2 Аналітичний розрахунок розгалуженої газової мережі середнього тиску за індивідуальною програмою

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

Вхідні дані для аналітичного розрахунку:

• конфігурація газової мережі;

• внутрішні діаметри ділянок;

• довжини і розрахункові витрати газу ділянок газової мережі;

• абсолютний тиск газу на початку газової мережі Р_п=0,3 МПа;

• абсолютний тиск газу на вході споживачів Р_к=0,2 МПа;

• фізичні властивості газу: густина ρ_н і кінематична в’язкість ν_н за нормальних умов;

• абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні труб k_e.

В основу алгоритму аналітичного розрахунку газової мережі покладена розрахункова формула для мереж середнього тиску, яка рекомендується

ДБН В 2.5-20.2001 Газопостачання

, (2.1)

де Рп і Рк – абсолютні початковий та кінцевий тиски на ділянці, МПа;

- геометрична довжина, м;

- внутрішній діаметр ділянки, см;

- кінематична в’язкість газу за нормальних умов, м²/с;

- розрахункова витрата газу на ділянці м³/год;

- густина газу за нормальних умов, кг/ м³;

- шорсткість внутрішньої поверхні труб, =0,01 см.

Виразивши з формули (2.1) Рк отримаємо наступний вираз

(2.2)

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

Для обчислення кінцевого тиску за данною формулою необхідно знати фізичні властивості газу, який перекачується в трубопроводі.

Природний газ – це суміш вуглеводневих газів. Як правило, він містить такі компоненти:

• метан(СН₄);

• етан(С₂Н₆);

• пропан(С₃Н₈);

• бутан(С₄Н₁₀);

• пентан(С₅Н₁₂).

Крім того природний газ містить невелику частку азоту , вуглекислого газу і води.

Молекулярна маса природного газу визначається за формулою

(2.3)

де μ_і – молекулярна маса і-того компонента суміші газів;

r_і – об'ємна частка і-того компонента.

Обчислюємо густину газу за нормальних умов

(2.4)

.

Коефіцієнт динамічної в'язкості газу

(2.5)

де – коефіцієнт динамічної в'язкості і-того компонента.

Кінематична в’язкість газу за нормальних умов

(2.6)

.

Підставляємо знайдені величини у формулу (2.2) і знаходимо значення Рк для ділянки ГРС-1 основного напрямку

Розрахунок кінцевих тисків наступних ділянок проводимо аналогічно за допомогою програми наведеної в додатку А.

У випадку якщо кінцевий тиск біля споживачів має великий запас, зменшуємо діаметр трубопроводу.

Результати аналітичного розрахунку заносимо в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1 - Результати аналітичного розрахунку газової мережі

середнього тиску

Ділянки	Dxδ , мм	Діаметр d , см	Дов-жина L , м	Витрата Q , м3/год	Початковий тиск Pn , МПа	Кінцевий тиск Рк , МПа		Прим.
Основний напрямок
ГРС-1	273x5	26,3	200	15 770	0,300	0,288
1-2	273x5	26,3	220	13 040	0,288	0,278
2-3	273x5	26,3	240	12 350	0,278	0,268
3-4	219х5	20,9	660	9 880	0,268	0,202
4-ПК	89x3	8,3	470	790	0,202	0,150
Відгалуження в точці 3
3-5	108x3	10,2	250	2 470	0,268	0,200
5-ГРП	108x3	10,2	200	1 630	0,200	0,170
Коригуваня 5-ГРП	89x3	8,3	200	1 630	0,200	0,086		< 0,15
Відвід в точці 1
1-МЗ	108х3	10,2	210	2 730	0,288	0,224
Коригуваня 1-МЗ	89х3	8,3	210	2 730	0,288	-		від`ємне число під коренем
Відвід в точці 5
5-ХЗ	76х3	7,0	200	840	0,200	0,137
Коригуваня 5-ХЗ	89х3	8,3	200	840	0,200	0,177		> 0,15

Продовження таблиці 2.1

Ділянки	Dxδ , мм	Діаметр d , см	Дов-жина L , м	Витрата Q , м3/год	Початковий тиск Pn , МПа	Кінцевий тиск Рк , МПа	Прим.
Відвід в точці 2
2-КПО	76x3	7,0	100	690	0,278	0,265
Коригуваня 2-КПО	57х3	5,1	100	690	0,278	0,199	> 0,15
Відвід в точці 4
4-РК	219x5	20,9	100	9 090	0,202	0,192
Коригуваня 4-РК	159x4,5	10,2	100	9 090	0,202	0,135	< 0,15

Рисунок 2.1 – Результати аналітичного розрхунку газової мережі середнього тиску