5. Расчет кольцевой сети газоснабжения

Расчет системы газоснабжения района города составляется на основе методики расчета кольцевых сетей низкого давления, кото­рая предусматривает равномерный удельный разбор газа по всем участкам сети данного микрорайона.

Расчет выполняется в следующей последовательности:

Вычерчивают план района города (из трех микрорай­онов).

Составляют расчетную схему сети. На схеме показывают ГРП, со­средоточенных потребителей, нумеруют все узлы разветвленной сети слева направо и сверху вниз для всей трассы трехкольцевой сети.

Задают начальное распределение потоков сети, при этом точки питания главных контуров выбирают так, чтобы потоки газа двигались к потребителям кратчайшим путем, а точки встречи потоков располагались диаметрально противоположно точке питания сети. При распределении потоков газа необходимо стремиться к тому, чтобы нагрузка полуколец замкнутых контуров была примерно одинаковой. Необходимо, чтобы один из кон­туров объединял все точки питания сети.

На расчетной схеме сети обозначают длины участков.

Определяют удельный расход газа для каждого микрорайона

q_i = Σ Q_pi / Σ l_i (5.1)

ΣQ_pi – расчетный расход газа равномерно распределенными потребителями микрорайона, м³/ч;

Σl_i – суммарная длина участков питающею контура микро­района, м.

Для всех участков вычисляют расходы газа:

• путевой расход газа

Q_п = l · Σ q_i (5.2)

l – действительная длина участка, м;

Σq_i – сумма удельных путевых расходов смежных микрорайонов, получающих газ с данного участка;

• эквивалентный расход газа

Q_Э = 0,55 · Q_п (5.3)

• транзитный расход газа

Q_т = Σ Q_р (5.4)

Q_р – расчетный расход газа присоединяемых участков.

Расчет транзитных расходов ведут от точек встречи против движения газа к точкам питания сети. При расчете должно выполняться условие: сумма расходов, приходящих к любому узлу, рав­на сумме расходов, уходящих от этого узла.

Расчетный расход газа на участке:

Q_р = Q_т + Q_п (5.5)

На расчетной схеме сети обозначают все виды расходов газа на участках.

Все данные по определению расходов газа по участкам сводят в таблицу.

Потери давления на местных сопротивлениях учитывают в размере 10 % от линейных рас­четной длины участков – формула (2.4).

Основной контур проектируют постоянного диаметра или из двух близких по размерам диаметров.

Определяют средние удельные потери давления для основного контура: (5.6)

ΔР_р – расчетный перепад давления в распределительной сети, значение которого принимают по прил. 4, табл. П4.7;

Σl_p – суммарная расчетная длина участков рассматриваемого кольца, м;

расчетная длина участков от ГРП до точки питания контура, м.

По известным расчетным расходам газа на участках сети и средним удельным потерям давления, пользуясь номограммой для расчета сетей низкого давления, подби­рают диаметры труб на участках (последовательно по всем на­правлениям от точек питания до самых удаленных точек) и проставляют в таблицу фактические удельные потери давле­ния.

Невязку по потерям давления в кольцах определяют по фор­муле

– алгебраическая сумма потерь давления в кольце (потери давления на участках, где газ движется по часовой стрелке, условно считаются положи­тельными, против часовой стрелки – от­рицательными).

Невязка в кольцах допускается не более 10 %.

Делают расчет остальных колец. Для каждого кольца определяют невязку.

Если в результате предварительного расчета хотя бы в одном из контуров невязка получилась более 10%, то выполняют гидравлическую увязку колец. Для этого во всех кольцах вво­дят поправочные расходы, учитывающие невязку в этих кольцах:

Вычисляют поправочные расходы, учитывающие невязку в со­седних кольцах:

определяется для участков, имеющих соседние кольца.

Для всех колец определяют полные поправочные расходы:

ΔQ_к = ΔQ' + ΔQ" (5.10)

ΔQ_к – поправочный расход рассматриваемого кольца.

Полученные поправочные расходы вводят во все кольца и находят новые расчетные расходы на участках.

Для участков, не имеющих соседних колец, новые расчетные расходы определяют по формуле:

ΔQ_р.нов = Q_р + ΔQ_р (5.11)

По новым значениям расходов газа определяют потери давле­ния на участках. Если в результате введения поправочных расхо­дов увязку произвести не удалось, то необходимо вычислить новые расходы и увязку повторить.

Производят расчет тупиковых участков (от ГРП до питания в кольцах). При этом расчете стремятся использовать весь распола­гаемый перепад.

Конечные результаты гидравлического расчета сводят в таблицу.

Таблица 5.1 – Расчет удельных путевых расходов

Номер района	Расход газа, м3/ч	Длина питающего контура, м	Удельный путевой расход, м3/ч
10	251,72	1980,8	0,1271
11	217,59	1931,4	0,1127
12	401,47	3250,4	0,1235

Таблица 5.2 – Определение расходов газа

Номер участка		Длина по плану	Удельный расход газа, м3/ч	Расход газа на участке, м3/ч
1		23,9	–	–	–	870,78	870,78
2		162,2	–	–	–	–	68,71
3		85,0	0,1235	10,50	5,77	796,30	802,07
4		65,0	0,2506	16,29	8,96	195,91	204,87
5		45,0	–	–	–	–	53,77
6		57,8	0,2506	14,48	7,97	187,94	195,91
7		65,0	0,2362	15,35	8,44	117,29	125,74
8		116,7	–	–	–	–	62,73
9		325,0	0,2362	76,77	42,22	75,07	117,29
10	716,0		0,1235	88,43	48,63	–	48,63
11	1140,0		0,1235	140,79	77,43	–	77,43

Таблица 5.2 – Определение расходов газа (окончание)

Номер участка	Длина по плану	Удельный расход газа, м3/ч	Расход газа на участке, м3/ч
12	610,7	0,2506	153,03	84,17	112,95	197,12
13	508,1	0,1271	64,57	35,52	–	35,52
14	403,1	0,1271	51,23	28,18	–	28,18
15	478,9	0,2362	113,10	62,21	28,18	90,38
16	636,0	0,1127	71,68	39,42	–	39,42
17	426,5	0,1127	48,07	26,44	–	26,44

Таблица 5.3 – Гидравлический расчет кольцевой сети

№ кольца	№ участка			№ соседнего кольца		Длина участка, м		Qр			d x S, мм		Потери давления
						l	lр						ΔР				ΔР · lр
10	4			12		65,0	71,5	204,87			219х6		0,18				-12,87
	6			12		57,8	63,6	195,91			219х6		0,16				-10,17
	12			12		610,7	671,7	197,12			219х6		0,11				73,89
	13			–		508,1	558,9	35,52			114х4		0,15				83,83
	14			–		403,1	443,4	28,18			108х4		0,12				-53,20
	15			11		478,9	526,7	90,38			159х4		0,14				-73,74
11		7			12	65,0	71,5		157,51		159х4		0,45		-32,18
		9			12	325,0	357,5		141,83		159х4		0,35		-125,13
		15			10	478,9	526,7		90,38		159х4		0,14		73,74
		16			–	636,0	699,6		39,42		114х4		0,18		125,93
		17			–	426,5	469,2		26,44		108х4		0,10		-46,92
12			4		10	65,0	71,5			239,79		219х6		0,18		12,87
			6		10	57,8	63,6			227,69		219х6		0,16		10,17
			7		11	65,0	71,5			157,51		159х4		0,45		32,18

Рис.5.1 – Схема кольцевой сети газоснабжения

Таблица 5.3 – Гидравлический расчет кольцевой сети (окончание)

№ кольца	№ участка	№ соседнего кольца	Длина участка, м			Qр		d × S, мм		Потери давления
			l	lр	ΔР					ΔР · lр
	9	11	325,0	357,5	141,83		159х4			0,35		125,13
	10	–	716,0	787,6	48,63		114х4			0,30		236,28
	11	–	1140,0	1254,0	77,43		133х4			0,27		-338,58
	12	10	610,7	671,7	183,37		219х6			0,11		-73,89
10	5	–	45,0	49,5	53,77		114х4		0,30		14,85
11	8	–	116,7	128,4	62,73		133х4		0,16		20,54
12	1	–	23,9	26,3	870,78		325х8		0,30		7,89
	2	–	162,2	178,4	68,71		133х4		0,20		35,68
	3	–	85,0	93,5	802,07		325х8		0,25		23,38

Невязка по потерям давления в кольцах:

Невязки не превышают 10%, следовательно, можно сделать вывод, что гидравлический расчет кольцевых сетей завершен.