчета кольцевой сети условно считают, что газ по длине газопровода расходуется равномерно, и вводят понятие об удельном путевом расходе газа:
qП = VК/Σl,
где qП – удельный путевой расход газа, м3/(ч·м);
VК – расход газа, приходящийся на кольцо, м3/ч;
VК = v∙N
Σl – длина питающего контура (кольца), м
v = ΣV’/N = ΣVК/N=2891,3/44856=0,064 м3/(ч·чел),
где v – удельный расход газа, м3/(ч·чел);
N – число жителей, приходящихся на кольцо, чел;
ΣV’ – суммарный равномерно распределенный расход газа, м3/ч.
Путевой расход газа на каждом участке сети при односторонней или двухсторонней раздаче газа соответственно определяют по формулам:
VП = qП ∙ l и VП = (qП + qП’) ∙ l
Расчет транзитных расходов на участках следует вести против направления движения газ в сторону источника питания, начиная от самых удаленных участков.
Транзитные расходы газа подсчитываются на основании первого закона кольцевых сетей, подобного закону Кирхгофа в электричестве: количество газа, подходящего к узлу, равно количеству газа, уходящего от узла:
ΣV = 0
Поток газа, подходящий к узлу, берется обычно со знаком плюс, отходящий – со знаком минус.
Результаты расчета расходов газа на контуры и удельных путевых расходов газа сведем в таблицу 4.
Таблица 4. Расходы газа на контуры и удельные путевые расходы газа.
Номер контура |
Удельный расход газа V, м3/(ччел.) |
Число жителей в контуре Nк, чел. |
Расход газа на контур, Vк, м3/ч |
Суммарная длина питающего контура l, м |
Удельный путевой расход газа qП, м3/(чм) |
I |
0,064 |
5005 |
320 |
2527 |
0,127 |
II |
0,064 |
3999 |
256 |
2165 |
0,118 |
III |
0,064 |
5097 |
326 |
2866 |
0,114 |
IV |
0,064 |
5162 |
330 |
2793 |
0,118 |
V |
0,064 |
6206 |
397 |
2599 |
0,153 |
VI |
0,064 |
7167 |
459 |
2484 |
0,185 |
VII |
0,064 |
12220 |
782 |
3420 |
0,229 |
|
|
|
|
|
|
44856
2871
Результаты расчета путевых расходов газа сведем в таблицу 5.
Таблица 5. Путевые расходы газа.
Номер участка |
Удельный путевой расход газа |
Длина участка |
Путевой расход газа |
1 |
2 |
3 |
4 |
1-2 |
0,118+0,118=0,236 |
70 |
16,52 |
2-3 |
0,127+0,118=0,245 |
520 |
127,4 |
3-18 |
0,118 |
420 |
49,56 |
3-21 |
0,127 |
840 |
106,68 |
2-4 |
0,127+0,118=0,245 |
200 |
49 |
4-5 |
0,127+0,114=0,241 |
620 |
149,42 |
5-21 |
0,127 |
360 |
45,72 |
1-10 |
0,118+0,118=0,236 |
560 |
132,16 |
10-18 |
0,118 |
570 |
67,26 |
4-6 |
0,114+0,118=0,232 |
820 |
190,24 |
6-7 |
0,114+0,229=0,343 |
120 |
41,16 |
7-8 |
0,114+0,153=0,276 |
750 |
207 |
8-17 |
0,114 |
70 |
7,98 |
5-17 |
0,114 |
520 |
59,28 |
6-20 |
0,118+0,229=0,347 |
500 |
173,5 |
10-9 |
0,118 |
580 |
68,44 |
9-20 |
0,118+0,229=0,347 |
90 |
31,23 |
7-22 |
0,153+0,229=0,382 |
310 |
118,42 |
8-23 |
0,153 |
310 |
47,43 |
11-22 |
0,153+0,229=0,382 |
250 |
95,5 |
11-16 |
0,153+0,185=0,338 |
750 |
253,5 |
16-23 |
0,153 |
250 |
38,25 |
12-11 |
|
60 |
24,84 |
1 |
2 |
3 |
4 |
12-13 |
0,185+0,229=0,414 |
500 |
207 |
13-15 |
0,185 |
860 |
159,1 |
15-19 |
0,185 |
270 |
49,95 |
16-19 |
0,185 |
60 |
11,1 |
9-24 |
0,229 |
340 |
77,86 |
13-14 |
0,229 |
540 |
123,66 |
14-24 |
0,229 |
710 |
162,59 |
Всего: |
2891,75 |
||
0,185+0,229=0,414
Результаты расчета расчетных расходов газа сведем в таблицу 6.
Таблица 6. Расчётные расходы газа.
Номер участка |
|
|||||
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1-2 |
16,52 |
8,26 |
1372,79 |
1389,31 |
1381 |
|
2-3 |
127,4 |
63,7 |
156,24 |
283,64 |
220 |
|
3-18 |
49,56 |
24,78 |
0 |
49,56 |
25 |
|
3-21 |
106,68 |
53,34 |
0 |
106,68 |
53 |
|
2-4 |
49 |
24,5 |
1040,15 |
1089,15 |
1065 |
|
4-5 |
149,42 |
74,71 |
105 |
254,42 |
180 |
|
5-21 |
45,72 |
22,86 |
0 |
45,72 |
23 |
|
1-10 |
132,16 |
66,08 |
244,79 |
376,95 |
311 |
|
10-18 |
67,26 |
33,63 |
0 |
67,26 |
34 |
|
4-6 |
190,24 |
95,12 |
595,49 |
785,73 |
691 |
|
6-7 |
41,16 |
20,58 |
380,83 |
421,99 |
401 |
|
7-8 |
207 |
103,5 |
55,41 |
262,41 |
159 |
|
8-17 |
7,98 |
3,99 |
0 |
7,98 |
4 |
|
5-17 |
59,28 |
29,64 |
0 |
59,28 |
30 |
|
6-20 |
173,5 |
86,75 |
0 |
173,5 |
87 |
|
10-9 |
68,44 |
34,22 |
109,09 |
177,53 |
143 |
|
9-20 |
31,23 |
15,62 |
0 |
31,23 |
16 |
|
7-22 |
118,42 |
59,21 |
0 |
118,42 |
59 |
|
8-23 |
47,43 |
23,72 |
0 |
47,43 |
24 |
|
11-22 |
95,5 |
47,75 |
0 |
95,5 |
48 |
|
11-16 |
253,5 |
126,75 |
49,35 |
302,85 |
176 |
|
16-23 |
38,25 |
19,13 |
0 |
38,25 |
19 |
|
12-11 |
24,84 |
12,42 |
398,35 |
423,19 |
411 |
|
12-13 |
207 |
103,5 |
495,3 |
702,3 |
599 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
13-15 |
159,1 |
79,55 |
49,95 |
209,05 |
130 |
|
15-19 |
49,95 |
24,98 |
0 |
49,95 |
25 |
|
16-19 |
11,1 |
5,55 |
0 |
11,1 |
6 |
|
9-24 |
77,86 |
38,93 |
0,00 |
77,86 |
39 |
|
13-14 |
123,66 |
61,83 |
162,59 |
286,25 |
224 |
|
14-24 |
162,59 |
81,3 |
0 |
162,59 |
81 |
|
асход
газа,
