СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
2. Механическая часть
2.1 Технологический расчет магистрального газопровода
2.1.1 Расчет теплофизических свойств газа
Таблица 1. Компонентный состав транспортируемого газа
Компоненты |
Концентрация |
Молярная |
Критическое |
Плотность i-го |
Критическое |
|
i-го |
масса i-го |
значение |
компонента |
значение |
|
компонента |
компонента |
температуры i- |
газовой смеси, |
давления i-того |
|
газа, хi |
газа, Мi, |
того компонента |
ρi, [кг/м³]. |
компонента |
|
|
[кг/кмоль] |
газа Ткр., [К] |
|
газаРкр., [МПа] |
СН4 |
0,9775 |
16,04 |
190,9 |
0,7168 |
4,73 |
С2Н6 |
0,008 |
30,07 |
305,3 |
1,344 |
4,98 |
С4Н10 |
0,0035 |
58,12 |
425 |
2,598 |
3,45 |
N2 |
0,008 |
28,02 |
125,6 |
1,2505 |
3,46 |
СО2 |
0,003 |
44 |
304,3 |
1,9768 |
7,28 |
Молярная масса М [кг/кмоль] природного газа определяется по
формуле на основе компонентного состава:
n |
|
M xi M i |
x1M1 x2 M 2 ... xn M n |
i 1 |
, |
где: хi - концентрация i-го компонента газа;
Мi - молярная масса i-го компонента газа.
M0,9775 16,04 0,008 30,07 0,0035 58,12
0,008 28,02 0,003 44 16,4792[кг / кмоль]
Газовую постоянную смеси определим по формуле:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Rсм
где:
|
|
|
|
R |
|
М |
||
|
||
|
; |
|
|
|
|
R |
- универсальная газовая постоянная; |
|
|
|
|
Дж |
R 8314,3 |
|
|
|
кмоль К |
|
;
R |
|
8314,3 |
|
Дж |
|
|
504,53 |
|
|
||
см |
|
16,4792 |
|
|
|
|
|
|
кг К |
. |
|
|
|
|
|
|
Определим плотность газовой смеси при нормальных условиях по формуле:
|
|
|
М |
|
см.н. у. |
|
|
||
|
|
|
||
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
;
где: µв - молекулярная масса воздуха;
|
в |
|
22,414 |
кг |
|
кмоль |
||
|
;
|
|
|
16,4792 |
0,735 |
кг |
|
|
||
см.н. у. |
22,414 |
|
м |
3 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определим плотность газовой смеси при стандартных условиях по |
|||||||||
формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см.с. у. |
|
x |
|
i |
x |
x |
|
2 |
x |
|
3 |
x |
|
4 |
x |
|
5 |
|
|||
|
|
i |
|
1 |
1 |
2 |
|
|
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где: ρi - плотность i-го компонента газовой смеси; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
см.с. у. 0,9775 0,7168 0,008 1,344 0,0035 2,598 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
0,008 1,2505 0,003 1,9768 0,736 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определим относительную плотность газа по воздуху по формуле:
см.с. у.
в ;
где: ρв - плотность воздуха;
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
1,205 кг
в3м
;
0,736 0,611 1,205
.
Определим критическое давление и критическую температуру газа по формулам:
|
|
n |
|
|
Р |
|
|
x P |
|
кр |
|
i |
крi |
|
|
|
i 1 |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
T |
|
|
x T |
|
кр |
|
i |
крi |
|
|
|
i 1 |
|
|
где: Ркрi - критическое значение давления i-того компонента газовой смеси;
Ткрi - критическое значение температуры i-того компонента газовой смеси.
Р |
0,9775 4,73 0,008 4,98 0,0035 3,45 0,008 3,46 0,003 7,28 4,725[МПа], |
|
|
кр |
|
Т |
кр |
0,9775 190,9 0,008 305,3 0,0035 425 0,008 125,6 0,003 304,3 192,452[К ]. |
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
2.1.2 Оценочная пропускная способность газопровода
Определим оценочную пропускную способность газопровода по
формуле:
|
|
|
Q |
10 |
3 |
||
|
|
|
|
||||
q |
|
|
ср |
|
|
|
|
0 |
365 |
К |
о |
||||
|
|
||||||
|
|
|
и |
||||
|
|
|
|
|
|||
;
где: Qср - производительность газопровода; Qср =27,3 млрд м³/год.
К |
о |
|
|
и |
- оценочный коэффициент использования пропускной |
||
|
|||
|
|
способности:
К |
о |
|
и |
||
|
Кро
К
-
ро |
К |
эт |
К |
нд |
|
|
|
|
. |
коэффициент расчетной обеспеченности газоснабжения
потребителей;
Кро = 0,95;
Кэт - коэффициент экстремальных температур;
Кэт =0,98;
Кнд - оценочный коэффициент надежности газопровода, учитывающий необходимость компенсации снижения пропускной способности газопровода при отказах линейных участков или оборудования;
Кнд=0,98.
К о 0,95 0,98 0,98 0,912 |
; |
|
|
|
||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27,3 10 |
3 |
|
млн.м |
3 |
|
||
q0 |
|
82,01 |
|
|
|
|||
365 0,912 |
сут |
|
|
|||||
|
|
|
|
. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|