Sedak

Годовые расходы теплоты на технологические нужды различных промышленных и сельскохозяйственных предприятий следует определять по данным использования топлива технологическим оборудованием с учетом его КПД.

Для определения максимальных часовых расходов газа, исходя из годовых норм потребления для населенных пунктов, необходимо использовать значения коэффициентов часового максимума расхода газа (Кmax), зависящего от числа жителей, снабжаемых газом (без учета отопления) и для ряда различных потребителей, имеющих свою производственную специфику (с учетом отопления и вентиляции).

Согласно проведенным расчетам расходов газа для разных категорий потребителей с учетом рекомендаций по их подключению к газовым сетям, расчетный расход газа составил 1300 нм3/ч.

При гидравлическом расчете газопроводов определяются такие гидравлические режимы их работы, которые позволяют обеспечить условия наиболее экономичной и надежной эксплуатации системы газоснабжения при максимально допустимых потерях давления газа. Кроме того, расчетные режимы работы газопроводов должны обеспечивать устойчивую работу газорегуляторного оборудования (ГРП и ГРУ), а также работу горелок потребителей в допустимых диапазонах давления газа.

В результате гидравлического расчета должны быть определены внутренние диаметры газопроводов, которые необходимо определять из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа. При этом расчетные потери давления в газопроводах высокого и среднего давлений принимаются в пределах принятых для газопроводов категорий давления. В газопроводах же низкого давления расчетные суммарные потери давления газа (от источника газоснабжения до наиболее удаленного прибора) принимаются не более 180 даПа. в том числе в распределительных газопроводах 120 даПа, газопроводах-вводах и внутренних газопроводах - 60 даПа.

Значение расчетных потерь давления газа при проектировании газопроводов всех давлений для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых предприятий и организаций коммунально-бытового обслуживания принимаются в зависимости от давления газа в месте подключения с учетом технических характеристик принимаемого к установке газового оборудования,

201

устройств автоматики безопасности и автоматики регулирования технологического режима тепловых агрегатов.

Падение давления в газопроводах низкого давления определяется в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса по формуле (1.4), см. гл. 1 п. 1.6.

В зависимости от значения Rе падение давления в газопроводах определяется по следующим формулам:

- для ламинарного режима движения газа Rе ≤ 2000

- для критического режима движения газа Rе = 2000 - 4000

- для турбулентного режима движения газа при Rе > 4000

где Н- падение давления, Па; ρ - плотность газа, кг/м3 при температуре 00С и давлении 0,10332 МПа;

l - расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м;

n - эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки труб, см (для стальных труб n = 0,01; для полиэтиленовых труб n = 0,002);

Q0, d, ν - те же, что и в формуле (1.4).

Расчетный расход газа на участках распределительных наружных газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа, следует определять как сумму транзитного и 0,5 путевого расходов газа на данном участке.

Гидравлический расчет газопроводов среднего и высокого давлений во всей области турбулентного режима движения газа производится по формуле:

где Р1 - абсолютное давление газа в начале газопровода, МПа; Р2 - то же в конце газопровода, МПа;

l, n, d, ν, ρ, Q0 - обозначения те же, что и в формуле (А.3).

202

Падение давления от местных сопротивлений (колена, тройники, запорная арматура и др.) допускается учитывать путем увеличения расчетной длины газопроводов на 5-10 %, т.е.

где lф - фактическая длина газопровода, м

При расчете газопроводов низкого давления учитывается гидростатический напор Нg, даПа, определяемый по формуле:

Hg = ± 9,81· h · (ρa - ρ), (А.8)

где h - разность абсолютных отметок начальных и конечных участков газопровода, м;

ρa - плотность воздуха, кг/м3, при температуре 00С и давлении 0,10332 МПа; ρ - то же, что в формуле (А.5).

При выполнении гидравлических расчетов газопроводов необходимо принимать следующие скорости движения газа в трубах:

–для газопроводов низкого давления - не более 7 м/с;

–для газопроводов среднего давления – не более 15 м/с;

–для газопроводов высокого давления – не более 25 м/с.

Вгидравлических расчетах, проводимых по формулам (А.3) – (А.6), исходный диаметр газопровода определяется в соответствии с выражением:

где d - диаметр газопровода, см;

Q0 - расход газа, м3/ч, при температуре 0 0С и давлении 0,10332 МПа; t - температура газа, °С;

Рср - среднее абсолютное давление газа на расчетном участке, МПа; V - скорость движения газа, м/с.

Проектом газоснабжения поселка предусмотрено использование ГРП блочного типа (ГРПБ); структура сети – разветвленная, одноступенчатая; материал газопроводов – полиэтилен ПЭ-80 SDR-11.

Результаты гидравлического расчета трубопроводов поселка, проведенного по вышеприведенной методике, сведены в таблицу А.1, генеральный план поселка приведен на рис. А.1, а расчетная схема - на рис. А.2.

203

Рис. А.2 – Расчетная схема газопроводов низкого давления поселка

205

Таблица А.1 - Гидравлический расчет газопроводов низкого давления

206

Исходя из проделанных расчетов и номенклатуры выпускаемых полиэтиленовых трубопроводов, которая приведена в табл. А.2. определяем фактические диаметры газопроводов для расчетных участков. С учетом запаса прочности выбираем трубы SDR – 11 ПЭ 80.

В результате гидравлического расчета определены внутренние диаметры газопроводов, которые рассчитываются из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа. При этом в газопроводах низкого давления расчетные суммарные потери давления газа в распределительных газопроводах составляют не более 120 даПа, что соответствует ДБН В.2.5-20-2001.

Гидравлический расчет системы газоснабжения является основой для выполнения рабочего проекта газификации.

207

Приложение Б: Исследование характеристик газовой сети низкого давления как объекта управления

При исследовании любого объекта управления необходимо учитывать его состояние, характеризуется совокупностью переменных величин, называемых параметрами состояния. Они зависят от воздействия на объект как внешней среды и управляющих устройств, так и процессов, протекающих внутри самого объекта. Одни из этих величин измеряются в процессе функционирования объекта и называются контролируемыми. Другие, влияющие на режимы объекта, не измеряются и называются неконтролируемыми. Контролируемые переменные, характеризующие состояние объекта, по которым ведется управление, называются управляемыми (регулируемыми) переменными. Их также называют выходными переменными. Величины, выражающие внешние влияния на объект, называются воздействиями. Воздействия на объект, не зависящие от системы управления, называются возмущениями, которые разделяются на два вида: нагрузка и помехи. Под нагрузкой понимают внешнее воздействие на управляемый объект, являющееся причиной изменения режима работы объекта и не зависящее от управляющего устройства (изменение количества потребителей газа является нагрузкой для газораспределительного пункта). Помехи - это внешние воздействия на отдельные элементы управляющего устройства или объект управления, не содержащие необходимую для управления информацию.

При исследовании систем газоснабжения, подлежащих управлению, необходимо учитывать такие их свойства, как устойчивость, аккумулирующая способность, инерционность, наличие запаздывания и астатизма, зависимость управляемых величин от геометрических координат объекта.

Для исследования функционирования объекта необходимо произвести комплексное исследование его статических и динамических характеристик, получаемых как экспериментально, так и на основе математического моделирования.

1. Математическая модель газовой сети

Любую газовую сеть можно рассматривать с точки зрения газодинамического объекта. В данном случае математическая модель динамики сети может быть получено из уравнения газового состояния:

где V - физический объем сети, м3;

P,Θ – абсолютные давление и температура газа, соответственно;

208

210