Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет газовых сетей населенных пунктов. Учебно-методическое пособие
.pdf
d s
×
ф ф р
Р R L .
= ⋅
δ
P = 100% ±10%.
кольца,
δ
Р
к.
1. По известным расчетному расходу газа Qр, м3/ч, и гидравлическому
уклону на расчетном участке R, Па/м, определяют два ближайших стандартных
диаметра трубопроводов,
, мм (точка «А» на рис. 6.1).
н
2. Далее из точки «А», параллельно оси «х», ведем линию до ближайше-
го стандартного диаметра трубопровода (точка «В» на рис. 6.1) и получаем значение фактического гидравлического уклона Rф., Па/м.
Далее определяют фактическое значение потерь давления по расчетным
участкам по формуле
(6.6)
По окончании расчетов необходимо выполнить гидравлическую увязку
колец по формуле
ф
Р
∆
к
к
0,5
∑
⋅ ≤
Р
ф
(6.7)
Результаты расчета заносят в табл. 6.1.
Таблица 6.1
Результаты гидравлического расчета газовой сети низкого давления
, м
р
№ участка
Длина расчетного участка L
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
/ч.
3
м
Расчетный расход газа, Q
р
s), мм
н*
Диаметр участка (d
Гидравлический уклон, R Па/м.
, Па
р
, Па/м
ф
R
Перепад давления Р
Фактический перепад давления
Фактический гидравлический уклон
Результат гидравлической
увязки колец
, Па
ф
s),
участка Р
н*
мм
диаметр (d
Исправленный
Исправленный
перепад давле-
, Па
р
№ кольца
ния Р
ной невязки
% окончатель-
6.2. Пример гидравлического расчета кольцевой газовой сети
низкого давления
Рассчитать схему газоснабжения кольцевой сети низкого давления рабочего поселка, представленную на рис. 6.2, по указанным далее исходным данным.
31
i k( )
i
Q = F
м ч,
м ч,
м ч.
ГРП 1 1 5 5 6 5 4 4 3 3 2 2 1
П L L L L L L L
− − − − − − −
= + + + + + +
ГРП 1 1 5 5 4 4 10 10 8 8 7 8 9 7 1
П L L L L L L L L
− − − − − − − −
= + + + + + + +
ГРП 1 1 2 2 11 11 12 12 7 1 7
П L L L L L L
− − − − − −
= + + + + +
Рис. 6.2. Расчетная схема кольцевой газовой сети низкого давления
L
=620 м, L
2-3
м, L
7-8
Длины участков газопроводов, м: L
3-4
=310 м, L
=400 м, L
=200 м, L
8-9
=400 м, L
4-10
=420 м, L
7-12
=310 м, L
1-5
11-12
=500 м, L
ГРП-1
=25 м, L
=310 м, L
4-5
=700 м.
2-11
=400 м, L
1-2
=200 м, L
5-6
=400 м,
1-7
=310
8-10
Сеть выполнена в виде трех колец, площадь каждого кольца составляет:
FI=24,8 га; FII=24,8 га; F
Расчетный расход газа на сеть низкого давления составляет Q
=16,8 га.
III
Н.Д.
=3000 м3/ч.
р
Определим сосредоточенный часовой расход каждого кольца по формуле (5.1):
НД
Q
ч
⋅
F
∑
k(i,)
Q 24,8 1120,5
= ⋅ =
I
24,8 24,8 16,8
+ +
3000
Q 24,8 1120,5
3000
= ⋅ =
II
24,8 24,8 16,8
+ +
3
3
Q 16,8 759,04
3000
= ⋅ =
III
24,8 24,8 16,8
+ +
3
Определим периметры каждого кольца:
I
= 25+310+310+200+400+
+620+400=2265 м.
II
= 25+310+310+
+400+310+310+400+200=2265 м.
II
= 25+400+700+500+420+400=
=2445 м.
Определим удельные путевые расходы газа для каждого кольца газовой
сети по формуле (5.2):
32
i
i
Q
q = ,
П
м ч м
,
2265
= = ⋅
м ч м
,
2265
= = ⋅
м ч м
.
2445
= = ⋅
3
i
м ч м
⋅
м ч м,
= + + = + + = ⋅
м ч м ,
= + = + = ⋅
м ч м ,
= + = + = ⋅
м ч м,
= = ⋅
м ч м,
= = ⋅
м ч м ,
= = ⋅
м ч м,
= + = + = ⋅
м ч м ,
= + = + = ⋅
м ч м,
= = ⋅
м ч м,
= = ⋅
м ч м ,
= = ⋅
м ч м ,
= = ⋅
м ч м,
= = ⋅
м ч м,
= = ⋅
м ч м.
= = ⋅
i
q 0,495
I
q 0,495
II
q 0,31
III
1120,5
1120,5
759,04
3
3
3
Результаты расчета удобно представить в виде табл. 6.2.
Таблица 6.2
Распределение потребления газа по кольцам газовой сети
Показатель зоны
Qi,
м
/ч 1120,5 1120,5 759,04
П
, м 2265 2265 2445
3
qi,
I II III
0,495 0,495 0,31
Нумерация колец
Далее определяем удельные путевые расходы для каждого участка, которые равны сумме удельных путевых расходов зон, питаемых от данного участка.
q q q q 0,495 0,495 0,31 1,3
ГРП 1 I II III
−
q q q 0,495 0,31 0,805
1 2 I III
−
q q q 0,495 0,31 0,805
1 7 II III
−
q q 0,495
2 3 I
−
q q 0,495
3 4 I
−
q q 0,495
4 10 II
−
q q q 0,495 0,495 0,99
1 5 I II
−
q q q 0,495 0,495 0,99
4 5 I II
−
q q 0,495
5 6 I
−
q q 0,495
8 10 II
−
q q 0,495
7 8 II
−
q q 0,495
8 9 II
−
q q 0,31
7 12 III
−
q q 0,31
11 12 III
−
q q 0,31
2 11 III
−
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
33
П i rk
L ,
⋅
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч.
м ч м
⋅
П
уч.
3
м ч м
⋅
П
уч.
3
Далее определяем путевые расходы газа для каждого расчетного участка
по формуле (5.3):
уч.
Q =
Q 1,3 25 32,5
Q 0,805 400 322
Q 0,805 400 322
Q 0,495 620 306,9
Q 0,495 400 198
Q 0,495 400 198
Q 0,99 310 306,9
Q 0,99 310 306,9
Q 0,495 200 99
Q 0,495 310 153,45
Q 0,495 310 153,45
Q 0,495 200 99
Q 0,31 420 130,2
Q 0,31 500 155
Q 0,31 700 217
q
ГРП 1 3
−
= ⋅ =
П
1 2 3
−
= ⋅ =
П
1 7 3
−
= ⋅ =
П
2 3 3
−
= ⋅ =
П
3 4 3
−
= ⋅ =
П
4 10 3
−
= ⋅ =
П
1 5 3
−
= ⋅ =
П
4 5 3
−
= ⋅ =
П
5 6 3
−
= ⋅ =
П
8 10 3
−
= ⋅ =
П
7 8 3
−
= ⋅ =
П
8 9 3
−
= ⋅ =
П
7 12 3
−
= ⋅ =
П
11 12 3
−
= ⋅ =
П
2 11 3
−
= ⋅ =
П
Результаты расчета занесем в табл. 6.3.
Таблица 6.3
Путевые расходы участков распределительной сети
Показатель
участка
Lrk, м
q
уч.,
3
ГРП
-1 1-2 1-7 2-3 3-4 4-10 1-5 4-5
Нумерация участков
25 400 400 620 400 400 310 310
1,3 0,805 0,805 0,495 0,495 0,495 0,99 0,99
Q
,
м
Показатель
участка
Lrk, м
q
уч.,
3
Q
,
м
/ч 32,5 322 322 306,9 198 198 306,9 306,9
5-6 8-10 7-8 8-9 7-12 11-12 2-11
Нумерация участков
200 310 310 200 420 500 700
0,495 0,495 0,495 0,495 0,31 0,31 0,31
/ч 99 153,45 153,45 99 130,2 155 217
34
100% 1%.
∑
100 0,0099%
−
П
α Q
.
⋅
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч,
м ч.
(
)
Q 0,5 Q Q Q ,
(
)
Q 0,5 306,9 322 217
= ⋅ + + =
Q Q Q Q 0,
− − − =
Q Q Q Q 153,45 108,5
= + + = + +
Для проверки правильности вычислений используем формулу (5.4):
уч. НД
Q -Q
∑
П
Q
уч.
П
ч
⋅ ≤
3000,3 3000
⋅ =
. Условие выполнено, значит, расчет верный.
3000,3
Определим расчетные расходы участков, оканчивающихся конечными
узлами. Такие участки не имеют транзитного расхода газа, поэтому расчетный
расход газа можно определить по формуле (5.7):
Q =
р
К таким участкам относят:
2 3 2 3 3
− −
Q 0,5 Q 0,5 306,9 153,45
= ⋅ = ⋅ =
р П
3 4 3 4 3
− −
Q 0,5 Q 0,5 198 99
= ⋅ = ⋅ =
р П
4 10 4 10 3
− −
Q 0,5 Q 0,5 198 99
Q 0,5 Q 0,5 153,45 76,73
Q 0,5 Q 0,5 217 108,5
Q 0,5 Q 0,5 155 77,5
Q 0,5 Q 0,5 99 49,5
Q 0,5 Q 0,5 99 49,5
= ⋅ = ⋅ =
р П
10 8 10 8 3
− −
= ⋅ = ⋅ =
р П
2 11 2 11 3
− −
= ⋅ = ⋅ =
р П
12 11 12 11 3
− −
= ⋅ = ⋅ =
р П
8 9 8 9 3
− −
= ⋅ = ⋅ =
р П
5 6 5 6 3
− −
= ⋅ = ⋅ =
р П
Далее выбираем промежуточные узлы с одним неизвестным расчетным
расходом газа:
2 2 3 1 2 2 11
= ⋅ + +
узл. П П П
2
узл.
422,95м ч.
=
1 2 2 3 2 11 2
− − −
р р р узл.
1 2 2 3 2 11 2
− − −
р р р узл.
422,95 684,9м ч.
+ =
− − −
3
3
35
(
)
Q 0,5 Q Q ,
(
)
м ч.
Q Q Q 0,
− − =
Q Q Q 77,5 142,6
= + = + =
(
)
Q 0,5 Q Q Q ,
(
)
Q 0,5 153,45 99 153,45
= ⋅ + + =
Q Q Q Q 0,
− − − =
р р р узл.
Q Q Q Q ,
м ч.
(
)
Q 0,5 Q Q Q ,
(
)
Q 0,5 153,45 322 130,2
= ⋅ + + =
Q Q Q Q 0,
− − − =
р р р узл.
Q Q Q Q ,
м ч.
(
)
Q 0,5 Q Q Q ,
(
)
м ч.
Q Q Q Q 0,
− − − =
р р р узл.
Q Q Q Q ,
м ч.
12 12 11 7 12
= ⋅ +
узл. П П
12 3
Q 0,5 155 130,2 142,6
= ⋅ + =
узл.
7 12 12 11 12
− −
р р узл.
7 12 12 11 12
− −
р р узл.
220,1
=
3
м ч
− −
.
8 10 8 8 9 8 7
= ⋅ + +
узл. П П П
8
узл.
202,95
=
8 7 8 9 10 8 8
− − −
р р р узл.
8 7 8 9 10 8 8
− − −
8 7 3
−
Q 49,5 76,73 202,95 329,18
р
м ч
= + +
= + + =
− − −
3
.
7 8 7 1 7 7 12
= ⋅ + +
узл. П П П
7
узл.
302,8
=
1 7 8 7 7 12 7
− − −
р р р узл.
1 7 8 7 7 12 7
− − −
1 7 3
−
Q 329,18 220,1 302,8 852,11
р
3
м ч
= + +
= + + =
− − −
.
4 3 4 4 5 4 10
= ⋅ + +
узл. П П П
4 3
Q 0,5 198 306,9 198 351,45
= ⋅ + + =
узл.
4 5 3 4 4 10 4
− − −
р р р узл.
4 5 3 4 4 10 4
− − −
= + +
− − −
4 5 3
−
Q 99 99 351,45 549,45
= + + =
р
36
(
)
Q 0,5 Q Q Q ,
(
)
Q 0,5 306,9 306,9 99
= ⋅ + + =
Q Q Q Q 0,
− − − =
р р р узл.
Q Q Q Q ,
м ч.
(
)
Q 0,5 Q Q Q Q ,
(
)
Q 0,5 322 306,9 32,5 322
= ⋅ + + + =
Q Q Q Q Q 0,
− − − − =
р р р р узл.
Q Q Q Q Q ,
Q 684,9 852,71 955,35 491,7
= + + + =
100% 3%.
100 0,53
3000
−
р
Р
∆
р
Р
∆
P
R= ,
L
∆
∑
5 1 5 4 5 5 6
= ⋅ + +
узл. П П П
5
узл.
356,4
=
1 5 4 5 5 6 5
− − −
р р р узл.
1 5 4 5 5 6 5
− − −
1 5 3
−
Q 549,45 49,5 356,4 955,35
р
м ч
= + +
= + + =
− − −
3
.
1 1 2 1 5 Г Р П 1 1 7
= ⋅ + + +
уз л . П П П П
1
узл.
491,7
=
ГРП 1 1 2 1 7 1 5 1
р р р р узл.
ГРП 1 1 2 1 7 1 5 1
ГРП 1
р
2984,1
=
3
м ч
− − − −
− − − −
= + + +
−
3
м ч
− − − −
.
.
Далее выполняем проверку правильности расчетов по формуле (5.9):
НД ГРП 1
Q -Q
р р
Q
НД
р
−
⋅ ≤ ±
3000 2984,1
⋅ =
≤ 3%. Расчет выполнен верно.
Определяем гидравлические потери давления на участках газовой сети, зная,
что
=1080 Па. Исходя из этого, можем распределить
среди расчетных
участков сети по методу средних гидравлических уклонов.
Выбираем любое направление движения газа (от узла питания до точки
схода потоков газа) по полукольцам и вычисляем средний гидравлический уклон.
Выбираем I кольцо. Для него гидравлические уклоны по формуле (6.2)
равны:
р
37
Па м
,
∆
Па м
,
∆ − ⋅
(
)
(
)
Па м.
(
)
(
)
1080 1,033 25 1,034 310 1,034 310
= = =
(
)
Па м,
(
)
(
)
1080 1,033 25 1,034 400 1,034 310
= = =
(
)
(
)
Па м,
(
)
(
)
1080 1,033 25 1,034 400
= = =
р р
Р R L ,
= ⋅
Р 1,033 25 25,83Па,
∆ = ⋅ =
Р 1,033 400 413,2Па,
∆ = ⋅ =
Р 1,033 620 640,46Па,
∆ = ⋅ =
Р 1,034 400 413,6Па,
∆ = ⋅ =
Р 1,034 400 413,6Па,
∆ = ⋅ =
Р 1,033 400 413,2Па,
∆ = ⋅ =
Р
R 1,033
ГРП
= = =
1 2 3
− − −
L L L 25 400 620
ГРП
− − −
р
+ + + +
1 1 2 2 3
1080
Р
R L
R 1,034
ГРП
1 5 4 3
− − − −
R 3,67
ГРП 1 5 6
= = =
− − −
р извет.извест
= = =
L L L 310 310 400
+ + + +
1 5 4 5 4 3
− − −
Р R L
∆ − ⋅
р извет. извест.
L 200
5 6
−
1080 1,033 25
.
− ⋅
1080 1,033 25 1,034 310
− ⋅ + ⋅
Выбираем II кольцо. Для него гидравлические уклоны равны:
Р R L
∆ − ⋅
R
ГРП 1 5 4 10
− − − −
1,033Па м,
=
R 1,034
ГРП 1 7 8 10
− − − −
р извет. извест.
L 400
4 10
−
Р R L
∆ − ⋅
р извет. извест.
= = =
L L L 400 310 310
+ + + +
1 7 7 8 8 10
− − −
1080 1,033 25
− ⋅ + ⋅ + ⋅
− ⋅
Р R L
R
ГРП 1 7 8 9
− − − −
1,6Па м.
=
∆ − ⋅
р извет. извест.
L 200
8 9
−
− ⋅ + ⋅ + ⋅
Выбираем III кольцо. Для него гидравлические уклоны равны:
Р R L
∆ − ⋅
R 0,92
ГРП 1 2 11
− − −
R
ГРП 1 7 12 11
− − − −
0,696Па м.
=
р извет. извест.
= = =
L 700
2 11
−
Р R L
∆ − ⋅
р извет. извест.
L L 420 500
+ +
7 12 12 11
− −
1080 1,033 25 1,033 400
− ⋅ + ⋅
− ⋅ + ⋅
Определим потери давления по каждому участку по формуле (6.4):
ГРП 1
1 2
−
2 3
−
1 7
−
3 4
−
4 10
−
−
38
Р 1,034 310 320,54Па,
∆ = ⋅ =
Р 1,034 310 320,54Па,
∆ = ⋅ =
Р 3,67 200 734Па,
∆ = ⋅ =
Р 1,034 310 320,54Па,
∆ = ⋅ =
Р 1,034 310 320,54Па,
∆ = ⋅ =
Р 1,6 200 320Па,
∆ = ⋅ =
Р 0,696 420 292,32Па,
∆ = ⋅ =
Р 0,696 500 348Па,
∆ = ⋅ =
Р 0,92 700 644Па.
∆ = ⋅ =
р
Р
∑
р р
Р Р
= ∆
∑ ∑
Р Р Р 25,825 413,2 640,46 1079,5Па.
∆ + ∆ + ∆ = + + =
100 1%,
∑
100 0,046% 1%.
1080
−
Р Р Р Р 25,825 320,54 320,54 413,6 1080,5Па.
∆ + ∆ + ∆ + ∆ = + + + =
100 0,046% 1%.
1080
−
Р Р Р 25,825 320,54 734 1080,4Па.
∆ + ∆ + ∆ = + + =
100 0,037% 1%.
1080
−
Р Р Р Р 25,825 320,54 320,54 413,2 1080,11Па.
∆ + ∆ + ∆ + ∆ = + + + =
100 0,01% 1%.
1080
−
Р Р Р Р 25,825 413,6 320,54 320,54 1080,5Па.
∆ + ∆ + ∆ + ∆ = + + + =
100 0,046% 1%.
1080
−
1 5
−
4 5
−
5 6
−
8 10
−
7 8
−
8 9
−
7 12
−
11 12
−
2 11
−
Для проверки расчётов вычисляется сумма
по всем направлениям
от узлов питания до конечных узлов (точки сходов потоков газа).
Суммы должны быть
.
Выбираем первое направление в кольце I:
ГРП 1 1 2 2 3
− − −
Процент невязки определяем по формуле (6.5):
Р - P
∆
р р
P
∆
⋅ ≤
р
1079,5 1080
⋅ = − ≤ Условие выполнено.
Выбираем второе направление в кольце I:
ГРП 1 1 5 5 4 4 3
− − − −
Определим процент невязки по формуле (6.5):
1080,5 1080
⋅ = ≤ Условие выполнено.
Выбираем третье направление в кольце I:
ГРП 1 1 5 5 6
− − −
Определим процент невязки по формуле (6.5):
1080,4 1080
⋅ = ≤ Условие выполнено.
Выбираем первое направление в кольце II:
ГРП 1 1 5 5 4 4 10
− − − −
1080,11 1080
⋅ = ≤ Условие выполнено.
Выбираем второе направление в кольце II:
ГРП 1 1 7 7 8 8 10
− − − −
1080,5 1080
⋅ = ≤ Условие выполнено.
39
Р Р Р Р 25,825 413,6 320,54 320 1079,7Па.
∆ + ∆ + ∆ + ∆ = + + + =
100 0,03% 1%.
1080
−
Р Р Р 25,825 413,2 644 1083,03Па.
∆ + ∆ + ∆ = + + =
100 0,28% 1%.
1080
−
Р Р Р Р 25,825 413,6 292,32 348 1079,75Па.
∆ + ∆ + ∆ + ∆ = + + + =
100 0,023% 1%.
1080
−
Исправленный
ния Р
р
, Па
Выбираем третье направление в кольце II:
ГРП 1 1 7 7 8 8 9
− − − −
1079,7 1080
⋅ = − ≤ Условие выполнено.
Выбираем первое направление в кольце III:
ГРП 1 1 2 2 11
− − −
1083,03 1080
⋅ = ≤ Условие выполнено.
Выбираем второе направление в кольце III:
ГРП 1 1 7 7 12 12 11
− − − −
1079,75 1080
⋅ = − ≤ Условие выполнено.
Результаты расчета занесем в табл. 6.4.
Таблица 6.4
Результаты гидравлического расчета газовой сети низкого давления
, м
р
№ участка
Длина расчетного участка L
/ч.
3
, м
Расчетный расход газа Q
р
s), мм
н*
, Па
р
, Па/м
ф
R
Диаметр участка (d
Перепад давления Р
Гидравлический уклон R, Па/м.
Фактический гидравлический уклон
Результат гидравлической увязки
колец
, Па
ф
стка Р
s),
н*
мм
№ кольца
диаметр (d
Фактический перепад давления уча-
Исправленный
перепад давле-
% окончатель-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ГРП-1 25 2984,1 1,033 426*9 25,825 0,75 18,75 I,II,III 3,02;6,2;2,8
1-2 400 684,9 1,033
1-7 400 852,1 1,034
2-3 620 153,5 1,033 133*4 640,46 1,0 620 I 3,02
3-4 400 99 1,034 133*4 413,6 0,5 200 I 3,02
4-10 400 99 1,033
1-5 310 955,4 1,034
4-5 310 549,5 1,034
5-6 200 49,5 3,67 75*4 734 3,3 660 I 3,02
8-10 310 76,7 1,034
7-8 310 329,2 1,034 219*6 320,54 0,42 130,2 II 6,2
8-9 200 49,5 1,6 75*4 320 3,3 660 II 6,2
7-12 420 220,1 0,696
11-12 500 77,5 0,696
2-11 700 108,5 0,92
273*7
273*7
133*4
273*7
273*7
106*4
219*6
133*4
133*4
413,2 0,5
413,6 0,7
413,2 0,5
320,54 0,85
320,54 0,3
320,54 0,78
292,3 0,15
348 0,27
644 0,5
200
280
200
263,5
93
241,8
63
135
350
219*6 560 I,III 3,02;2,8
219*6 920 II,III 6,2;2,8
114*4 440 II 6,2
219*6 883,5 I,II 3,02;6,2
219*6 322,4 I,II 3,02;6,2
89*3 682 II 6,2
159*4 336 III 2,8
114*4 400 III 2,8
114*4 1050 III 2,8
к.
кольца δР
ной невязки
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]