- •Задание на курсовое проектирование
- •Оглавление
- •Теория
- •Исходные данные
- •Порядок расчета
- •Выбора рабочего давления и определение диаметра газопровода
- •Расчет свойств перекачиваемого газа
- •3. Определение расстояния между КС и числа КС
- •4. Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя компрессорными станциями
- •5. Выбор ГПА и расчет режима КС
- •Графическая часть
- •Список литературы
Теория
Газопровод — инженерное сооружение, предназначенное для транспортировки газа и его продуктов (в основном природного) с помощью трубопровода. Газ транспортируется по газопроводу под определенным избыточным давлением.
Газопровода можно подразделить на:
•Магистральные, которые предназначены для транспортировки газа на большие расстояния. Для поддержания давления на всем участке, через определенные интервалы на магистрали установлены компрессорные станции. В конечном пункте магистрального газопровода расположены газораспределительные станции, на которых давление понижается до уровня, необходимого для снабжения потребителей.
•Газопроводы распределительных сетей — предназначены для доставки газа от газораспределительных станций к конечному потребителю.
Су щ е с т ву е т к л а с с и ф и к а ц и я г а з о п р о в од о в п о с л е д у ю щ и м характеристикам:
1. По давлению в магистрали:
•Магистральные:
◦первого класса — при рабочем давлении свыше 2,5 до 10,0 МПа включительно;
◦второго класса - при рабочем давлении свыше 1,2 до 2,5 МПа включительно
•Распределительные:
◦низкого давления — до 0,005 МПа;
◦среднего давления — от 0,005 до 0,3 МПа;
◦высокого давления
▪1 категория — от 0,6 до 1,2 МПа (для СУГ до 1,6 МПа);
▪1а категория — свыше 1,2 МПа;
▪2 категория — от 0,3 до 0,6 МПа.
По типу прокладки:
5
•надземные;
•подземны;
•подводные.
Существуют и резервные газопроводы, кооторые сооружаются по стратегическим соображениям, для обеспечения гибкости в погрузке газовозов и для снижения длины маршрута транспортировки.
Газопроводы состоят из следующих частей:
•арматура;
•краны;
•Компрессорная станция (КС);
•Газораспределительная станция (ГРС);
•Газорегуляторный пункт.
Крупнейшей системой газопроводов в мире является Единая система газоснабжения.
Внеё входят следующие газопроводы:
•Подводный газопровод Норвегия — Великобритания (1200 км);
•Туркмения и Азербайджан — ЕС (3300 км);
•Баку - Ново-Филя (200 км);
•Балканский поток (474 км) - строиться;
•Южно-Кавказский газопровод (970 км).
Останавливаясь на России. В нашем распоряжении 16 магистральных газопроводов (некоторые, еще на этапе строительства).
Исходные данные
1.Состав разовой смеси;
2.Протяженность газопровода;
3.Производительность трубопровода
4.Температура грунта
5.Температура воздуха
Табл 1.1. Состав смеси и физические свойства
Компонент |
Ед изм |
Обознач |
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
C4H10 |
CO2 |
N2 |
Объемная доля в с меси |
% |
an |
99 % |
0,028 % |
0,005 % |
0,005 % |
0,06 % |
0,902 % |
6
Плотность при 293°K |
кг/м3 |
n |
0,668 |
1,26 |
1,864 |
2,495 |
1,839 |
1,165 |
Молярная масса |
кг/кмоль |
Mn |
16,04 |
30,07 |
44,1 |
58,12 |
44,01 |
28,02 |
Газовая постоянная |
Дж/(кг*К) |
Rn |
518,35 |
276,5 |
188,53 |
143,08 |
188,92 |
296,73 |
Псевдокритическое |
|
|
|
|
|
|
|
|
давление |
МПа |
Pкр n |
4,6 |
4,88 |
4,25 |
3,78 |
7,39 |
3,39 |
Псевдокритическое |
|
|
|
|
|
|
|
|
температура |
°K |
Tкр n |
190,55 |
305,83 |
369,82 |
425,14 |
304,2 |
126,2 |
Табл 1.2. Общие данные
Наименование |
Ед изм |
Обознач |
Данные |
Протяженность газопровода |
км |
L |
861 |
Производительность |
млрд м3/год |
Q |
27 |
Средняя температура грунта |
°K |
Tгр |
275 |
Средняя температура воздуха |
°K |
Tвозд |
283 |
Диаметр внешний |
м |
Dвнеш |
1 420 |
Потери в трубопроводе (нагнетатель - трубопровод) |
МПа |
Рвс |
0,12 |
Потери в трубопроводе (на вх КС) |
МПа |
Рнаг |
0,07 |
Цель расчета
1.Выбрать рабочие давление, определить число компрессорных станций (КС) и расстояние между ними;
2.Выполнить уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между 2-мя КС;
3.Выбрать тип газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и произвести расчет режима работы КС.
Порядок расчета
1.Выбора рабочего давления и определение диаметра газопровода;
2.Расчет свойств перекачиваемого газа;
3.Определение расстояния между КС и числа КС;
4.Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя компрессорными станциями;
5.Выбор ГПА и расчет режима КС
7
1. Выбора рабочего давления и определение диаметра газопровода
Табл 1.3. Выбор рабочего давления и определение диаметра газопровода
Наименование |
Ед изм |
Обознач |
Данные |
Давление на всасывании мин |
МПа |
Рвс мин |
4,97 |
Давление на всасывании макс |
МПа |
Рвс макс |
5,18 |
Абсолютное давление на нагнетании |
МПа |
Pабс наг |
7,46 |
Рабочее давление |
МПа |
Pраб |
7,35 |
После выбора исходных данных требуется определить толщину стенки трубопровода, чтобы вести дальнейший расчет со знанием внутреннего диаметра.
Данные по трубопроводу и коэффициенты берем по умолчанию. Далее следует найти толщина стенки без учета осевых напряжений:
(1)
(2)
(3)
При расчете толщины стенки требуется учесть еще осевые напряжения:
|
|
|
n · P · D |
|
(4) |
||
|
|
∂2 = 2(ψ1 + n · P) |
|
||||
где, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂прN |
|
2 |
|
∂прN |
(5) |
ψ1 |
= 1 − 0,75 |
|
|
|
|||
( R1 |
) |
− 0,5 · |
R1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
∂прN = − α · E · ∆ t + 0,25 |
n · P · Dвн1 |
(6) |
||||
|
|
∂1 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
После определения толщины стенки возвращаемся к формуле 3
подставляя вместо 1, 2 и получаем значение внутреннего диаметра трубопровода (Dвн2), с которым уже и будем работать весь последующий расчет.
8