Исследование характеристик и расчёт газопроводов низкого давления

Общие положения

Диаметр газопровода низкого давления определяется гидравлическим расчётом из условия обеспечения нормального и экономичного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.

Давление газа на выходе из ГРП – начальное давление для газопровода - 3000 Паскалей (Па), что соответствует 300 декапаскалям (даПа) или 300 мм. водного столба.

Конечное давление в газопроводе, в самой удалённой точке, должно быть не менее 120 даПа (120 мм. водного столба).

Газопровод проектируется для посёлка, состоящего из индивидуальных жилых домов. В каждом доме устанавливаются:

- отопительный котёл типа АОГВ – 11,3 с расходом газа q_о= 1,24 м³/час;

- водогрейная колонка ВПГ – 8 с расходом газа q_в= 1,21 м³/час;

- четырёхконфорочная газовая плита ПГ-4 с расходом газа q_п= 1,25 м³/час.

Гидравлический расчёт выполняется по максимальным часовым расходам с учётом коэффициента одновременности К. Принимаем К=0,6.

Количество газа, потребляемое одним домом с учетом коэффициента одновременности определяется по формуле

q = (q_о+q_в+q_п )*K . (4.1)

Диаметры трубопроводов низкого давления принимаются из следующего числового ряда: 151 мм, 100 мм, 81 мм, 69 мм, 49 мм.

Характеристика стандартного природного газа, транспортируемого по газопроводу, по составу: метан ( CH₄ ) – 97,66 %, этан

0,7 %.

Число Воббе 10690 ккал/м³, теплота сгорания (низшая) 8060 ккал/м³.

Схема прокладки газопровода низкого давления приведена на рис.4.1

.

Рис.4.1

Расчёт количества потребителей газа определяется из условия, что потребители (индивидуальные жилые дома) подключаются к газопроводу

равномерно, через определенное, заданное расстояние.

Расчётный расход газа на i-том участке газопровода складывается из собственного среднего расхода и транзитного расхода газа к последующим участкам газопровода.

Q_i = Q_{i собств.ср.}+ Q_{j транз} (4.2)

где Q_{i собств.ср.}- собственный средний расход газа на участке газопровода,

k – общее количество участков газопровода,.

Q_{i собств.ср.}= q·n_i·0,5 (4.3)

где n_i – количество домов на i-том участке

n_i = , (4.4)

где l_i - расстояние между домами ( можно принять l_i = 15м)

Q_{j транз.} – транзитный расход газа через i-тый участке газопровода, который потребляется на j-том участке (лежащим далее)

Q_{j транз}= q·n_j (4.5)

где n_j – количество домов на j-том участке.

n_j = , (4.6)

где l_j – расстояние между домами на j-том участке ( можно принять l_j = l_i )

С помощью программы Excel или Pres-L выполняем на ЭВМ расчёт потерь давления на участках газопровода низкого давления.

Результаты расчётов оформляем в виде таблицы.

Таблица 4.1

№ участка	Расчётная длина участка, м	Расход газа, м3/час	Внутр. диаметр, см	Давление в начале участка, даПа	Давление в конце участка, даПа	Падение давления на уч., даПа

Расчёт потерь газа в газопроводах низкого давления

Расчётные потери давления газа в распределительных газопроводах низкого давления следует принимать не более 180 даПа (декапаскалей).

Падение давления в газопроводах низкого давления определяется в зависимости от режима движения газа характеризуемого числом Рейнольдса:

, (4.7)

где Q –расход газа, /ч при температуре 0 и давлении 0,10132 МПа (760 мм. рт.ст.),

d – внутренний диаметр газопровода, см,

- коэффициент кинематической вязкости газа, /с (при температуре 0 и давлении 0,10132 МПа).

В зависимости от значения падение давления в газопроводе низкого давления определяется по формулам:

- для ламинарного режима движения газа при ≤ 2000

, (4.8)

- для критического режима движения газа при =2000…4000

, (4.9)

- для турбулентного режима движения газа при > 4000

, (4.10)

где H – падение давления, Па,

- плотность газа, кг/ (при температуре 0 и давлении 0,10132 МПа),

l – расчётная длина газопровода постоянного диаметра, м,

n – эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, принимается равной: для стальных труб - 1 см; для полиэтиленовых труб - 2 см,

Q, d, - смотри формулу (4.6).

Расчётный расход газа на участках газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа (отбор газа потребителями), следует определять как сумму транзитного и половины путевого расходов газа на данном участке.

При расчёте газопроводов низкого давления следует учитывать гидростатический напор , определяемый по формуле

(4.11)

где g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²,

h – разность высотных отметок начальных и конечных участков газопровода, м,

ρ_в- плотность воздуха, кг/ (при температуре 0 и давлении 0,10132 МПа),

ρ_г - плотность газа, кг/ (при температуре 0 и давлении 0,10132 МПа).

Лабораторная работа № 5