Задачник по трубопроводному транспорту нефти нефтепродуктов и газа
..pdf301
a |
M |
n |
w |
v |
|
|
|
|
QK |
V |
60/70+1 |
|
|
|
|||
206. Аналогично решению предыдущей задачи имеем: |
||||||||
p„2 - p K2 = B Q K2 |
|
L |
|
|
|
|||
2 |
|
2 тл /-\/ 2 f L - L , |
L. |
|
|
|||
Р„. |
- Р к |
= B |
Q , |
|
К,Ч |
1к,V2 У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где протяженность L, заменяемого участка равна 45 км. |
||||||||
Разделив почленно второе уравнение на первое, полу |
||||||||
чим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
Q : 2 |
( L - |
L , ) / K :,2 + L , / K |
2 |
|
|
||
|
|
|
||||||
|
|
|
L / |
K |
, |
|
|
|
ИЛИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
<Х |
|
|
+ |
|
K ,: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Q'K. |
|
|
L |
|
|
|
||
Поскольку |
|
|
|
|
|
|
||
K, |
|
|
^1 0 2 0 - 2 0 V’6 = 0,628; — |
45 |
= 0,321, |
|||
K 2 |
|
|
,1 2 2 0 - 2 4 , |
L |
140 |
|
||
TO QK = QK/ VO,679 + 0,127 = 1,114 QK, то есть коммерческий расход газа можно увеличить на 11,4 % по сравнению с пер воначальным.
207. Используем формулу (122) для расчета коммерче ского расхода газа в сложном газопроводе:
I 2 |
Г |
Q , = A K - Рн. |
- Р к . |
|
L |
Поскольку диаметры всех трех сегментов участка газо провода близки к значению 10 0 0 мм, выберем этот диаметр в качестве эталонного: d 3 = 10 0 0 мм.
302
Вычиагаем течение константы А:
А |
. |
1 OOft2^ |
А » Щ й -Ю * у - = 1 7 ,0 2 1 0 * • |
-------- =84,71 |
|
•Ш Е |
J o s |
288 0,62 |
% ле^ ш ж ш > (12% расетпы ваек коэффициент К
р в к эд а га и с |
|
|
|
|
I s a , |
М |
30 |
| |
50 |
К г |
[(!!1Щ » (Ш 1| г* | |
[(lo o o /lo o o f* ]2 |
[(800/ 1 0 0 0 ) ^ 1 ’ |
|
|
|
|
Q* газа: |
|
(Qk.—$^lb(ЙУ&511-j E ^ — |
= 24Дмши. аЛсушш. |
|||
|
ч |
115© |
|
|
2Й& Шшшв^®М1 (JxajpMpiy р 2 2 ) дога ракж га жшямерш-
<& ;" ч р ?
№шйй1$йаж$щ (Q£ шша ощрсдешисшоЕ тай ж е (шмшш фкяр-
с |
- т , - |
|
©£ |
|
К |
|
|
а . |
|
Ко |
|
|
|
|
|
||
112® |
112®—^5 |
-Н- |
?5 |
|
И% |
®оо—И»; туу» |
К® |
|
, = 45+ ——=<531,15.. |
||
К? |
|
(UKa.+Ka.f |
4 |
||
(й ш д а ш м е д ш : К = еЦ;Ш щ,яшншщ, ^Ц Ц ^^Х Щ Ж ..
2ЙЙ. Шшшж^ади фчрн$лгу ((D22))да® 1рш£яепш шшмющртесщш№^шжшшп^шш(тш§шш^1тжшт|рготц0)гтег-
% = & Ж -^ Я~ №*22..
303
Поскольку диаметры всех трех сегментов участка газо провода близки к значению 1000 мм, выберем этот диаметр в качестве эталонного: d3 = 1000 мм.
Вычисляем коэффициенты, входящие в формулу для коммерческого расхода:
1000м
А = 17,02 |
-10' |
= 8 7 ,6 ; |
|
|
|
|
V0,9-283-0,59 |
|
|
|
|
|
d, |
800 Y* |
d |
j |
|
d, |
1000 J = 0 ,5 6 . |
Далее иыееы: |
|
|
||
120 1 2 0 -4 0 |
40 |
120 1 2 0 -4 0 |
40 |
|
K2 _ |
К»1 |
+ (Ь »+ К ,)' ^ |
К 1 " 0,99* |
+ (0,99+0,56)* ’ |
откуда находим: К = 1Д05.
Q« = 87,6 Ц 05
Еош бы лвупинг отсутствовал, коммкродвдой расход
шшавычшшяжябс друпшкоэффшчиштпс^раехода:
= 87,6-0^ 9- 5 Ж - З Ж _
'120
2 -lPW2
= А -К -
а пшютешрдервдширдо ашдашашшй рвоивд двавддкж f c
тшняте
304
Q'K= А - К ' |
Рн2-Рк2 |
|
но с другим коэффициентом расхода. Поэтому при сохране
нии значений рн и рк отношение Q K./Q k. расходов равно отношению К '/К коэффициентов расхода.
Выберем в качестве эталонного диаметр d, = 514 мм.
Тогда, согласно формулам (126) и (127), имеем:
120 |
70 |
50 |
К = 2,088. |
|
к 2 " |
(12Ч 1 2-‘ )2+ [(700/5 И )2-6] 2 - |
|||
|
||||
Вмодернизированном варианте коэффициент расхода
К' рассчитывается следующим образом:
К'= (700/514)2'6 = 2,232.
Таким образом, находим: Q i/Q . =2,232/2,088 = 1,07,
то есть после модернизации участка его пропускная способ ность увеличится примерно на 7 %.
211. Обозначим Q, и Q2 - коммерческие расходы газ в каждом из двух параллельных газопроводов, а К, и К 2 - коэффициенты расхода соответственно в первой и второй трубе. Тогда имеем:
Q, = А К , • |
Q 2 = A K 2 . |
где L - протяженность участка. Очевидно также, что сум марная пропускная способность Q участка определяется формулой:
Q = Q. + Cb=A-(K|+K2) f " \ P' 2 ■
После вывода из эксплуатации половины второго тру бопровода, пропускная способность Q' участка определится формулой
305
Q ' = A K . ^ E Z _ P Z ,
где коэффициент К расхода получившейся конфигурации находится по формуле (126):
L _ L/2 |
L/2 |
2 |
1 |
1 |
К 2 “ (К, + К 2)2 + К ,2 ^ |
К 2 _ (К, +К2)2+к,2’ |
|||
ИЛИ |
|
|
|
|
(К /К ,) 2 (1+к 2/ к ,)2 + 1 ‘
Отношение расходов Q '/Q определяется формулой:
Q' _ |
К |
= К /К , |
I |
2 |
~ |
|
Q ~ К , + К 2 “ l + K 2/K, ~ ) / l + (l + K 2/ K l)2 ’ |
|
|||||
Вычислив отношение К 2/К , |
|
|
|
|||
К 2_ fd2V |
996 |
= 0,5657, |
|
|
||
к, |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
найдем отношение расходов лос/ze и до вывода части трубо |
||||||
провода из эксплуатации: |
|
|
|
|
||
Q |
I |
2 |
= 0,761, |
|
|
|
\ 1 + (1 + 0,5657)2 |
|
|
|
|
||
то есть коммерческий расход газа уменьшится примерно на |
||||||
24% от его первоначального значения. |
|
|
||||
212. |
Обозначим протяженность лупинга на предыдуще |
|||||
участке |
газопровода через х км. Тогда |
оставшаяся |
часть |
|||
участка |
имеет |
протяженность |
(L - х ) |
км. Если |
К - |
|
коэффициент расхода на предыдущем участке газопровода, то согласно формулам (126) и (127), имеем:
L _ L - x |
х |
К 2 - Ко2 |
+ (К 0 + К „)2 ’ |
20— 2841
306
где К 0 - коэффициент расхода на рассматриваемом участке
газопровода до модернизации. Отсюда, в частности, следу ет:
^ t = |
i - - + |
- - |
= |
i - - - |
- |
(*) |
|
, К J |
L |
4 |
L |
4 |
L |
|
|
Поскольку справедливы формулы |
|
||||||
Q o = A |
K0 |
|
|
и Q = A K |
|
||
и, кроме того, Q = Q0 , то справедливо соотношение: |
|||||||
Ко-Ур . 2 - р ! 7 |
_ t |
|
к 0 _ Ур„.2- р У |
_ /i —(рк/рнУ |
|||
к -Ур У - р: 2 |
|
|
к |
УрУ |
- рУ |
\ 1 - ( р,./р „.)2 |
|
Так как рн /р к =1,6 (то есть рк/р„ =0,625) и, кроме того, согласно условию задачи, р ' / р н =(1,15-рк.)/р н. =0,71875, то находим:
К, = 1-0,71875-
КV 1-0.6252
Учитывая формулу (*), получаем уравнение
0.8912 = 1 -—- —
4 L
для определения x/L. Решив его, найдем: x/L = 0,276. Это
означает, что лупинг должен занимать примерно 27,6% про тяженности предыдущего участка газопровода.
|
213. |
На участке с лупингом, длину которого обозначи |
|
х, |
коэффициент расхода равен 2К 0 |
(параллельное соеди |
|
нение трубопроводов), а на остальной части ( L - x ) о н ра |
|||
вен |
К0. |
Поскольку эти части |
участка соединены |
последовательно, то согласно формуле (126), имеем:
307
К 2 |
Ко2 |
.2 * |
(К„+Ко): |
||
Отсюда получаем: |
||
П К ± Т = 1 - А |
х |
|
v K j |
4 |
L |
Поскольку отношение коммерческих расходов Q0/Q равно 1 , то согласно формуле ( 1 2 2 ), имеем:
где р' - новое значение давления в начале участка газо провода: р'н = 6,5 -1,0 = 5,5 МПа.
Из приведенной формулы следует:
= 0,754.
Отсюда получаем уравнение для определения x / L :
1 - —-—= 0,7542 = 0,569 => —= 0,575.
4 L |
L |
Решив это уравнение, найдем x/L = 0,575, откуда получаем: х = 0,575 • L = 0,575 • 140 = 80,5 км.
214. Формула (122) для коммерческого расхода QK газ на участке сложного газопровода имеет вид:
если коэффициент К расхода вычисляется по формуле
L |
Ь - Ь л |
Ьл |
100 |
= |
60 |
1 |
40 |
. |
— = |
------ —н— — => |
------тг7 |
--------гг2 |
\Г 2 |
||||
I/"2 |
Tf 2 |
Tf 2 |
|
|
|
|||
Iv |
IVо |
л.л |
iv |
|
JV0 |
|
Л.л |
|
Выбрав в качестве эталонного диаметра диаметр 1000 мм, имеем:
20*
|
|
308 |
|
|
Kn = |
(1020- 2-10)-|2,6 |
(8 2 0 -2 |
1 0 )-i2,6 |
|
1000 |
= i;K , = |
1000 |
= 0,56; |
|
|
|
|
||
К л = K0 + К, = 1 + 0,56 = 1,56 , см. формулу (127). |
||||
Здесь К, - |
коэффициент расхода той ветви лупинга, кото |
|||
рая имеет |
диаметр |
D, = 820x10 |
мм; Кл - |
коэффициент |
расхода участка трубопровода с лупингом в целом. |
||||
Находим коэффициент К : |
|
|
||
100 = 60 + 40 |
К = 1,144. |
|
|
|
К ' |
1,56 |
|
|
|
Далее имеем: |
|
|
|
|
^ - = — = 1,144, Q' = 1,144-Q. =1,144-28 = 32,0. |
||||
Q« |
К» |
|
|
|
Таким образом, лупинг может увеличить коммерческий расход газа примерно на 4,0 млн. м3/сутки.
215. Если в качестве эталонного диаметра газопровода выбрать диаметр 800 мм, то коэффициент К расхода опре деляется формулой (126):
130 20 50 60
—~ -------;------ :гН--------------- г Н-------------- г- = 216,68 ,
К2 (600/800)2 (514/800)2 (800/800)2
откуда находим, что К = 0,775. Затем вычисляем коэффи циент А:
А = 17,02-10-6 |
8002,6 |
= 47,422. |
л/0,9-288-0,62 |
|
|
Согласно формуле (122), имеем: |
||
QK. = 4 7 , 4 2 |
2 - 0 , 7 7 5 |
= 15,79 м л н . м3/сутки. |
216. Обозначим |
протяженность лупинга через х (км). |
|
Тогда в формуле (122)
309
Q „ . = A K .JE Z Z P Z
для коммерческого расхода коэффициент К расхода всего участка в целом вычисляется по правилу
L |
_ L - x |
х |
F |
" к „2 |
+ к 7 ’ |
справедливому для последовательного соединения двух участков газопровода: первого - без лупинга, с протяженно стью L - x , второго - с лупингом, с протяженностью х. Здесь К 0 = 1 - коэффициент расхода на участке без лупинга;
К, - коэффициент расхода на участке с лупингом.
Согласно формуле (127), при параллельном соединении газопроводов коэффициенты расходов суммируются, по этому имеет место равенство: К, = К 0 + К 0 = 2К 0 = 2. От сюда находим коэффициент К расхода участка газопровода
в целом: |
|
|
|
|
|
|
|
L |
у |
1 |
т 3 |
|
|
1 |
. |
— 7 |
= L - хн— |
х = L — х => К = . |
|
||||
К 2 |
|
4 |
4 |
|
VI-3 /4 - х /L |
||
Обозначив увеличенный расход через Q' , имеем: |
|||||||
Q ' , . = A - K - ^ Z p Z , QK= А -К „ . ^ I |
Z P Z , |
||||||
откуда получаем уравнение для определения x / L : |
|||||||
Q: _ А К - ^ (р „2 - P , 2) / L |
к |
|
1 |
|
|||
QK |
А К „->/(ри2 - р |,2) / ь |
1 |
V l - 3/4 |
x/L |
|||
Решив это |
уравнение, найдем: |
x/L = 0,48. Поскольку |
|||||
L = 120 км, то |
х = 0,48 • 120 = 57,6 км. |
|
|
||||
217. |
Используя формулу (125), имеем: |
|
|
||||
p„2 - p , 2 = B Q : 40 К 2
310
p,2 - p 22 = B ( Q - 2 )2
p2J - p , 2 = B - ( Q - 2 - 4 ) 2~ .
Отсюда имеем:
P . 3- P « 2 = £ { 4 0 - Q 2+ 3 5 - ( Q - 2 ) 2+ 5 0 - ( Q - 6 ) 2] .
К
Поскольку расход Q известен, то осталось вычислить В и К . Принимаем d3 = 1000 мм. Тогда:
В = 0,3452 • 10'° •0 ,9 2 ' 2 8 5 |
s 1,3414 • 1 (Г4, |
юо о 5-2
К= [(1020 - 24)/(1 ООО)]2-6 = 0,99. После этого имеем:
P . 2 =P»2- ^ - [ 4 0 Q 2+ 3 5 ( Q - 2 ) 2+ 5 0 ( Q - 6 ) 2] H™ lv
p. 2= 4,82- |
1,34J ^ 921 0 |
[40-32,52+ 35-30,5г+ 50-26,52] . |
|
Отсюда находим: рк = 2,83 МПа. |
|
||
218. |
Обозначим через р„ давление в месте подключени |
||
отвода. Тогда имеют место уравнения: |
|||
1- Рн - р . |
= B Q |
; |
|
|
К |
|
|
2. р .2 -р .о 2 = B Q2?2 ~ , r f l e < ; = q /Q ; |
|||
|
|
Ко |
|
3. р. 2 ~ р « 2 = B ( Q - q )2 ~ - = B -Q 2( l~ 5)2 "~у> |
|||
где q - расход в отводе; |
К ,К 0 - |
коэффициенты расхода в |
|
основной магистрали и в отводе; |
c) = q/Q —неизвестная ве |
||
личина. |
|
|
|