Расчет газопроводов из полиэтиленовых труб
.pdfПосле расчета ответвления аналогично левой рассчитываем правую ветку. Располагаемое давление для нее равно потерям давления на участках 1-2-3-4-5-6-7, т. е. 859,3 Па.
Таблица 5.1
Гидравлический расчет распределительных газопроводов низкого давления из полиэтиленовых труб
Учас- |
Длина участка, м |
V3р, |
Dн × δ, |
R, |
Rф, |
RфLр, |
∑RфLр, |
||
|
|
|
|||||||
по плану |
|
расчетная |
|||||||
ток |
L |
|
Lр = 1,1L |
м /ч |
мм |
Па/м |
Па/м |
Па |
Па |
|
Располагаемое давление P = 910 Па, Rср = 1,03 Па/м |
|
|||||||
1 |
128,0 |
|
140,8 |
11,6 |
50 × 2,9 |
1,20 |
1,26 |
177,4 |
177,4 |
2 |
125,0 |
|
137,5 |
26,1 |
63 × 3,6 |
1,60 |
1,68 |
231,0 |
405,4 |
3 |
75,0 |
|
82,5 |
40,6 |
75 × 4,3 |
1,62 |
1,70 |
140,3 |
545,7 |
4 |
62,0 |
|
68,2 |
66,7 |
90 × 5,2 |
0,60 |
0,63 |
43,0 |
588,7 |
5 |
124,0 |
|
136,4 |
81,2 |
110 × 6,3 |
0,82 |
0,86 |
117,4 |
706,1 |
6 |
136,0 |
|
149,6 |
95,7 |
125 × 7,1 |
0,60 |
0,63 |
94,2 |
800,3 |
7 |
70,0 |
|
77,0 |
107,3 |
125 × 7,1 |
0,73 |
0,77 |
59,0 |
859,3 |
8 |
85,0 |
|
93,5 |
156,6 |
140 × 8,0 |
0,80 |
0,84 |
78,5 |
937,8 |
∑ |
805,0 |
|
885,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Невязка = |
937,8 910,0 100 3,06% |
|
|
||||
|
|
|
|
910,0 |
|
|
|
|
|
Располагаемое давление P = 545,7 Па, Rср = 545,7/1,1 ∙ 196,0 = 2,53 Па/м |
|||||||||
9 |
128,0 |
|
140,8 |
11,6 |
50 × 2,9 |
1,1 |
1,16 |
163,3 |
163,3 |
10 |
68,0 |
|
74,8 |
26,1 |
50 × 2,9 |
5,1 |
5,36 |
400,9 |
564,2 |
∑ |
196,0 |
|
215,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Невязка = |
564,2 545,7 100 3,4 % |
|
|
|||
|
|
|
|
545,7 |
|
|
|
|
|
Располагаемое давление P = 859,3 Па, Rср = 859,3/1,1 ∙ 586,0 = 1,33 Па/м |
|||||||||
11 |
174,0 |
|
191,4 |
11,6 |
50 × 2,9 |
1,10 |
1,16 |
222,0 |
222,0 |
12 |
142,0 |
|
156,2 |
26,1 |
63 × 3,6 |
1,60 |
1,68 |
262,4 |
484,4 |
13 |
112,0 |
|
123,2 |
37,7 |
75 × 4,3 |
1,30 |
1,36 |
167,6 |
652,0 |
14 |
158,0 |
|
173,8 |
49,3 |
90 × 5,2 |
0,95 |
1,00 |
173,8 |
825,8 |
∑ |
586,0 |
|
644,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Невязка = |
825,8 859,3 100 3,9 % |
|
|
||||
|
|
|
|
859,3 |
|
|
|
|
|
71
Пример 5.2. Для жилого квартала 5-этажной застройки с числом жителей 2600 человек необходимо произвести гидравлический расчет распределительных газопроводов низкого давления. Генплан квартала с сетями низкого давления представлен на рис. 5.2. Квартал находится в зоне действия ГРП1. Расчетные расходы газа, нумерация участков и их длины приведены на расчетной схеме (рис. 5.3). Расчетный перепад давления составляет Pкв = 690 Па. Используется природный газ с плотностью ρо = 0,89 кг/м3. Газопровод выполнен из полиэтиленовых труб с шероховатостью стенок трубы kэ = 0,002 см.
Решение. Принимаем разветвленную газовую сеть, как наиболее целесообразную для данной застройки. Составляем расчетную схему газоснабжения (см. рис. 5.3). Вводы осуществляются в лестничные клетки.
Расход газа на квартал определяем по выражению
N V 5э
Vкв кв5эГРП1 , м³/ч,
NГРП1
где Nкв – число жителей, проживающих в данном квартале, чел.; VГРП5э 1 – расход газа на жилые дома 5-этажной застройки в зоне
действия ГРП1, м3/ч;
NГРП5э 1 – количество жителей в зоне действия ГРП1, проживаю-
щих в 5-этажных зданиях, чел. В данном случае
Vкв 2600 1044,05 95,384 м3/ч.
28 459
Находим суммарную длину участков с путевым отбором газа:
Lп 0,5 (50 50 35 35 47 51 51 51) 185 м
ипо формуле (5.1) определяем удельный расход газа Vуд на участках с путевым отбором:
72
Vуд 95,384185,0 0 = 0,516 м3/(ч · м).
Затем определяем величину полного путевого расхода на участках с путевым отбором газа Vп, эквивалентного Vэ и расчетного Vр на участках по выражению (5.2).
После определения расчетных расходов по всем участкам подбираем диаметры участков. Расчет начинаем с наиболее протяженной и нагруженной левой ветви (участки 1-2-…-8-9). Для нее находим средние удельные потери давления по формуле (5.3):
R |
690 |
= 1,452 Па/м. |
|
1,1 432 |
|||
ср |
|
На эту величину ориентируемся при выборе диаметров газопровода по номограммам (см. рис. 2.1).
Подобрав диаметры участков газопровода, находим удельные потери давления на участках (по номограммам). Так как плотность используемого газа отличается от плотности стандартного газа, то в найденные значения удельных потерь давления вносят поправку на плотность по выражению (5.4).
Затем определяем расчетные длины участков, потери давления на них и суммарные потери давления на расчетном направлении. После увязки первой ветки рассчитываем ответвления и вторую ветку системы.
Все полученные в результате расчета значения заносим в соответствующие графы табл. 5.2.
73
74
Рис. 5.2. Генплан квартала с сетями газопроводов низкого давления
75
Рис. 5.3. Расчетная схема внутриквартальной сети газопроводов низкого давления
76
Таблица 5.2
Гидравлический расчет внутриквартальных газопроводов низкого давления
Номер |
L, |
Lп, |
Vуд, |
Vп, |
Vэ = 0,5Vп, |
Vтр, |
Vр = Vтр + |
Dн × δ, |
|
Lр = 1,1L, |
R, |
Rф, |
RфLр, |
∑RфLр, |
|
участка |
м |
м |
м3/(ч·м) |
м3/ч |
м3/ч |
м3/ч |
+ 0,5Vп, м3/ч |
мм |
|
м |
Па/м |
Па/м |
Па |
Па |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
9 |
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
|
|
|
Располагаемое давление Р = 690 Па, Rср = 690 (1,1 · 432) = 1,4520 Па/м |
|
|
|
||||||||
1 |
50 |
25 |
0,5156 |
12,89 |
6,445 |
– |
6,45 |
|
40 × 3,7 |
|
55,0 |
0,7 |
0,85 |
46,94 |
46,94 |
2 |
30 |
– |
– |
– |
– |
12,89 |
12,89 |
|
40 × 3,7 |
|
33,0 |
1,4 |
1,71 |
56,33 |
103,26 |
3 |
11 |
– |
– |
– |
– |
21,913 |
21,913 |
|
50 × 4,6 |
|
12,1 |
2,2 |
2,68 |
32,45 |
135,72 |
4 |
50 |
25 |
0,5156 |
12,89 |
6,445 |
21,913 |
28,358 |
|
63 × 5,8 |
|
55,0 |
1,4 |
1,71 |
93,88 |
229,60 |
5 |
8 |
– |
– |
– |
– |
34,803 |
34,803 |
|
75 × 6,8 |
|
8,8 |
0,7 |
0,85 |
7,51 |
237,11 |
6 |
18 |
– |
– |
– |
– |
46,920 |
46,920 |
|
75 × 6,8 |
|
19,8 |
1,4 |
1,71 |
33,80 |
270,90 |
7 |
35 |
17,5 |
0,5156 |
9,023 |
4,512 |
46,920 |
51,432 |
|
90 × 8,9 |
|
38,5 |
0,8 |
0,98 |
37,55 |
308,45 |
8 |
126 |
– |
– |
– |
– |
55,943 |
55,943 |
|
90 × 8,9 |
|
138,6 |
1,0 |
1,22 |
168,98 |
477,43 |
9 |
104 |
– |
– |
– |
– |
95,387 |
95,387 |
|
110 × 10 |
|
114,4 |
1,3 |
1,58 |
181,32 |
658,75 |
∑= |
432 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Невязка = 690,0 658,75 |
100 4,53% |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
690,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Располагаемое давление Р = 103,26 Па, Rср = 103,26/(1,1 · 61) = 1,539 Па/м |
|
|
|
|||||||||
18 |
35 |
17,5 |
0,5156 |
9,023 |
4,512 |
– |
4,512 |
|
32 × 2,9 |
|
38,5 |
1,2 |
1,46 |
56,33 |
56,33 |
19 |
26 |
– |
– |
– |
– |
9,023 |
9,023 |
|
40 × 3,7 |
|
28,6 |
1,45 |
1,77 |
50,56 |
106,89 |
∑= |
61 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Невязка = 103,26 106,89 |
100 3,51% |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
103,26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Располагаемое давление Р = 237,11 Па, Rср = 237,11/(1,1·77) = 2,799 Па/м |
|
|
|
|||||||||
20 |
47 |
23,5 |
0,5156 |
12,117 |
6,058 |
– |
6,058 |
|
32 × 2,9 |
|
51,7 |
2,2 |
2,68 |
138,67 |
138,67 |
76
77
Окончание табл. 5.2
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
9 |
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
||
21 |
|
30 |
– |
– |
– |
– |
12,117 |
12,117 |
|
32 × 2,9 |
|
33,0 |
2,7 |
3,29 |
108,63 |
247,30 |
||
∑= |
|
77 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Невязка |
= 237,11 247,3 100 4,30 % |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
237,11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Располагаемое давление Р = 477,43 Па, Rср = 477,43/(1,1·334) = 1,2995 Па/м |
|
|
|
||||||||||
10 |
|
51 |
25,5 |
0,5156 |
13,148 |
6,574 |
– |
6,574 |
|
40 × 3,7 |
|
56,1 |
|
1,0 |
1,22 |
68,40 |
68,40 |
|
11 |
|
70 |
– |
– |
– |
– |
13,148 |
13,148 |
|
40 × 3,7 |
|
77,0 |
|
1,2 |
1,46 |
112,65 |
181,05 |
|
12 |
|
60 |
– |
– |
– |
– |
26,296 |
26,296 |
|
63 × 5,8 |
|
66,0 |
|
1,2 |
1,46 |
96,56 |
277,61 |
|
13 |
|
153 |
– |
– |
– |
– |
39,444 |
39,444 |
|
75 × 6,8 |
|
168,3 |
|
1,0 |
1,22 |
205,19 |
482,79 |
|
∑= |
|
334 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Невязка = 477,43 482,79 100 1,12 % |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
477,43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Располагаемое давление Р = 181,05 Па, Rср = 181,05/(1,1·65) = 2,532 Па/м |
|
|
|
||||||||||
14 |
|
51 |
25,5 |
0,5156 |
13,148 |
6,574 |
– |
6,574 |
|
32 × 2,9 |
|
56,1 |
|
1,8 |
2,19 |
123,11 |
123,11 |
|
15 |
|
14 |
– |
– |
– |
– |
13,148 |
13,148 |
|
32 × 2,9 |
|
15,4 |
|
3,1 |
3,78 |
58,20 |
181,32 |
|
∑= |
|
65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Невязка |
= 181,05 181,32 |
100 0,15 % |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
181,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Располагаемое давление Р = 277,61 Па, Rср = 277,61/(1,1·65) = 3,883 Па/м |
|
|
|
||||||||||
16 |
|
51 |
25,5 |
0,5156 |
13,148 |
6,574 |
– |
6,574 |
|
25 × 2,3 |
|
56,1 |
|
3,4 |
4,15 |
232,55 |
232,55 |
|
17 |
|
14 |
– |
– |
– |
– |
13,148 |
13,148 |
|
32 × 2,9 |
|
15,4 |
|
3,1 |
3,78 |
58,20 |
290,75 |
|
∑= |
|
65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Невязка |
= 277,61 290,75 |
100 4,73 % |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
277,61 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
77
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.Газораспределение и газопотребление. Строительные нормы проектирования = Газаразмеркаванне і газаспажыванне. Будаўнічыя нормы праектавання : ТКП 45–4.03–267–2012* (02250). – Взамен СНБ 4.03.01–98; введ. 01.12.12. – Минск: Мин-во строительства
иархитектуры Респ. Беларусь, 2015. – 97 с.
2.Газоснабжение / А. А. Ионин [и др.]. – Москва: АСВ, 2011. – 472 с.
3.Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование / Б. М. Хрусталев [и др.]; под общ. ред. Б. М. Хрусталева. – 3-е изд., испр. и доп. – Москва: изд-во АСВ, 2007. – 784 с.
4.Газопроводы из полиэтиленовых труб. Правила проектирования и монтажа = Газаправоды з поліэтылентавых труб. Правілы праектавання і мантажу : ТКП 45-4.03-257–2012* (02250). – Взамен П1–2000 к СНБ 4.03.01–98; введ. 01.17.12. – Минск : Мин-во строи-
тельства и архитектуры Респ. Беларусь, 2015. – 41 с.
5.Распределительные газопроводы. Порядок гидравлического расчета = Размеркавальныя газаправоды. Парадак гідраўлічнага разліку : ТКП 45-4.03-68–2007. – Введ. 01.09.07. – Минск: Мин-во строительства и архитектуры Респ. и Беларусь, 2008. – 54 с.
6.Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб = The General Provision and Consrtruction Gas Distribution Sistem from Steel and Polyethelene Pipes : СП 42-101–2003. – Москва: ГУПЦПП, 2003. – 163 с.
7.Полимеры в газоснабжении : справочник / под ред. Н. Н. Карнауха. – Москва: Машиностроение, 1998. – 856 с.
78
79
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Удельные потери давления для полиэтиленовых газопроводов низкого давления R (SDR 17,6)
ПЭ Ø25 × 2,3–ПЭ Ø140 × 8,0
Таблица А1
Vр, |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
м3/ч |
ø25 × 2,3 |
ø32 × 2,3 |
ø40 × 2,3 |
ø50 × 2,9 |
ø63 × 3,6 |
ø75 × 4,3 |
ø90 × 5,2 |
ø110 × 6,3 |
ø125 × 7,1 |
ø140 × 8,0 |
2 |
2,2162 |
0,5458 |
0,1617 |
0,0563 |
0,0186 |
0,0081 |
0,0034 |
0,0013 |
0,0007 |
0,0004 |
4 |
7,4543 |
1,8358 |
0,5437 |
0,1894 |
0,0626 |
0,0274 |
0,0116 |
0,0044 |
0,0024 |
0,0014 |
6 |
15,155 |
3,7325 |
1,1055 |
0,3851 |
0,1273 |
0,0557 |
0,0235 |
0,0090 |
0,0049 |
0,0029 |
8 |
25,073 |
6,1750 |
1,8289 |
0,6371 |
0,2106 |
0,0922 |
0,0390 |
0,0149 |
0,0081 |
0,0047 |
10 |
37,051 |
9,1250 |
2,7026 |
0,9414 |
0,3112 |
0,1362 |
0,0576 |
0,0221 |
0,0120 |
0,0070 |
12 |
|
12,5545 |
3,7183 |
1,2953 |
0,4282 |
0,1874 |
0,0792 |
0,0304 |
0,0165 |
0,0096 |
14 |
|
16,4420 |
4,8697 |
1,6963 |
0,5607 |
0,2455 |
0,1037 |
0,0398 |
0,0216 |
0,0126 |
16 |
|
20,7702 |
6,1516 |
2,1429 |
0,7083 |
0,3101 |
0,1310 |
0,0502 |
0,0272 |
0,0160 |
18 |
|
25,5246 |
7,5598 |
2,6334 |
0,8705 |
0,3810 |
0,1610 |
0,0617 |
0,0335 |
0,0196 |
20 |
|
30,6926 |
9,0904 |
3,1666 |
1,0467 |
0,4582 |
0,1936 |
0,0742 |
0,0403 |
0,0236 |
25 |
|
45,3551 |
13,4331 |
4,6794 |
1,5468 |
0,6771 |
0,2862 |
0,1097 |
0,0595 |
0,0348 |
30 |
|
|
18,4818 |
6,4380 |
2,1281 |
0,9316 |
0,3937 |
0,1510 |
0,0818 |
0,0479 |
40 |
|
|
30,5764 |
10,651 |
3,5208 |
1,5412 |
0,6514 |
0,2497 |
0,1354 |
0,0793 |
79
80
Окончание табл. А1
Vр, |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
ПЭ |
м3/ч |
ø25 × 2,3 |
ø32 × 2,3 |
ø40 × 2,3 |
ø50 × 2,9 |
ø63 × 3,6 |
ø75 × 4,3 |
ø90 × 5,2 |
ø110 × 6,3 |
ø125 × 7,1 |
ø140 × 8,0 |
50 |
|
|
45,1834 |
15,739 |
5,2027 |
2,2774 |
0,9625 |
0,3691 |
0,2001 |
0,1172 |
60 |
|
|
|
21,654 |
7,1581 |
3,1334 |
1,3243 |
0,5078 |
0,2753 |
0,1613 |
70 |
|
|
|
28,360 |
9,3747 |
4,1036 |
1,7343 |
0,6650 |
0,3605 |
0,2112 |
80 |
|
|
|
35,826 |
11,8424 |
5,1839 |
2,1909 |
0,8400 |
0,4554 |
0,2668 |
90 |
|
|
|
44,026 |
14,5532 |
6,3705 |
2,6924 |
1,0323 |
0,5596 |
0,3279 |
100 |
|
|
|
|
17,4998 |
7,6603 |
3,2375 |
1,2413 |
0,6729 |
0,3943 |
120 |
|
|
|
|
24,0769 |
10,5394 |
4,4543 |
1,7079 |
0,9259 |
0,5425 |
140 |
|
|
|
|
31,5325 |
13,8030 |
5,8336 |
2,2367 |
1,2126 |
0,7104 |
160 |
|
|
|
|
39,8331 |
17,4365 |
7,3692 |
2,8255 |
1,5318 |
0,8974 |
180 |
|
|
|
|
48,9509 |
21,4277 |
9,0560 |
3,4723 |
1,8824 |
1,1029 |
200 |
|
|
|
|
|
25,7662 |
10,8896 |
4,1754 |
2,2635 |
1,3262 |
300 |
|
|
|
|
|
|
22,1397 |
8,4889 |
4,6020 |
2,6962 |
400 |
|
|
|
|
|
|
36,6281 |
14,0442 |
7,6136 |
4,4607 |
500 |
|
|
|
|
|
|
|
20,7534 |
11,2507 |
6,5916 |
600 |
|
|
|
|
|
|
|
28,5533 |
15,4792 |
9,0690 |
700 |
|
|
|
|
|
|
|
37,3950 |
20,2724 |
11,8772 |
800 |
|
|
|
|
|
|
|
47,2388 |
25,6089 |
15,0038 |
900 |
|
|
|
|
|
|
|
|
31,4707 |
18,4382 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
37,8427 |
22,1714 |
1200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30,5043 |
1400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39,9501 |
80