3 Графоаналітичний розрахунок газової мережі низького тиску комбінованої структури

Мета графоаналітичного розрахунку - необхідно так підібрати діаметри кожної ділянки мережі, щоб максимально використати заданий перепад тиску, а для кільцевої частини добитися виконання законів Кірхгофа з неодхідною точністю.

Вихідні дані:

- конфігурація газової мережі;

- довжини всіх ділянок;

- питомі шляхові витрати газу для кілець і зон;

- максимально допустимі втрати тиску в газовій мережі.

Вихідна схема газової мережі низького тиску наведена на рисунку 3.1.

За функціональним призначенням зовнішні газові мережі низького тиску підрозділяються на вуличні, внутрішньоквартальні і дворові газопроводи.

За структурою газові мережі низького тиску діляться на кільцеві та розгалужені. Кільцеві мережі забезпечують високу надійність газопостачання, однак їх вимагають більших капітальних затрат на будівництво. Існуючі системи газопостачання населених пунктів мають здебільшого комбіновану структуру: основні споживачі живляться від кільцевої мережі, а периферійні – від тупикових газових мереж.

Рисунок 3.1 – Вихідна схема газової мережу низького тиску

3.1 Розробка розрахункової схеми і визначення витрат газу для ділянок газової мережі низького тиску

Газова мережа, схема якої показана на рисунку 3.1, являє собою частину складної системи вуличних газопроводів міста. Газова мережа має комбіновану структуру, вона складаються з двох кілець і трьох тупикових газопроводів.

Складаємо розрахункову схему газової мережі низького тиску. Кільця позначаємо цифрами І і ІІ, а зони позначимо великими латинськими літерами А, В.

Ділянки, які мають велику протяжність, ділимо на кілька приблизно однакових частин довжиною 100-200 м, що дозволяє вибрати різні діаметри для кожної частини довгої ділянки і тим самим зменшити металоємність і вартість газової мережі.

Нумеруємо цифрами у довільній послідовності початки і кінці кожної розрахункової ділянки газової мережі.

Вибираємо напрямки руху газу в газовій мережі за таким принципом: газ повинен рухатись від джерела живлення до віддалених точок найкоротшим шляхом, не повертаючись назад.

Позначаємо стрілками кінці тупикових ділянок.

Для спрощення розрахункової схеми вводимо умовні тупики. Місце розташування умовних тупиків у кожному кільці знаходимо з врахуванням другого закону Кірхгофа: для кожного кільця по приблизно половині ділянок газ повинен рухатися за стрілкою годинника, по другій половині – проти стрілки годинника.

У кільці умовні тупики доцільно розміщати по діагоналі від вузла, в якому розміщене джерело живлення .

Розрахункова схема газової мережу низького тиску зображена на рисунку 3.2.

Умовні тупики позначаємо на розрахунковій схемі стрілками.

Знаходимо основні напрямки руху газу – напрямки від джерела живлення до найбільш віддалених точок газової мережі. Приймаємо три основні напрямки руху газу:

- перший 1-2-3-4-5-6-7 довжиною = 900 м;

- другий 1-15-14-10-9-8-12 довжиною = 1050 м;

- 14-13-5, 10-11 та 8-7 – відгалуження другого основного напряму

- третій 1-16 довжиною = 200 м;

Для всіх ділянок газової мережі обчислюємо шляхові, транзитні та розрахункові витрати газу.

Шляхова витрата – це витрата газу, яка відбирається розміщеними по довжині газопроводу шляховими споживачами газу.

I

II

A

В

Рисунок 3.2 – Розрахункова схема газової мережу низького тиску

Шляхову витрату газу знаходимо за формулою

, (3.1)

де - геометрична довжина ділянки газопроводу;

- питома шляхова витрата газу для ділянки мережі, яка визначається таким чином:

• якщо ділянка належить тільки одному кільцю, то питома шляхова витрата ділянки дорівнює питомій шляховій витраті цього кільця;

• якщо ділянка належить двом кільцям, то питома шляхова витрата ділянки дорівнює сумі питомих шляхових витрат цих двох кілець;

• якщо ділянка належить кільцю і зоні, то питома шляхова витрата ділянки дорівнює сумі питомих витрат кільця і відповідної зони.

м³/год

Транзитна витрата газу - це витрата газу, яка не використовується на даному газопроводі, а проходить по ньому транзитом для використання на далі розміщених ділянках газової мережі.

Транзитну витрату газу для кожної ділянки газової мережі знаходимо за формулою

, (3.2)

де - кількість ділянок по даному напрямку руху, початок яких збігається з кінцем ділянки, для якої обчислюється транзитна витрата газу.

м³/год

Розрахункова – це витрата газу, за якою визначається необхідний діаметр газопроводу.

Розрахункову витрату газу для ділянки газової мережі знаходимо за нормативною формулою

. (3.3)

м³/год

Результати обчислень витрат газу по ділянкам заносимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1 – Результати розрахунку витрат газу газової мережі низького

тиску комбінованої структури

Ділянка	Довжина ,м			Питома шляхова витрата газу , м3/(год м)		Шляхова витрата газу ,м3/год		Транзитна витрата газу ,м3/год			Розрахункова витрата газу ,м3/год
7-6	150			0,16		24		0			12
6-5	150			0,16		24		24			36
5-4	150			0,13		19,5		48			57,8
4-3	150			0,13		19,5		67,5			77,3
3-2	150			0,13		19,5		87			96,8
2-1	150			0,13		19,5		106,5			116,3
12-8	250			0,1		25		0			12,5
7-8	150			0,16		24		0			12
8-9	100			0,26		26		49			62
9-10	100			0,26		26		75			88
11-10	200			0,25		50		0			25
10-14	200			0,31		62		151			182
5-13	100			0,29		29		0		14,5
13-14	100			0,29		29		29		43,5
14-15	150			0,28		42		271		292
15-1	250			0,28		70		313		348
16-1	200			0,15		30		0		15
					∑=539

Виконуємо перевірку правильності визначення транзитних витрат газу для ділянок газової мережі.

Спочатку знаходимо суму шляхових витрат газу для всієї газової

мережі і результат записуємо унизу таблиці 3.1.

=539 м³/год.

Далі знаходимо суму шляхових і транзитних витрат газу для ділянок, що безпосередньо виходять від джерела живлення. Для газової мережі, що розраховується

=(19,5+106,5)+(70+313)+(30+0)=539 м³/год.

Так як = ,розрахунок транзитних витрат газу для споживачів виконано правильно.