8. Выбор схемы газоснабжения города

Для выбора схемы газоснабжения используют данные, полученные ранее:

1. Количество жителей – 57380 человек;

2. Расход газа равномерно распределенными потребителями – 3709,6 м³/ч;

3. Сосредоточенными потребителями – 2430,25 м³/ч;

При численности населения до 100000 человек и сравнительно небольшой плотности

нагрузки, принимаем двухступенчатую систему газоснабжения, с давлением в первой ступени 0,3МПа, во второй – 3 кПа.

Запроектируем кольцевую магистраль среднего давления. Такая сеть довольно надежна. Трассу кольца выбираем так, чтобы уменьшить общую длину сети среднего давления. Газопроводы прокладываются по улицам. Всех сосредоточенных потребителей и сетевые ГРП присоединяем к сети среднего давления. Так как потребность в газе относительно невелика, принимаем одну газораспределительную станцию (ГРС). В место сооружения ГРС со стороны подхода магистрального газопровода на окраине города, на расстоянии не мнее 300м от ближайшей застройки.

9. Гидравлический расчет кольцевой сети среднего давления для трех режимов эксплуатации сети.

Необходимо рассчитать кольцевую систему газоснабжения среднего давления. Расчетные расходы газа Vi, м³/ч, нумерация участков и их длины L, км, показаны на схемах (рис.1,2,3).

1. Давление газа после ГРС Рн = 0,4 МПа (абс.). Перед конечным потребителем 0,2-0,25МПа.

2. Составим расчетную схему сети. На схеме покажем газопроводы среднего давления, ГРС, ГРП и всех потребителей среднего давления.

3. Номеруем на расчетной схеме все узлы кольца и проставляем длины участков сети.

Расчет кольцевой сети среднего давления производим при трех режимах работы:

1. аварийный режим I, при котором считаем, что поврежден и выключен участок 1-11 и газ движется по часовой стрелке;

2. аварийный режим II, при котором считаем, что поврежден и отключен участок 1-2 и газ движется по кольцу, против часовой стрелки;

3. нормальный режим, в которой часть потребителей питаются по одной половине кольца, вторая – по другой, а участок 7-8 является перемычкой.

Значения коэффициентов обеспеченности Коб при аварийной ситуации приведены в табл. 9.1 .

Табл. 9.1

Наименование потребителей	Коб	Принятые Коб	Расход газа Vр,м3/ч	Расход газа при аварийном режиме Vр, м3/ч
ГРП1	0,7…0,75	0,8	1031,2	825
ГРП2	0,8…0,85	0,8	1366,8	1093,4
ГРП3	0,6…0,7	0,8	1311,6	1049,3
ХЗ	0,8…0,85	0,7	333,3	233,3
ПП	0,7…0,75	0,7	6300	4410
БПК	0,7…0,9	0,6	1226,9	736
Б	0,8…0,85	0,85	870,05	739,5
КК	0,7	0,7	136,2	95,3
РК1	0,85	0,7	7105,7	4974
РК2	0,7…0,75	0,7	5394,5	3776,2
			Всего:	17932

Расчет аварийного режима I производим в следующем порядке:

Составляем расчетную схему кольца при аварийном режиме I. Определяем и строим на схеме расчетные расходы газа по участкам сети. Расчет начинаем с конца кольца.

Расчетные расходы определяем по сумме произведений расходов на соответствующие коэфициенты обеспеченности.

, (9.1)

где V_i – расход газа i-м потребителем;

К_обi – коэффициент обеспеченности i-го потребителя.

Предварительный выбор диаметров кольцевой сети производим по расчетному (эквивалентному по создаваемой потере давления) расходу газа:

, (9.2)

и среднеквадратичному перепаду давления А, (МПа)²/км, для рассматриваемого направления газового потока:

, (МПа)²/км (9.3)

р_н, р_к – начальное и конечное давления в сети, МПа;

l_k – длина кольца, м.

В аварийном режиме 1 газ к потребителям поступает по направлению ГРС-1-2-...-11-ПП. Отключен участок 1-11.Общая протяженность газопроводов этого направления ∑L=4,83 км.

V_P^э=10580 м³/ч.

Давление газа перед наиболее удаленным от ГРС потребителем в аварийных режимах принимают Р_к = (0,2...0,25) МПа. Примем Р_к = 0,25 МПа. Потери давления в местных сопротивлениях учитываем путем увеличения фактической длины расчетных участков газопроводов на 10%

(МПа)²/км.

Линии расхода V_p^э = 10580 м³/ч и среднеквадратичного перепада давления А=0,018(МПа)²/км пересекаются в точке , лежащей между диаметрами газопроводов 325х8 мм и 273х7 мм, прил.5.

Такие диаметры участков газопроводов кольцевой сети назначаем, выполняя гидравлический расчет; при этом больший (325х8) принимаем на участках кольца, ближайших к ГРС.

Расчет системы сводим в табл.9.2, в соответствующие графы которой записываем номера участков, фактические и расчетные длины участков, расходы газа.

По номограмме для принятого диаметра и известного расхода находим действительные значения среднеквадратичного перепада давления на 1 км газопровода (графа 6), а затем рассчитываем перепад давления для известной расчетной длины участка (графа 8). Давление газа в начале участка задано - Р_н = 0,4 МПа, давление газа в конце участка, т.е. в точке 1, определяем по формуле:

. (9.4)

Полученное давление Рк на участке ГРС-1 является начальным для последующего участка 1-2, давление в конце участка 1-2 является начальным Р_н для участка 2-3 и т.д. Последним участком в рассматриваемом аварийном режиме является участок 11-ПП, диаметр которого принят 133х4. Диаметры ответвлений принимают меньше диаметров участков кольцевой сети. Расчет в аварийном режиме 1 следует считать правильным, если использован располагаемый перепад давления и величина давления в конце участка 11-ПП будет равна принятой Р_к = 0,25 МПа. Допустимая невязка ± 10%.

Аналогичным образом выполняется расчет газопроводов для аварийного режима II с направлением газового потока ГРС-1-11-...-3-2-ГРП3 (отключен участок 1-2).

Для каждого аварийного режима составляется расчетная схема газопроводов, которые приведены далее.

Расчет сети при нормальном (расчетном) режиме ее работы сводится к следующему:

1) выбираем расчетные направления потоков газа от ГРС к потребителям, из условия подачи газа к каждому из них по кратчайшему пути; составляем расчетную схему;

2) принимаем диаметры газопроводов по участкам - наибольшие из двух вариантов выполненных расчетов сети для аварийных режимов;

3) для расчетных расходов газа и принятых диаметров газопроводов определяем потери давления на участках расчетных направлений (по полукольцам) и величины давления газа в точках врезки ответвлений

В данном случае одно расчетное направление принято ГРС-1-2-3-4-5-6-7-РК1, другое ГРС-1-11-10-9-8-ХЗ. Участок 7-8 рассматриваем как резервирующую перемычку.

Гидравлический расчет газопровода среднего давления сводим в таблицу 9.2