1.1.5.2. Газопроводи низького тиску
Гідравлічний розрахунок газопроводів низького тиску виконаний згідно з вимогами [2].
Навантаження на один мережний ГРП у першому районі становить згідно з виконаними раніше розрахунками Vгрп = 6080 м3/год. Для прийнятого чиста ГРН у районі (N=7) в середньому один ГРП обслуговує житлові будинки на площі:
У відповідності з завданням необхідно розрахувати газопроводи низького тиску для ГРП-4 (умовна площа забудови FГРП = 30,5 га). Тому виникає необхідність скорегувати навантаження на ГРП.
Тиск газу на виході з джерела газопостачання — ГРП-4 — прийнятий Р = 3000 Па, а у самих віддалених споживачів — 1800 Па. Тобто перепад складає Рр = 3000 - 1800 = 1200 Па, що знаходиться у рекомендованих [2] межах.
Для схеми газопроводів сумарна приведена їх довжина, згідно з формулою становить:
Lпрi = Lі·Ke·K3 = 2740 м.
де: Li — геометрична довжина і-ої ділянки, м;
Ке — коефіцієнт етажності;
К3 — коефіцієнт забудови.
Тоді питома шляхова витрата газу для цієї мережі має дорівнювати:
Результати розрахунку наведені у таблиці 1.10.
Шляхові витрати визначаються за формулою:
де: VГРП — потужність ГРП, м3/год;
V — витрата газу зосередженим споживачем, підключеним до мережі низького тиску, м3/год,
LПРi — приведена довжина і-ої ділянки, м;
n — кількість ділянок мережі низького тиску.
Результати розрахунку наведені у таблиці 1.10
В результаті розрахунку сума шляхових витрат газу по всіх ділянках мережі складає Lшл == 3648 м3/год., тобто дорівнює навантаженню на ГРП.
Вузлові витрати газу знаходяться за формулою:
де: Vшлі — шляхова витрата газу і-тою ділянкою, м3/год;
m — кількість ділянок, які збігаються в j-му вузлі.
Таблиця 1.10
Шляхові витрати газу
№ п/п |
№ ділянки
|
Геометр. дов- |
Коефіцієнти
|
Приведена довжина |
Шляхова витр. газу Vшл., |
||
|
почат. |
кінець |
жина L, м |
етажності Ке |
забудови К3 |
LПР., м |
м3/год |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
2 |
1 |
120 |
1 |
0,5 |
60 |
80 |
2 |
3 |
2 |
100 |
1 |
0,5 |
50 |
68 |
3 |
4 |
3 |
80 |
1 |
0,5 |
40 |
53 |
4 |
4 |
5 |
80 |
1 |
0,5 |
40 |
53 |
5 |
5 |
6 |
80 |
1 |
0,5 |
40 |
53 |
6 |
6 |
7 |
80 |
1 |
0,5 |
40 |
53 |
7 |
9 |
8 |
60 |
1 |
1 |
60 |
80 |
8 |
10 |
9 |
100 |
1 |
1 |
100 |
133 |
9 |
10 |
11 |
80 |
1 |
1 |
80 |
106 |
10 |
12 |
11 |
80 |
1 |
1 |
80 |
106 |
11 |
12 |
13 |
80 |
1 |
1 |
80 |
106 |
12 |
13 |
14 |
80 |
1 |
1 |
80 |
106 |
13 |
9 |
2 |
190 |
1 |
1 |
190 |
254 |
14 |
10 |
3 |
190 |
1 |
1 |
190 |
254 |
15 |
11 |
4 |
190 |
1 |
1 |
190 |
254 |
16 |
12 |
5 |
190 |
1 |
1 |
190 |
254 |
17 |
13 |
6 |
190 |
1 |
1 |
190 |
254 |
18 |
17 |
16 |
120 |
1 |
1 |
120 |
160 |
19 |
18 |
17 |
80 |
1 |
1 |
80 |
106 |
20 |
15 |
18 |
20 |
1 |
0 |
0 |
0 |
21 |
18 |
19 |
80 |
1 |
1 |
80 |
106 |
22 |
19 |
20 |
160 |
1 |
1 |
160 |
212 |
23 |
17 |
10 |
100 |
1 |
1 |
100 |
133 |
24 |
19 |
12 |
100 |
1 |
1 |
100 |
133 |
25 |
17 |
22 |
100 |
1 |
1 |
100 |
133 |
26 |
19 |
23 |
100 |
1 |
1 |
100 |
133 |
27 |
22 |
21 |
80 |
1 |
0,5 |
40 |
53 |
28 |
23 |
24 |
160 |
1 |
0,5 |
80 |
106 |
29 |
22 |
23 |
160 |
1 |
0,5 |
80 |
106 |
= 2740 = 3648 |
|||||||
Вузлові витрати газу:
Сума вузлових витрат газу також дорівнює навантаженню на ГРП:
Vj = 3684 м3/гoд. = VГРП-4
Після визначення шляхових і вузлових витрат газу переходять до знаходження розрахункових витрат, починаючи з кінцевих, найбільш віддалених від ГРП ділянок.
Для цих ділянок (2-1, 9-8, 6-7, 13-14, 17-16, 19-20, 23-24 і 22-31) розрахункова витрата газу дорівнює 50% шляхової. Для інших ділянок витрати газу визначають, використовуючи перший закон Кірхгофа.
Вузол 1:
V2-1 = V1 = 40 м3/год.
Вузол 2:
V9-2 + V3-2 = V2-1 + V2 = 40 + 201 = 241 м3/год.
V9-2 = 141 м3/год.; V3-2 == 100 м3/год.
Вузол 3:
V4-3 + V10-3 + V3-2 + V3 = 100 + 184 = 287 м3/год.;
V4-3 = 57 м3/год.; V10-3 = 230 м3/год.
Вузол 7:
V6-7 = V7 = 27м3/гoд
Вузол 6:
V5-6 + V13-6 = V6-7 + V6 = 27 + 180 = 207 м3/год.,
V13-6 = 127 м3/год.; V5-6 = 80 м3/год.
Вузол 5:
V4-5 + V12-5 = V5-6 + V5 = 80 + 180 = 260 м3/год.;
V4-5 = 60 м3/год ; V12-5 = 200 м3/год.
Вузол 4:
V11-4 = V4-3 + V4-5 + V4 = 57 + 60 + 180 = 297 м3/год.
Вузол 8:
V9-8 = V8 = 40 м3/год.
Вузол 9:
V10-9 = V9-8 + V9-2 + V9 = 40 + 141 + 233 = 414 м3/год.
Вузол 11:
V10-11 + V12-11 = V11-4 + V11 = 297 + 333 = 530 м3/год.
V10-11 = V12-11 = 530:2 = 265 м3/год.
Вузол 14:
V13-14 = V14 = 53 м3/год
Вузол 13:
V12-13 = V13-14 + V13-6 + V13 = 53 + 127 + 233 = 413 м3/год.
Вузол 12:
V19-12 = V12-11 + V12-5 + V12-13 + V12 = = 265 + 200 + 413 + 300 = 1178 м3/год.
Вузол 24:
V23-24 = V24 = 53 м3/год.
Вузол 20:
V19-20 = V20 =106 м3/год.
Вузол 19:
V18-19 = V19-12 + V19-20 +V19-23 +V19 = = 1178 + 106 + 170 + 292 = 1746 м3/год.
Вузол 21:
V22-21 = V21 = 27 м3/год.
Вузол 22:
V17-22 = V22-21 + V22-23 + V22 = 27 + 55 + 146 = 228 м3/год.
Вузол 16:
V17-16 = V16 = 80 м3/год.
Вузол 17:
V18-16 = V17-16 + V17-10 + V17-22 + V17 = = 80 + 1222 + 228 + 266 = 1796 м3/год.
Вузол 18:
V15-16 = V18-17 + V18-19 + V18 = = 1796 + 1746 + 106 = 3648 м3/год.
Тобто, для останньої ділянки мережі витрата газу дорівнює навантаженню на ГРП.
Мінімальний діаметр газопроводів для мережі низького тиску становить d3 x S = 57 х 3 (dy = 50) мм.
Спочатку виконується гідравлічний розрахунок так званої головної магістралі. В даному прикладі це магістраль 15-18-17-10-3-2-1 довжиною L = 610 м.
Питома втрата тиску складає:
де: Рр — наявний перепад тиску у вуличному газопроводі, а Рр =1200 Па;
Li — довжина і-тої ділянки, м;
n — кількість ділянок головної магістралі.
Результати гідравлічного розрахунку наведені у таблиці 1.11. Тиск газу у вузловій точці 1 дорівнює 1830 Па, тобто запас складає:
що менше рекомендованого [2] значення в 10%.
Потім переходять до розрахунку інших магістралей і окремих ділянок (див табл. 1.11).
В результаті гідравлічного розрахунку запас тиску газу у вузлових точках 15, 20, 14 перевищує 10%. В разі прийняття меншого діаметра газопроводу тиск газу в названих вузлах буде значно менше рекомендованої величини — 1800 Па.
Таблиця 1.11