Определение расходов газа на участках разветвлённого газопровода

Для выполнения расчёта необходимо изобразить расчётную схему газопровода, на которой здания, потребляющие газ, обозначаются цифрами, а точки разветвления на газопроводе (узловые точки) обозначаются буквами.

ж

3 4 6 7

1

б г

е

О а в д

2 5

8

Рис. 6.1. Расчётная схема разветвлённого газопровода

Участком называется отрезок газопровода, на котором сохраняются постоянными расход газа и диаметр труб.

Расход газа на участке газопровода-ввода в здание (от точки разветвления до здания) будет равен расходу газа на это здание:

В_а-1 = В₁; В_б-2 = В₂ ; В_г-5 = В₅ ; В_д-6 = В₆ и т.д.

Расход газа на участках, к которым подключаются несколько зданий, будет равным сумме расходов газа потребителями, подключенными к данному участку:

В_д-е = В₇+В₈ ; В_г-д = В₆+В₇ + В₈ ; В_в-г = В₅+В₆ В₇+В₈ ;

В_0-а = ∑В_1-8=В₁ + В₂+В₃ + В₄+В₅ +В₆+ В₇+В₈

Тема 6.2 Гидравлический расчёт газопроводов

Гидравлический расчёт газопроводов производится последовательно по участкам.

Задачами гидравлического расчёта являются:

- определение диаметров участков газопровода;

- определение падения давления газа на участках;

- определение давления газа в начале или в конце участков (одно из указанных давлений должно быть известно)

Расчёт разветвлённого газопровода может выполняться последовательно по участкам против хода газа или по ходу газа в зависимости от того, какое давление газа известно – в начале газопровода или в его конечной точке.

Существует несколько методик гидравлического расчёта газопроводов, причём расчёт рекомендуется выполнять на ЭВМ. При отсутствии соответствующих программ для ЭВМ допускается гидравлический расчёт выполнять по формулам или по номограммам, которые приводятся в СП 42-101-2003.

Определение диаметра газопровода

Внутренний диаметр участка газопровода можно определять из уравнения расхода газа, проходящего по данному участку. Это уравнение имеет вид

- расчётный расход газа

где f, м² – площадь поперечного сечения трубы.

м², тогда

с– скорость газа в газопроводе, м/с

Согласно СП 42-101-2003 для надземных и внутренних газопроводов с учётом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не более:

с = 7 м/с для газопроводов низкого давления

с = 15 м/с для газопроводов среднего давления

с = 25 м/с для газопроводов высокого давления

Для подземных газопроводов можно принимать более высокие скорости.

Исходя из вышеприведённых формул предварительно внутренний газопровода определяется по формуле:

, м

где В_р, м³/ч – действительный расход газа на участке при рабочих параметрах газа Р и t.

По каталогу выбирают стандартную трубу с внутренним диаметром близким по своему значению к d', причём принимают ближайший больший – для стальных газопроводов и ближайший меньший – для полиэтиленовых.

При расчёте газопроводов низкого давления можно пренебречь изменением плотности и удельного объёма газа при изменении давления, т.е. условно можно принять действительный расход газа (при рабочих параметрах) равным расходу газа при нормальных условиях (при t=0˚C; Р=760 мм рт.ст.), тогда В_р=В₀, м³/ч.

В₀ – расход газа при нормальных условиях берётся из паспортов газопотребляющих агрегатов или из их теплового расчёта.

При расчёте газопроводов среднего и высокого давления необходимо учитывать изменение плотности и удельного объёма газа при изменении его давления, т.е. следует известный расход газа при нормальных условиях В₀ перевести в расход газа при заданных рабочих параметрах по формуле:

, м³/ч

где , мм рт. ст. – рабочее давление газа избыточное (по манометру);

, мм рт. ст. – атмосферное давление (по барометру);

, ˚C – рабочая температура газа.

Если выражение для В_р подставить в формулу d' и выразить давление в МПа, то получим формулу:

, мм

где – расход газа при нормальных условиях, м³/ч;

Р– рабочее давление газа (абсолютное), МПа; Р = Р_р + Р_б

t, ˚C – рабочая температура газа.

Эта формула приведена в СНиП 2.04.08-87 “Газоснабжение”

В настоящее время согласно СП 42-101-2003 внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле:

, см

где А, b, m, n – коэффициенты, зависящие от категории газопровода и материала труб, определяются по таблицам 1 и 2.

В, м³/ч – расчётный расход газа при нормальных условиях;

∆Р_уд – удельные потери давления (Па/м – для газопроводов низкого давления, МПа/м – для газопроводов среднего и высокого давления), определяемые по формуле:

, Па/м; МПа/м,

где - допустимые потери давления (Па – для газопроводов низкого давления, МПа/м – для газопроводов среднего и высокого давления).

, м – расстояние от начальной точки до самой удалённой точки газопровода.

Таблица 1

Категория газопроводов	А
Низкого давления	106 /162π2=626,1
Среднего и высокого давления	Р0/(Р∙162π2)

Р₀=0,101325 МПа – нормальное атмосферное давление (760 мм рт.ст.)

Р, МПа – усреднённое давление газа (абсолютное) в газовой сети.

Таблица 2

Материал труб	b	m	n
Сталь	0,022	2	5
Полиэтилен	0,0446	1,75	4,75

Расчётные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удалённого прибора) принимаются не более 1800 Па, в том числе в распределительных газопроводах – 1200 Па, в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах – 600 Па.

При проектировании газопроводов всех категорий давления для промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых предприятий расчётные потери давления газа принимаются в зависимости от давления газа в месте подключения с учётом технических характеристик газового оборудования, устройств автоматики безопасности и автоматики регулирования агрегатов.