9 Гідравлічні розрахунки магістральних газопроводів

згідно ОНТП 51-1-85

Основою для проектування магістральних трубопроводів є схема розвитку і розміщення газової промисловості, яка визначає напрямки та об'єми транспортування газу.

Продуктивністю магістрального газопроводу називається кількість газу, що поступає в газопровід за рік (млрд.. м³/рік, при 293,15К і 0,1013 МПа).

Слід розрізняти задану і проектну продуктивність магістрального газопроводу.

При проектуванні магістрального газопроводу повинне проводитись техніко-економічне співставлення різних технологічних варіантів транспортування газу з метою вибору оптимального варіанта.

При виконанні гідравлічних розрахунків у залежності від призначення магістральних газопроводів і степені нерівномірності транспортування газу вони поділяються на:

• базові,

• розподільні,

• маневрові,

• відводи.

Базовими називаються магістральні газопроводи, які призначені для транспортування газу із районів його видобування в райони споживання або передачі в інші газопроводи.

Розподільними газопроводами називаються газопроводи для подачі газу із газопроводів у відводи або окремим великим споживачам.

Маневровими газопроводами називаються магістральні газопроводи з підвищеною нерівномірністю або реверсивним характером транспортування газу (газопроводи-перемички, пікові газопроводи, підвідні газопроводи ПСГ і т.п.).

Відводами називаються магістральні газопроводи, які призначені для подачі газу від розподільних або базових газопроводів до міст, населених пунктів і окремих великих споживачів, і працюють в режимі годинної нерівномірності, яка викликана нерівномірністю відбирання газу споживачами.

9.1 Визначення пропускної здатності

і продуктивності магістральних

газопроводів

Продуктивність магістрального газопроводу, яка відповідає оптимальному технологічному варіанту, називається проектною.

Пропускною здатністю магістрального газопроводу називається кількість газу, яка може бути передана газопроводом в добу при стаціонарному режимі, максимально можливому використанні потужності газоперекачувальних агрегатів і прийнятих розрахункових параметрах (робочий тиск, коефіцієнт гідравлічної

57

ефективності, температура навколишнього повітря і грунту, температура охолодження газу і т.п.).

Слід розрізняти оцінювальну і проектну пропускну здатність магістральних газопроводів.

Оцінювальною пропускною здатністю магістрального газопроводу називається орієнтовне значення пропускної здатності, яке визначається в початковій стадії проектування газопроводу для наступного розрахунку можливих технологічних варіантів транспорту газу.

Проектною пропускною здатністю магістрального газопроводу називається пропускна здатність, яка відповідає оптимальному технологічному варіанту.

Оцінювальну пропускну здатність базових магістральних трубопроводів слід знаходити за формулою

q ₀ = (млн. м³/добу при 293,15К і 0,1013 МПа), (9.1)

де Q₃ - задана продуктивність магістрального газопроводу (млрд. м³/рік при 293,15К і 0,1013 МПа);

- оцінювальний коефіцієнт використання пропускної здатності. Коефіцієнт К°_н визначається за формулою

= К_РО • К_ЕТ • К_НД, (9.2)

де к_ро - коефіцієнт розрахункової забезпеченості газопостачання споживачів, який відображає необхідність збільшення пропускної здатності газопроводу для забезпечення газопостачання споживачів в періоди підвищеного попиту на газ. Підвищений попит на газ може бути обумовлений похолоданнями протягом опалювального сезону (пониженням температури зовнішнього повітря відносно середньомісячних багаторічних значень), а також можливим випередженням потреби народного господарства в газі порівняно з^прогнозом. Слід приймати K_РО=0,95;

к_ет - коефіцієнт екстремальних температур, який враховує необхідність

компенсації пониження пропускної здатності газопроводу, яке пов'язане із впливом екстремально високих температур зовнішнього повітря (що перевищують середньомісячні багаторічні значення) на наявну потужність газоперекачувальних агрегатів і глибину охолодження газу, який транспортується, апаратами повітряного охолодження. Слід приймати к_ет= 0,98;

К_НД - оцінювальний коефіцієнт надійності газопроводу, який враховує

необхідність компенсації зниження пропускної здатності газопроводу при відмовах лінійних дільниць і устаткування компресорних станцій.

Значення коефіцієнта К_Нд потрібно приймати згідно таблиці 9.1.

58

Таблиця 9.1- Оцінювальні коефіцієнти надійності магістральних газопроводів

	Тип газоперекачувальних агрегатів
Довжина	з газотурбінним і ележтричним приводом				ГМК
трубопроводу, км	Діаметр газопроводу, мм
	1420	1220	1020	820	820
500	0,99	0,99	0,99	0,99	0,99
1000	0,98	0,98	0,98	0,99	0,98
1500	0,97	0,98	0,98	0,98	0,98
2000	0,96	0,97	0,97	0,98	0,96
2500	0,95	0,96	0,97	0,97	0,95
3000	0,94	0,95	0,96	0,97	0,94

Оцінювальна пропускна здатність розподільних і маневрових магістральних газопроводів визначається для періоду максимальної подачі газу

q ₀ = (млн. м³/добу при 293,15К і 0,1013 МПа), (9.3)

де q_МАКС - середня добова кількість, що поступає в газопровід за період

максимальної подачі газу.

Оцінювальна пропускна здатність відводів визначається за формулою

q₀ = (млн. м³/добу при 293,15К і 0,1013 МПа), (9.4)

де q_mч - максимальне годинне споживання газу (м³/год), що визначається за суміщеним графіком газоспоживання всіма споживачами, які розміщені за після лінійної дільниці, що розраховується. Коефіцієнт використання пропускної здатності для відводів визначається за формулою

= К_РО • К_НД. (9.5)

При цьому необхідно приймати К_РО = 0,95, К_НД= 0,99.

Розрахунок технологічних варіантів транспортування газу проводиться:

• для базових газопроводів - за оцінювальною пропускною здатністю, яка знайдена за формулою (9.1), при середньорічній температурі навколишнього середовища (зовнішнє повітря і грунт);

• для розподільних і маневрових газопроводів і відводів за оцінювальною пропускною здатністю для періоду максимальної подачі газу, яка знайдена за формулою (9.3) і (9.4), при середній для вказаного періоду температурі навколишнього середовища і грунту.

Проектна продуктивність базових і розподільних магістральних газопроводів визначається за формулою

Q_П =К_Н (млн. м³/рік при 293,15К і 0,1013 МПа), (9.6)

де q_i - пропускна здатність магістрального газопроводу в і-тому розрахунковому

періоді;

τ_і — число днів в і-тому розрахунковому періоді.

К_Н - коефіцієнт використання пропускної здатності магістрального газопроводу.

Для базових, розподільних і маневрових газопроводів в якості розрахункового періоду потрібно приймати місяць (п = 12). Для розподільних і маневрових газопроводів допускається в якості розрахункового періоду приймати квартал (п = 4).

Для відводів проектна продуктивність не визначається. Коефіцієнт використання пропускної здатності К_Н визначається за формулою

К_н =К_РО ·К_ЕТ ·К_НД. (9.7)

60

Для базових, розподільних і маневрових газопроводів значення коефіцієнта надійності К_НД повинне визначатися за "Методика расчета надежности магистральных газопроводов", М. 1980 р. При визначенні Кщ необхідно враховувати повну довжину газопроводу, навіть в тому випадку, якщо проектується його окрема ділянка.

Значення решти коефіцієнтів, що входять в формулу (9.7) приймаються наступними:

к_ро ⁼ 0,95 - для всіх газопроводів, к_ет ⁼ 0,98 - для базових, розподільних і маневрових газопроводів.

Співвідношення кількості робочих і резервних газоперекачувальних агрегатів (ГПА) на КС однониткових газопроводів вибирається згідно таблиці 9.2.

Таблиця 9.2 — Співвідношення між кількістю робочих і резервних ГПА на КС

ГПА з привод тур( ом від газової 5іни				ГПА з приводом від електродвигуна				Поршневі газомоторні ГПА
		Тип нагн і т а ч і в
неповнонапірні		повнонапірні		Неповнонапірн і		повнонапірні
Робоч.	Резерв.	Робоч.	Резерв.	Робоч.	Резерв.	Робоч.	Резерв.	Робоч.	Резерв.
2	1	2	2*	2	1		1	2-4	1
4	2	3	2*	4	2*	3	1	5-9	2*
6	2	4	2*	6	2	4	2*	10-13	3*
		5	2			5	2
		6	2			6	2

Для варіантів оснащення КС, які відмічені в таблиці 9.2 зірочкою, допускається скорочувати число резервних ГПА на одиницю, перше всього в компресорних цехах другої і наступних черг багатониткових газопроводів, якщо варіант скороченого резервування обгрунтовано техніко-економічно.