5.3. Расчёт диаметра газопровода и допустимых потерь давления

Пропускная способность газопроводов может приниматься из условий создания при максимально допустимых потерях давления газа наиболее экономичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивость работы ГРП и газорегуляторных установок (ГРУ), а также работы горелок потребителей в допустимых диапазонах давления газа. [11]

Таблица 5.8

Значение коэффициента одновременности для жилых домов

	Коэффициент одновременности Ksimв зависимости от установки
Число	в жилых домах газового оборудования
			Плита	Плита
квартир	Плита 4-конфорочная	Плита 2-конфорочная	4-конфорочная и газовый проточный водонагреватель	2-конфорочная и газовый проточный водонагреватель
1	2	3	4	5
1	1	1	0,700	0,750
2	0,650	0,840	0,560	0,640
3	0,450	0,730	0,480	0,520
4	0,350	0,590	0,430	0,390
5	0,290	0,480	0,400	0,375
6	0,280	0,410	0,392	0,360
7	0,280	0,360	0,370	0,345
8	0,265	0,320	0,360	0,335
9	0,258	0,289	0,345	0,320
10 15	0,254 0,240	0,263 0,242	0,340 0,300	0,315 0,275
20	0,235	0,230	0,280	0,260
30	0,231	0,218	0,250	0,235
40	0,227	0,213	0,230	0,205
50	0,223	0,210	0,215	0,193
60	0,220	0,207	0,203	0,186
70	0,217	0,205	0,195	0,180
80	0,214	0,204	0,192	0,175
90	0,212	0,203	0,187	0,171
100	0,210	0,202	0,185	0,163
400	0,180	0,170	0,150	0,135
Примечания. 1. Для квартир, в которых устанавливается несколько однотипных газовых приборов, коэффициент одновременности следует принимать как для такого жечисла квартир с этими газовыми приборами. 2. Значение коэффициента одновременности для емкостных водонагревателей, отопительных котлов или отопительныхпечей рекомендуется принимать равным 0.85 независимо от количества квартир.

Расчетные внутренние диаметры газопро­водов определяются исходя из условия обеспече­ния бесперебойного газоснабжения всех потре­бителей в часы максимального потребления газа.

Расчет диаметра газопровода следует выполнять, как правило, на компьютере с оптимальным распределением расчетной потери давления между участками сети.

При невозможности или нецелесообразности выполнения расчета на компьютере (отсутствие соответствующей программы, отдельные участки газопроводов и т.п.) гидравлический расчет допускается производить по приведенным ниже формулам или по номограммам (СП-42-101-2003) составленным по этим формулам.

Расчетные потери давления в газопроводах высокого и среднего давления принимаются в пределах категории давления, принятой для газопровода.

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

Значения расчетной потери давления газа при проектировании газопроводов всех давлений для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых предприятий и организаций коммунально-бытового обслуживания принимаются в зависимости от давления газа в месте подключения с учетом технических характеристик принимаемого к установке газового оборудования, устройств автоматики безопасности и автоматики регулирования технологического режима тепловых агрегатов.

Падение давления на участке газовой сети можно определять:

• для сетей среднего и высокого давлений по формуле

(5.9)

где P_H — абсолютное давление в начале газопровода, МПа; Р_K— абсолютное давление в конце газо­провода, МПа; Р₀ = 0,101325 МПа; λ — коэффициент гидравлического трения; l — расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м; d — внутренний диаметр газопровода, см; ρ₀ — плотность газа при нормальных условиях, кг/м³; Q₀ — расход газа, м³/ч, при нормальных условиях;

• для сетей низкого давления по формуле

(5.10)

где Р_H— давление в начале газопровода, Па; Р_K — давление в конце газопровода, λ, l, d, ρ₀, Q₀— обозначения те же, что и в предыдущей формуле.

Коэффициент гидравлического трения λ определяется в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса,

(5.11)

где ν — коэффициент кинематической вязкости газа, м²/с, при нормальных условиях; Q₀,, d — обозначения те же, что и в предыдущей формуле, и гидравлической гладкости внутренней стенки газопровода, определяемой по условию

(5.12)

где Rе — число Рейнольдса; п— эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, принимаемая равной для новых стальных — 0,01 см, для бывших в эксплуатации стальных — 0,1 см, для полиэтиленовых независимо от времени эксплуатации — 0,0007 см; d — обозначение то же, что и в предыдущей формуле.

В зависимости от значения Rе коэффициент гидравлического трения λ определяется:

• для ламинарного режима движения газа Rе< 2000

(5.13)

• для критического режима движения газа Rе = 2000—4000

(5.14)

• при Rе> 4000 — в зависимости от выполнения условия (5.13);

• для гидравлически гладкой стенки (неравенство (5.13) справедливо):

• при 4000 <Rе< 100000 по формуле

(5.15)

• при Rе> 100000

(5.16)

• для шероховатых стенок (неравенство 5.13) несправедливо) при Rе> 4000

(5.17)

где п — обозначение то же, что и в форму­ле (5.12); d — обозначение то же, что и в формуле (5.10).

Расчетный расход газа на участках распределительных наружных газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа, следует определять как сумму транзитного и 0,5 путевого расходов газа на данном участке.

Падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная арматура и др.) допускается учитывать путем увеличения фактической длины газопровода на 5—10 %.

Для наружных надземных и внутренних газопроводов расчетную длину газопроводов определяют по формуле

(5.18)

где l — действительная длина газопровода, м; — сумма коэффициентов местных со­противлений участка газопровода; d — обозначение то же, что и в форму­ле (5.10); λ — коэффициент гидравлического трения, определяемый в зависимости от режима течения и гидравлической гладкости стенок газопровода по формулам (5.13) - (5.17).

Расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10 %.

При выполнении гидравлического рас­чета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не более 7 м/сдля газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов высокого давления.

При выполнении гидравлического расчета газопроводов, проведенного по формулам (5.11)—(5.18), а также по различным методикам и программам для электронно-вычислительных машин, составленным на основе этих формул, расчетный внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле

(5.19)

где d — расчетный диаметр, см; А, В, т, т¹ — коэффициенты, определяемые по таблицам 5.9 и 5.10 в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода; Q₀ — расчетный расход газа, м³/ч, при нормальных условиях; ΔР_УД — удельные потери давления (Па/м — для сетей низкого давления, МПа/м — для сетей среднего и высокого давле­ния), определяемые по формуле

(5.20)

— допустимые потери давления (Па — для сетей низкого давления, МПа— для сетей среднего и высокого давления); L — расстояние до самой удаленной точки, м.

Таблица 5.9

Значение показателя А

Категория сети	А
Сети низкого давления	106/(162π2)=626
Сети среднего и высокого давления	Р0/(Рт162π2), P0=0,101325 МПа, Рт — усредненное давле­ние газа (абсолют­ное) в сети, МПа.

Таблица 5.10

Значение показателя В

Материал	В	т	т1
Сталь	0,022	2	5
Полиэтилен	0,3164 (9πν)0,25 = 0,0446, ν — кинематическая вязкость газа при норма­льных условиях, м2/с.	1,75	4,75

Внутренний диаметр газопровода принимается из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший — для стальных газопроводов и ближайший меньший — для полиэтиленовых.