Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Расчет газовых сетей населенных пунктов. Учебно-методическое пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
1 Мб
Скачать
(
)
стандарт.
d s ,
×
δ
P = 100 % ±10 %
ф
к
Р
()(
)
= ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ − ∆ + ∆ + ∆ =
δP = 100 = 38,6 % ±10 %.
()(
)
= ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ − ∆ + ∆ + ∆ =
По номограмме выбираем два ближайших стандартных диаметра трубо­проводов и заносим в табл. 6.5.
Таблица 6.5
Выбор оптимального диаметра газопровода на расчетном участке
№ расчетного
участка
ГРП-1 426*9 325*8 0,75 2,9
1-2 273*7 219*6 0,5 1,4 1-7 273*7 219*6 0,7 2,3 2-3 133*4 114*4 1,0 2,5 3-4 133*4 114*4 0,5 1,1
4-10 133*4 114*4 0,5 1,1
1-5 273*7 219*6 0,85 2,85 4-5 273*7 219*6 0,3 1,04 5-6 75*4 60*3 3,3 8
8-10 106*4 89*3 0,78 2,2
7-8 219*6 159*4 0,42 2,15 8-9 75*4 60*3 3,3 8
7-12 219*6 159*4 0,15 0,8
11-12 133*4 114*4 0,27 0,8
2-11 133*4 114*4 0,5 1,5
левый
н
мм
правый
левый
Rф, Па/м
правый
Для заполнения колонки 12 табл.6.4 необходимо выполнить гидравличе­скую увязку сети, которая заключается в проверке II закона Кирхгофа. Для это­го используем формулу (6.7):
ф
Р
к
к
0,5
Р
ф
Определим
путем вычитания из первого направления второе направ-
ление I кольца.
ф ф ф ф ф ф ф ф ф
Р Р Р Р Р Р Р Р Р
кI ГРП 1 1 5 5 6 5 4 4 3 ГРП 1 1 2 2 3
18,75 263,5 660 93 200 18,75 200 620 396,5Па,
= + + + + + + =
( ) ( )
I
к
0,5 18,75 263,5 660 93 200 200 620
396,5
( )
+ + + + + +
Условие невязки не выполнено, значит, необходима корректировка диа-
метров газопроводов. На расчетном участке 1-2 меняем размер диаметра на другой ближайший стандартный. Тогда имеем:
ф ф ф ф ф ф ф ф ф
Р Р Р Р Р Р Р Р Р
кI ГРП 1 1 5 5 6 5 4 4 3 ГРП 1 1 2 2 3
18,75 263,5 660 93 200 18,75 560 620 36,5Па,
= + + + + + + =
( ) ( )
41
δP = 100 = 3,02 % ±10 %.
ф
к
Р
Р ) 18,75 280 130,2 660 241,8 18,75 263,5 93 200
= ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ − ∆ + ∆ + ∆ +
+∆ = + + + + + + + =
δP = 100 =
()(
)
= ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ − ∆ + ∆ + ∆ + ∆ =
δP = 100 =
ф
к
Р
()(
)
= ∆ + ∆ + ∆ − ∆ + ∆ + ∆ + ∆ =
δP = 100 = 61,4 % ±10 %.
I
к
0,5 18,75 263,5 660 93 200 560 6
( )
+ + + + + +
36,205
Процент невязки не превышает 10 %, значит, расчет выполнен верно и не
требует дальнейшей корректировки. Выполняем аналогичный расчет для II кольца.
Определим
путем вычитания из первого направления второе направ-
ление II кольца.
ф ф ф ф ф ф ф ф ф
Р ( Р Р Р Р Р ) ( Р Р Р
кII ГРП 1 1 7 7 8 8 9 8 10 ГРП 1 1 5 5 4
ф
4 10
755,5Па,
=
II
к
0,5 18,75 280 130,2 660 241,8 263,5 93 2
= 80,1 % ±10 %.
( ) ( )
755,5
( )
+ + + + + + +
00
Условие невязки не выполнено, значит, необходима корректировка диа­метров газопроводов. На расчетных участках 8-10, 1-5, 5-4, 4-10 меняем размер диаметра на
другой ближайший стандартный. Тогда имеем:
ф ф ф ф ф ф ф ф ф ф
Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р
кII ГРП 1 1 7 7 8 8 9 8 10 ГРП 1 1 5 5 4 4 10
18,75 280 130,2 660 682 18,75 883,5 322,4 440 106,3Па,
= + + + + + + + =
( ) ( )
II
к
0,5 18,75 280 130,2 660 682 883,5 322,4
( )
= 6,2 % ±10 %.
+ + + + + + +
106,3
440
Процент невязки не превышает 10 %, значит, расчет выполнен верно и не требует дальнейшей корректировки.
Определим
путем вычитания из первого направления второе направ-
ление III кольца.
ф ф ф ф ф ф ф ф
Р Р Р Р Р Р Р Р
кIII ГРП 1 1 2 2 11 ГРП 1 1 7 7 12 12 11
18,75 560 350 18,75 280 63 135 432Па,
= + + + + + =
( ) ( )
III
к
0,5 18,75 560 350 280 63 135
432
( )
+ + + + +
Условие невязки не выполнено, значит, необходима корректировка диа­метров газопроводов. На расчетных участках 2-11, 1-7, 7-12, 12-11 меняем размер диаметра на другой ближайший стандартный. Тогда имеем:
42
()(
)
= ∆ + ∆ + ∆ − ∆ + ∆ + ∆ + ∆ =
δP = 100 = 2,8 % ±10 %.
м
q 0,454 .
м ч
ф ф ф ф ф ф ф ф
Р Р Р Р Р Р Р Р
кIII ГРП 1 1 2 2 11 ГРП 1 1 7 7 12 12 11
18,75 560 1050 18,75 920 336 400 46Па,
= + + + + + = −
( ) ( )
III
к
0,5 18,75 560 1050 920 336 4400
( )
+ + +
6
+ +
Процент невязки не превышает 10 %, значит, расчет выполнен верно и не требует дальнейшей корректировки.
6.3. Пример гидравлического расчета тупиковой газовой сети низкого давления
7
5 2 1
4 3
6
ШРП
Рис. 6.3. Расчетная схема тупиковой сети низкого давления от ШРП
Расчетный расход газа на тупиковую сеть низкого давления составляет
Q равны: l
=583 м3/ч по ранее выполненному расчету. Длины расчетных участков
шрп
=240 м, l
1-2
=150 м, l
2-3
=280 м, l
3-4
=290 м, l
2-5
=150 м, l
3-6
=160 м.
2-7
Определим удельный путевой расход газа по формуле
Q
шрп
583
= =
l 1270
3
Определим путевые расходы газа на расчетных участках:
п
Q
=0,454·240=108,96 м3/ч; Q
1-2
п
Q
=0,454·280=127,12 м3/ч; Q
3-4
п
Q
=0,454·290=131,66 м3/ч; Q
2-5
п
=0,454·150=68,1 м3/ч;
2-3
п
=0,454·150=68,1 м3/ч;
3-6
п
=0,454·160=72,64 м3/ч.
2-7
Определим транзитные расходы газа на расчетных участках:
Q Q Q Q
тр
тр
тр
тр
3-6 2-3 2-5
1-2
= Q = Q = Q
= Q
тр
тр
п
тр
3-4
3-6
2-7
2-3
=0 м3/ч;
п
+Q
=68,1+127,12=195,22 м3/ч;
3-4
=0 м3/ч;
п
+Q
2-3
+ Q
п
2-5
+ Q
п
=195,22+68,1+131,66+72,64=467,7 м3/ч.
2-7
43
100 1 %.
583
Па
R 1,61 ,
м
Па
R 3,01 ,
м
Па
R 2,39 ,
м
Па
R 4,34 .
м
Определим расчетные расходы газа на участках, не имеющих транзитного газа:
Q
р
=0,5·68,1=34,05 м3/ч;
3-6
р
Q
=0,5·127,12=63,56 м3/ч;
3-4
р
Q
=0,5·131,66=65,83 м3/ч;
2-5
р
Q
=0,5·72,64=36,32 м3/ч.
2-7
Определим расчетный расход газа на остальных участках, имеющих
транзитный газ:
Q Q
р
2-3
р
1-2
= Q = Q
тр
тр
2-3 1-2
+0,5·Q +0,5·Q
п
=195,22+0,5·68,1=229,1 м3/ч;
2-3
п
=467,7+0,5·108,96=522,2 м3/ч.
1-2
Выполним проверку расчетов: Q
р
+Qуз= Q
1-2
=522,2+54,4=577,6 м3/ч;
шрп
583 577,6
δ = =
Условие выполнено, значит, расчет окончен. Определим величину гидравлического уклона по формуле
1 2 3 4
− − −
3 6
= = =
1080 R ·l R ·l 1080 1,61·240 1,61·150
= = =
2 5
=
= =
2 7
= = =
1080 1080
l l l 240 150 280
+ + + +
1 2 2 3 3 4
1 2 2 3
1080 R ·l 1080 1,61·240
l 290
1080 R ·l 1080 1,61·240
l 160
1 2 2 3
l 150
3 6
1 2
2 5
2 7
1 2
1 2
1 2
Определим потери давления на расчетных участках:
= R = R = R = R = R = R
1-2 2-3 3-4 3-6 2-5 2-7
·l
=1,61·240=386,4 Па;
1-2
·l
=1,61·150=241,5 Па;
2-3
·l
=1,61·280=450,8 Па;
3-4
·l
=3,01·150=451,5 Па;
3-6
·l
=2,39·290=693,1 Па;
2-5
·l
=4,34·160=694,4 Па.
2-7
∆Р ∆Р ∆Р ∆Р ∆Р ∆Р
1-2 2-3 3-4 3-6 2-5 2-7
Определим давления в конечных точках расчетных участков:
к
Р
=3000-386,4=2613,6 Па;
1-2
к
Р
=2613,6-241,5=2372,1 Па;
2-3
к
=2372,1-450,8=1921,3 Па;
Р
3-4
44
ф
ф
к
Р
=2372,1-451,5=1920,6 Па;
3-6
к
Р
=2613,6-693,1=1920,5 Па;
2-5
к
Р
=2613,6-694,4=1920,0 Па.
2-7
Определим фактические потери давления на расчётных участках:
ф
∆Р
1-2
ф
∆Р
2-3
ф
∆Р
3-4
ф
∆Р
3-6
ф
∆Р
2-5
ф
∆Р
2-7
= R = R = R = R = R = R
ф
1-2·l1-2
ф
2-3·l2-3
ф
3-4·l3-4
ф
3-6·l3-6
ф
2-5·l2-5
ф
2-7·l2-7
=1,3·240=312,0 Па; =0,75·150=112,5 Па; =1,7·280=476,0 Па; =5,2·150=780,0 Па; =2,3·290=667,0 Па; =5,3·160=848,0 Па.
Определим фактическое значение давлений в конечных точках участков:
к.ф
Р Р Р Р Р Р
=3000-312,0=2688,0 Па;
1-2
к.ф
=2592-112,5=2575,5 Па;
2-3
к.ф
=2524,5-476,0=2099,5 Па;
3-4
к.ф
=2524,5-780,0=1795,5 Па;
3-6
к.ф
=2592-667,0=2021,0 Па;
2-5
к.ф
=2592-848,0=1840,0 Па.
2-7
Полученные результаты сведены в табл. 6.6.
Таблица 6.6
Результаты гидравлического расчета тупиковой сети низкого давления
№ уч
l,
.
м
Qп,
3
м
Qтр,
3
м
Qp,
3
м
R,
Па/м
Rф,
Па/м
∆Р
,
∆Р
,
Р
,
Dн×S
(ст),
мм
к
Па
Па
Па
Dн×S
(пэ),
мм
1-2 240 108,9 467,7 522,2 1,61 1,3 386,4 312,0 2688,0 219×6 225 2-3 150 68,1 195,2 229,3 1,61 0,75 241,5 112,5 2575,5 159×4 160 3-4 280 127,1 0,0 63,56 1,61 1,7 450,8 476,0 2099,5 89×3 90 3-6 150 68,1 0,0 34,05 3,01 5,2 451,5 780,0 1795,5 57×3 63 2-5 290 131,7 0,0 65,83 2,39 2,3 693,1 667,0 2021,0 89×3 90
2-7 160 72,64 0,0 36,32 4,34 5,3 694,4 848,0 1840,0 57×3 63
6.4. Гидравлический расчет тупиковой сети высокого (среднего) давления
Расчет производят после составления схемы, которая вычерчивается в масштабе генерального плана района с указанием ответвлений к потребителям. Задачей является определение диаметров расчетных участков газопровода и от­ветвлений. Перед началом расчета должны быть известны давления газа (прил. 9) перед населенным пунктом, а также перед сосредоточенными потребителями, длины всех расчетных участков, включая ответвления к потребителям и рас­четные расходы газа.
Выбирают главное расчётное направление движения газа, которым явля­ется точка от узла питания до самого удалённого и нагруженного участка газо­провода.
45
rk
R ,
1,1 L
к ф rk
Р = Р -1,1 R L .
2 2
к
.=Р -Р
к
2 2
Р =(Р -Р
).
ф
к
Р
н
Р
к.ф н rk,ф
Р = Р - Р .
По выбранному направлению определяют средний гидравлический ук­лон, МПа2/м:
2 2
Р -Р
=
ф
н к
(6.8)
где Рн – абсолютное давление газа в начале расчетного участка, МПа;
Р
– абсолютное давление газа в конце расчетного участка, МПа.
к
Последовательно рассматривают каждый участок выбранного направле­ния и высчитывают давление в промежуточных точках по формуле
2
н
(6.9)
Определяют потери давления по расчетным участкам, МПа2:
Р
уч
(6.10)
н
После определения давлений при вычисленных расходах участков выби­рают диаметры трубопроводов с помощью номограммы для определения удельных потерь газопроводов среднего (высокого) давлений рассматриваемого участка, которая представлена на рис. П.8.2.
Ниже приведен порядок работы с номограммой. Схема работы показана на рис. 6.4.
1. По шкале давлений отмечаем точку (1), соответствующую потерям давления рассматриваемого участка. По шкале длин отмечаем точку (2), кото­рая соответствует расчетной длине участка. Проводим отрезок через точки (1, 2).
2. Пересечение этого отрезка с немой шкалой (I) есть точка (3), которую соединяем с точкой, соответствующей расчетному расходу газа на участке по шкале расходов и получаем точку (4).
3. Пересечение этой прямой со шкалой диаметров даёт точку (5), которая равна расчётному значению диаметра трубопровода. Данная величина округля­ется до ближайшего стандартного из сортамента на трубы, и получаем точку
(6). Величину полученного диаметра вносим в колонку 4, табл. 6.7.
4. Проводим проверочный расчёт, целью которого является уточнение
давлений в узлах при выбранных стандартных диаметрах труб, отличающихся от расчётных. Для этого проводим прямую через точку (4) по шкале расходов и точку по шкале стандартных диаметров (6) до пересечения с немой прямой (I) точка (7). Далее через точки (7,2) проводим прямую до пересечения со шкалой давления точка (8) и выписываем фактическое значение потерь давления участка.
Фrk, н
(6.11)
5. Пересчитываем значение предыдущего участка) величине
при неизменной (вычисленной из расчёта
по формуле
2
(6.12)
46
Расчетный
уч
.
Р
н
Р
к
Р
Подобный перерасчет производят для всех узлов газовой сети (исключая
узел питания), в том числе и для конечных узлов перед потребителями.
Если давление газа окажется за пределами допустимого, необходимо из-
менить величину ближайшего стандартного диаметра газопровода.
Рис. 6.4. Схема номограммы для определения удельных потерь давления
газопроводов среднего (высокого) давлений
Результаты расчёта заносят в табл. 6.7.
Таблица 6.7
Результаты гидравлического расчета тупиковой сети
среднего (высокого) давления
№ уча
-
Длина
стка
участка
1 2 3 4 5 6 7
расход
L
м
газа
м
Qp,
3
rk,
Стандарт
ный диа
метр участ
ка
-
-
dн×s, мм
Гидравличе
ские потери
-
давления уча
стка
МПа
-
Абсолютное
давление в
-
начале участ
ка
, МПа
2
-
конце участка
Абсолютное
давление в
, МПа
47
6.5. Пример гидравлического расчета тупиковой газовой сети среднего (высокого) давления
К сетям среднего и высокого давлений присоединяются промышленные предприятия, хлебозаводы, банно-прачечные комбинаты, котельные или тепло­электроцентрали, а также газорегуляторные пункты.
В качестве исходных данных для расчёта выступает схема, представлен­ная на рис. 6.5.
Рис. 6.5. Расчетная схема тупиковой газовой сети среднего давления
Длины участков газопроводов:
L
=300 м, L
1-2
L
=100 м, L
4-8
=250 м, L
2-3
=100 м.
4-9
=300 м, L
3-4
=200 м, L
2-5
=200 м, L
3-6
=200 м,
4-7
Расчетные расходы газа для каждого сосредоточенного потребителя равны:
Q
=395 м3/ч, Q
БПК
=8213 м3/ч, QХЗ=200 м3/ч, QПП=1540 м3/ч, Q
ТЭЦ
=6380 м3/ч.
ГРП
Величины абсолютного давления перед населенным пунктом и сосредо­точенными потребителями составляют:
Р
=1,2 МПа, Р5=0,4 МПа, Р6=0,6 МПа, Р7=0,3 МПа, Р8=0,28 МПа, Р9=0,25 МПа.
1
Далее определяем расчетный расход газа на участках:
Q
Q
Q
3-4 2-3 1-2
= Q = Q = Q
+ Q
ГРП
+ Q
3-4
+ QПП= 15188 + 1540 = 16728 м3/ч.
2-3
+ QХЗ= 6380 + 395 + 200 = 6975 м3/ч;
БПК
= 6975 + 8213 = 15188 м3/ч;
ТЭЦ
48
rk
R ,
1,1 L
1,1 L L L L 1,1 300 250 300 200
м
= = = =
к ф rk
Р = Р -1,1 R L ,
Р Р
1,1 R L 1,2 1,1 0,001169 300 1,026
МПа
,
Р Р
1,1 R L 1,026 1,1 0,001169 250 0,85
МПа
,
Р Р
1,1 R L 0,85 1,1 0,001169 300 0,58
МПа
.
2 2
к
,=Р -Р
2 2 2
МПа ,
2 2 2
МП
а ,
2 2
МП
а ,
2 2 2
а
,
2 2 2
МПа ,
2 2
МПа ,
2 2
МПа ,
2 2 2
МП
.
(
)
ф 2
мм; Р 0,41МПа ,
(
)
ф 2
мм; Р 0,33МПа ,
(
)
ф 2
мм; Р 0,26МПа ,
(
)
ф 2
мм; Р 0,009МПа ,
(
)
ф 2
мм; Р 0,25МПа ,
Далее выбираем главное направление от узла питания, которое является самым длинным и нагруженным. По этому направлению рассчитываем средний гидравлический уклон по формуле (6.8):
2 2
Р -Р
=
ф
R R
Ф 1 2 3 4 7
0,001169 .
=
н к
− − − −
МПа
2 2 2 2
Р Р 1,2 0,3
1 7
+ + + + + +
( )
1 2 2 3 3 4 4 7
2
( )
Последовательно рассматриваем каждый участок выбранного направле­ния и высчитываем давление в промежуточных точках по формуле (6.9):
2
н
2 2
= = =
2 1 1 2 1 2
2 2
= = =
3 2 2 3 2 3
2 2
= = =
4 3 3 4 3 4
Определяем потери давления по участкам по формуле (6.10):
Р
уч
Р -Р−= =
1 221 2
2 3 3
3 4 3 4
Р = -
= =
4 924 9
2 5 5
3 6 3 6
4 7 4 7
Р = -
= =
РаР
4 824 8
н
2
2 2
2
2 2
2
1,2 1,02Р = 6 0,39
2
1,026 0,85Р 0,33
Р
-−= =
22 2
0,85 0,58Р 0,27
Р
-−= = 0,58 0,25 0,274МПР
Р
2
-Р−= =
-Р−= =
-Р−= =
1,026 0,4Р 0,893
22 2
0,85 0,6Р 0,362
22 2
0,58 0,3Р 0,246
0,58 0,28 0,258
Определяем стандартный наружный диаметр трубопроводов по номо-
грамме на рис. П.8.2, которые равны:
d s 127 3
× = × =
Н 1 2
1 2
d s 127 3
× = × =
Н 2 3
d s 108 3
Н 3 4
2 3
× = × =
3 4
d s 57 3
× = × =
Н 4 9
d s 57 3
Н 2 5
4 9
× = × =
2 5
49
(
)
ф 2
мм; Р 0,3МПа ,
(
)
ф 2
мм; Р 0,35МПа ,
(
)
ф 2
мм; Р 0,003МПа .
к.ф н rk,ф
Р = Р - Р ,
Р = Р - Р 1,2 0,41 1,015МПа,
Р = Р - Р 1,015 0,33 0,837МПа,
Р = Р - Р 0,837 0,26 0,664МПа,
Р = Р - Р 1,015 0,25 0,883МПа,
Р = Р - Р 0,837 0,3 0,633МПа,
Р = Р - Р 0,664 0,35 0,301МПа,
Р = Р - Р 0,664 0,003 0,662МПа,
Р = Р - Р 0,664 0,009 0,657МПа.
d s 108 3
× = × =
Н 3 6
d s 89 3
Н 4 7
d s 57 3
Н 4 8
3 6
× = × =
4 7
× = × =
4 8
Вычисляем фактическое давление в узлах с учетом выбранных стандарт-
ных наружных диаметров по формуле (6.12):
2
2 2
2.ф 1 ф1 -2,
3.ф 2-3,ф
4.ф 3-4,ф
5.ф 2-5,ф
6.ф 3-6,ф
= =
2 2
= =
2.ф
2 2
= =
3.ф
2 2
= =
2.ф
2 2
= =
3.ф
2 2
= =
7.ф 4-7,ф
8 4. 4-8 фф.ф ,
9 4. 4-9 фф.ф ,
4.ф
2 2
= =
2 2
= =
Исходя из расчетов видим, что давление газа перед потребителями оказа-
зовой сети подобран верно.
7.
РАСЧЕТ ВНУТРИКВАРТАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА
Задачей расчета является подбор диаметров на отдельных участках внут­риквартального газопровода, трассировка которого производится в соответст­вии с планом жилого квартала (М1:2000), который представлен в прил. 11. Но­мер варианта определяют по двум последним цифрам зачетной книжки.
Перед расчетом необходимо определить характер и этажность застройки квартала, количество и мощность газовых приборов, устанавливаемых в каж­дом здании, которые определяют по прил. 11. Тип газовых приборов в таблице указан условными обозначениями:
ПГ-4 – плита газовая четырехкомфорочная;
ПГ-2 – плита газовая двухкомфорочная;
ВПГ-20-1-3-П – водоподогреватель проточный газовый, мощностью 20 кВт;
ВПГ-23-1-3-П - водоподогреватель проточный газовый, мощностью 23 кВт.
По этим данным определяют расчетные расходы газа Qp, м3/ч, по отдель­ным участкам внутриквартального газопровода, руководствуясь количеством и
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]