5.8. Гидравлический расчет кольцевых газовых сетей высокого и среднего давления на аварийные режимы

Для однокольцевого газопровода наиболее неблагоприятные аварийные ситуации связаны с отказом головных участков слева или справа от узла питания кольца п. На рис.5.11 это узел 4(п), а головные участки 4-5 и 4-17.

При отказе головного участка кольцевая сеть превращается в тупиковую с сосредоточенными расходами газа. Пусть отказал участок 4-17, тогда весь газ от узла питания 4(п) будет идти по линии 4-5-7—9(к)-13-17 с тупиковыми ответвлениями. В связи с тем, что эта линия не рассчитана на весь расход, подаваемый ГРС, то давление перед ГРП снизится ниже допустимой величины 0,15…0,20 МПа, что приведет к неустойчивой работе регуляторов давления ГРП. Для сохранения необходимого давления перед ГРП следует понизить подачу газа потребителям. В первом приближении можно воспользоваться следующим соотношением для аварийного расхода , м³/ч:

Q_авi = K_авi Q_pi , (5.37)

где K_aвi – коэффициент аварийной обеспеченности i –го потребителя;

Q_pi – номинальный расчетный расход газа i –го потребителя, м³/ч.

Рекомендуются следующие значения:

K_aв =0.80…0.85 – для сетевых ГРП;

K_aв = 0.70…0.75 – для отопительных котельных, бань , прачечных;

K_aв = 0 - для котельных горячего водоснабжения и предприятий, имеющих резервную систему снабжения топливом, например, жидким;

1>K_aв>0 – для предприятий, не обеспечивающих себя полностью резервным топливом;

K_aв = 1.0 – для хлебозаводов и предприятий, использующих газ как сырье.

Тогда общий часовой аварийный расход газа определится суммированием

Q_aв = K_aвi Q_pi . (5.38)

Если расчет тупиковой аварийной сети с использованием соотношений (5.37) и (5.38) не обеспечит необходимого давления перед ГРП, то значения коэффициентов K_ab придется скорректировать таким образом, чтобы необходимое давление обеспечивалось бы.

При принятых значениях Q_aвi и Q_aв тупиковая аварийная сеть рассчитывается как сеть с сосредоточенными расходами газа и известными диаметрами и длинами участков. Расчетные аварийные расходы для участков газопровода определяются в соответствии с рекомендациями раздела 5.3, начиная с последнего участка. В данном примере ( отказ участка 4-17) последним является участок 17-18, для которого транзитный расход равен нулю ( см. рис.5.11).

При известных значениях расчетного аварийного расхода, длины и диаметра d_н S для каждого участка определяется разности квадратов давления ( р₁² – р₂²)i по рис. 5.2. На выходе из ГРС давление равно начальному высокому ( среднему) давлению для сети р_н. Тогда , начиная от ГРС, можно вычислить давление в каждом узле и перед каждым ГРП:

р_2i =  р² _1i – ( р₁² – р₂²)i . (5.39)

Начальное давление для каждого участка р_1i будет конечным давлением для предыдущего участка. Для первого участка 1-2 давление в узле 2 найдется по формуле

р₂ =  р_н² – ( р₁² – р₂²)_1-2 . (5.40)

Как уже отмечалось, полученные давления перед ГРП надо сравнить с допустимым значением.

5.9. Контрольные вопросы по теме

1. Назовите три возможные расчетные схемы газовой сети. В каких случаях используется та или иная схема ?

2. Для каких расчетных схем газовых сетей рассчитываются путевые расходы?

3. Из каких соображений определяется расчетный расход для участков схемы газовой сети с равномерно распределенными расходами?

4. С какой ветки начинается расчет распределительной тупиковой газовой сети низкого давления и почему?

5. Какое давление на выходе сетевого ГРП и на какой перепад давление рассчитывается тупиковая газовая сеть низкого давления?

6. Какие существуют виды кольцевых газовых сетей?

7. В чем преимущества и недостатки кольцевых и тупиковых газовых сетей?

8. При расчете кольцевых сетей низкого давления какой закон Кирхгофа должен быть удовлетворен и почему?

9. Зачем при расчете кольцевой сети низкого давления вводятся циркуляционный расход и концевой узел?

10. Почему кольцевая сеть низкого давления выполняется с постоянным диаметром или с мало отличающимися диаметрами?

11. В чем особенность расчета кольцевой сети низкого давления с тупиковыми ответвлениями?

12. В чем особенности расчета кольцевой сети высокого и среднего давления?

13. Какие наиболее неблагоприятные аварийные ситуации возможны в кольцевой газовой сети высокого и среднего давления?

14. Почему при аварии кольцевой газовой сети необходимо снижать расход газа потребителям?

15. Какова цель расчета кольцевой газовой сети при аварийном режиме?

16. Какая расчетная схема используется при расчете аварийной кольцевой сети высокого

( среднего) давления?