Расчет газопроводов из полиэтиленовых труб

Пример 3.2. Для условий предыдущего примера рассчитать разветвленную сеть межпоселковых газопроводов высокого давления II категории из полиэтиленовых труб из ПЭ 100 с SDR 11 с абсолютной эквивалентной шероховатостью стенок труб kэ = 0,002 см.

Решение. Расчетные расходы газа на участках сети и среднеквадратичные перепады давления для основной магистрали и ответвлений от нее соответствуют найденным в примере 3.1. Диаметры участков подбираем по прил. В. Расчет сводим в табл. 3.2.

21

22

Продолжение табл. 3.2

23

23

24

Пример 3.3. Рассчитать разветвленную сеть межпоселковых полиэтиленовых газопроводов высокого давления категории I, питающих группу сельских населенных пунктов. Расходы газа населенными пунктами известны. Давление газа на выходе из ГРС Pн = = 1,3 МПа (абс.), перед потребителями Pк = 0,75 МПа (абс.). Используется природный газ с плотностью ρо = 0,78 кг/м3 и полиэтиленовые трубы с абсолютной эквивалентной шероховатостью стенок труб kэ = 0,002 см.

Решение. Составляем расчетную схему газопроводов (рис. 3.2). Нумеруем все узлы сети и проставляем на ней длины участков. Затем определяем и проставляем на схеме расходы газа на участках сети.

Рис. 3.2. Расчетная схема газопроводов высокого давления I категории

расчетный расход газа на участке (м3/ч), 8370; 4,820 расчетная длина участка (км)

ПЭ Ø225×25,2 наружный диаметр газопроводатолщина стенки трубы (мм)

Расходы газа на ответвлениях к потребителям равны расходам газа потребителями, а на ответвлениях к нескольким потребителям (участок 3-6) определяем как сумму расходов всех присоединенных участков:

V3-6 V6 ГРП3 V6 ГРП4.

25

Расходы газа по участкам основной магистрали ГРС-1-2-3-4-5- ГРП7 определяем аналогично путем суммирования сосредоточенных расходов, начиная от последнего участка:

V4-5 VГРП5 VГРП7 и т. д.

Потери давления в местных сопротивлениях учитываем путем увеличения фактической длины расчетных участков на 10 %.

Расчет начинаем с основной магистрали. Для нее находим среднеквадратичный перепад по формуле (3.1):

Aср 1,32 0,752 0,031 МПа2 /км, 1,1 24,19

на который ориентируемся при выборе диаметров участков магистрали. Диаметры участков подбираем по таблице (см. прил. Д) или номограмме (см. рис. 2.4) так, чтобы значения A для каждого участка были по возможности ближе к значению Aср. Для принятого диаметра и известного расхода по указанной таблице находим действительные значения среднеквадратичного перепада давления на 1 км газопровода. Так как плотность газа отличается от плотности стандартного газа (ρст = 0,73 кг/м3), то в величину Aт вносим поправку на плотность газа по выражению (3.2), а затем рассчитываем перепад давления на участке AфLр (МПа2). Давление в начале первого участка задано Pн = 1,3 МПа, давление в конце участка, т. е. в узле 1, определяем по формуле (3.3). Полученное давление Pк на участке ГРС-1 является начальным для следующего участка 1-2; давление в конце участка 1-2 является начальным для участка 2-3 и т. д. Расчет следует считать правильным, если давление в конце участка 5-ГРП7 будет равно заданному. Допускается невязка ± 10 %.

Затем рассчитываем ответвления от главной магистрали к отдельным потребителям. Для них находим среднеквадратичный перепад давления по формуле (3.1), по которому подбираем диаметр ответвлений и уточняем фактическую величину давления газа перед потребителями.

Все расчеты сведены в табл. 3.3.

26

Таблица 3.3

Гидравлический расчет полиэтиленовых газопроводов высокого давления I категории

Невязка 0,756 0,750 100 % 0,8% 0,750

28

Окончание табл. 3.3

Пример 3.4. Для квартала города (рис. 3.3), застроенного 4- и 5-секционными 5-этажными жилыми домами, расход газа на приготовление пищи составляет 326,4 м3/ч. Расход газа на 4-секционный жилой дом равен 19,2 м3/ч, на 5-секционный – 24,0 м3/ч. На территории квартала расположена столовая с расходом газа Vст = 52,0 м3/ч. Используется природный газ с плотностью ρо = 0,8 кг/м3. Для газоснабжения потребителей квартала применяются газопроводы среднего давления из полиэтиленовых труб с абсолютной эквивалентной шероховатостью стенок труб kэ = 0,002 см с установкой на каждом доме регулятора давления. Начальное давление газа (в точке врезки газопровода в сеть соседнего квартала) Pн = 0,315 МПа (абс.). Необходимо произвести гидравлический расчет распределительных газопроводов среднего давления.

Решение. Принимаем тупиковую систему газоснабжения потребителей, как наиболее целесообразную для данной застройки. Конечное давление газа перед наиболее удаленным потребителем принимается Pк = 0,25 МПа (абс.).

Составляем расчетную схему квартальных газопроводов среднего давления (см. рис. 3.3). Определяем расчетные расходы газа на участках сети путем суммирования расходов жилыми домами и столовой, начиная от последнего потребителя. Расчет выполняем сначала для левой ветки сети (как наиболее протяженной и загруженной), а затем с ней увязываем правую ветку. Для каждой ветки определяем суммарную длину участков расчетного направления ∑L (км) и среднеквадратический перепад давления Aср (МПа2/км) по формуле (3.1). Ориентируясь на величину Aср, по номограмме (см. рис. 2.2) подбираем диаметры участков. Для выбранных диаметров участков находим среднеквадратичное падение давление на участках Aт (МПа2/км). Так как плотность нашего газа отличается от плотности стандартного газа, в величину Aт вносим поправку на плотность по выражению (3.2). Затем находим среднеквадратичные потери на участках AфLр (МПа2) и конечное давление на участке Pк (МПа) по формуле (3.3). Результаты расчета вносим в табл. 3.4.

После расчета левой ветки приступаем к расчету ответвлений (участки 8-12-13 и 6-14-15). Давление в узлах 8 и 6 известно из расчета, конечное принимаем Pк = 0,25 МПа (абс.). Расчет производится в той же последовательности.

30