6.3. Аккумулирующая способность магистрального газопровода

Работа конечного участка магистрального газопровода от компрессорной станции до ГРС характеризуется нестационарным режимом (постоянно изменяется отбор газа). В ночное время суток потребление газа меньше подачи, и газ накапливается в газопроводе.

Накопление газа вызывает повышение давления в газопроводе и количество газа, которое может аккумулировать последний участок газопровода, зависит от максимально возможного давления в нем.

Рис. 6.1. Газгольдеры низкого давления

При достижении максимального допустимого давления в газопроводе дальнейшее накопление газа прекращается, т.е. аккумулирующая способность газопровода исчерпывается. Если отбор газа не станет больше или равным поступлению газа, необходимо уменьшить производительность компрессорной станции.

В дневное время потребление газа превышает подачу газа; газ, аккумулированный в последнем участке газопровода, поступает в город, и давление падает. [8]

Режим движения газа на конечном участке характеризуется нестационарностью процесса. Нестационарный режим движения газа наблюдается даже в тот момент, когда количество поступающего газа становится равным потреблению. Для стабилизации режима нужно какое-то время, т.е. давление газа в конечном участке газопровода устанавливается не сразу, а по истечении времени.

Поскольку потребление газа изменяется непрерывно, то стабильная кривая давления не устанавливается, и следовательно, в конечном участке газопровода режим нестационарный.

Можно решать задачу определения аккумулирующей способности с некоторыми приближениями. Примем следующие расчетные режимы конечного участка газопровода. В момент, когда нагрузка соответствует среднечасовому расходу, режим стационарный. В остальные моменты (накопление и отбор газа) режимы нестационарные.

Аккумулирующая емкость магистрального газопровода, определенная по приближенной методике, оказывается на 1015% меньше действительной. Для определения количества газа, которое способен аккумулировать газопровод, необходимо определить количество его в газопроводе при режимах, соответствующих моменту окончания накопления г аза в газопроводе, и при режимах, соответствующих моменту, когда потребление газа уменьшается и становится равным среднечасовой подаче (т.е. моменту начала накопления газа). Разница между количествами газа, находящегося в газопроводе в первом и втором случаях, равна аккумулирующей способности газопровода. [8]

Оценку аккумулирующей емкости газопровода в м³ при 0,1 МПа можно сделать из уравнения, принимая стационарные величины депрессии давления

Q_AK = V( P_cp^maxP_cp^min) ( T₀ / T ) ( 1 / P₀ ) ( 1 / z ) (6.1)

Здесь P_cp^max и P_cp^min средние давления в газопроводе, соответственно относящиеся к режимам с максимальным и минимальным давлениями:

V = D²l / 4 .

Среднее давление в газопроводе находится как

Р_ср = (2/3)[Р_H + Р_к² / (Р_H + Р_к)] . (6.2)

Если принять Т₀ / Т 1, а Р₀ 0,1 МПа, то можно использовать для оценки формулу:

Q₀ = VP_cp.

Для определения объема газохранилища, необходимого для покрытия суточной неравномерности потребления газа, надо иметь график поступления газа в городскую газораспределительную сеть в течение суток и график потребления газа городом.

Если графики потребления и поступления газа повторяются в течение нескольких суток, то суммарный объем газа, определяемый избытком потребления, равен суммарному объему, определяемому избытком поступления.

Объем газохранилища, полученный по совмещенным графикам потребления и поступления газа, может быть разделен на две части. Одна часть объема газохранилища может компенсироваться аккумулирующей способностью магистрального газопровода. Другая часть газохранилища может быть размещена в подземном хранилище или обеспечена строительством газгольдерного парка.

Подземное хранение газа  один из основных методов регулирования неравномерности газопотребления. После накапливания в хранилище избытка газа в период минимального потребления имеется возможность за его счет покрыть пиковые расходы в периоды резкого увеличения его потребления. Кроме того, подземные хранилища газа обеспечивают падение газоснабжения в случае аварий, а также создают промышленные резервы газа. Они могут создаваться в районах добычи, на трассе магистральных газопроводов и в районах потребителей газа.