Графоаналітичний розрахунок газової мережі середнього тиску

ВСТУП

Природний газ в Україні широко використовується в промисловості, будівництві, електроенергетиці, в сільському господарстві та для комунально-побутових потреб. Застосування газу як палива та сировини для хімічних виробництв сприяє підвищенню продуктивності,та поліпшенню умов праці, значно покращує побутові умови населення. Використання газу для технологічних потреб промисловості зменшує вартість палива, підвищує продуктивність праці, сприяє впровадженню нових прогресивних технологій, покращує умови праці. Використання газу для промисловості дозволяє оздоровити повітряний басейн і поліпшити загалом екологічний стан.

За останні роки зріс обсяг споживання газу населенням і комунально-побутовими споживачами. Газифікація житлово-комунального господарства проводиться як на базі природних газів, так і на базі зріджених вуглеводневих газів (ЗВГ). В останні роки різко зростає роль природного газу і ЗВГ як моторного палива.

Реалізація газифікації України включає процеси проектування, спорудження та експлуатації газового господарства. Всі елементи системи газопостачання повинні відповідати таким вимогам: економічність, народногосподарська ефективність, висока надійність, екологічність, безпечність експлуатації.

 

 

ГРАФОАНАЛІТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК ГАЗОВОЇ МЕРЕЖІ СЕРЕДНЬОГО ТИСКУ

 

Метою графоаналітичного розрахунку є підбір діаметрів кожної ділянки мережі так, щоб тиск на виході з кожного споживча був якнайближчий до заданого кінцевого тиску, але не менший за нього.

Вихідні дані для розрахунку:

- конфігурація газової мережі;

- довжини всіх ділянок між вузлами;

- максимально-годинні витрати газу за нормальних умов для кожного споживача;

- абсолютний тиск газу на початку газової мережі Р_П = 0,3 МПа;

- абсолютний тиск газу на вході всіх споживачів Р_К = 0,2 МПа.

Вихідна схема газової мережі середнього тиску представлена на рисунку 1.1.

 

Рисунок 1.1 - Вихідна схема газової мережі середнього тиску

Розробляємо розрахункову схему газової мережі. Для цього на схему наносимо довжини ділянок в кілометрах та максимальні годинні витрати споживачів у м³/год.

Дана за умовою газова мережа розрахована для постачання газу до шести споживачів. Крім основного напрямку вона має ще одне відгалуження і чотири відводи.

Знаходимо основний напрямок руху газу. Наносимо основний

напрямок на розрахункову схему за допомогою жирної лінії. Виконуємо нумерацію вузлів газової мережі спочатку для основного напрямку, а потім для інших

Основний напрямок – це напрямок від джерела живлення до найбільш віддаленого споживача.

Основний напрямок руху ─ ГРС-1-2-3-4-КФ.

Знаходимо також основний напрямок для відгалуження у вузлі 1, позначаємо його напівжирною лінією.

Основний напрямок для відгалуження у вузлі 1 ─ 1-5-ХЗ.

На рисунку 1.2 наведена розрахункова схема газової мережі середнього тиску.

Рисунок 1.2 - Розрахункова схема газової мережі середнього тиску

Визначаємо розрахункові витрати газу для кожної ділянки мережі. Розрахунок ведемо з кінця, йдемо проти ходу газу, додаючи витрати відповідних споживачів.

Витрати споживачів

 

 

Виконуємо перевірку по витратам споживачів, має виконуватись умова

 

(1.1)

 

 

Для врахування додаткових втрат тиску в місцевих опорах вводимо поняття розрахункової довжини ділянки, за умовою

 

, (1.2)

де - геометрична довжина ділянки,км.

Для основного напрямку руху газу обчислюємо параметр

 

(1.3)

 

де n - кількість ділянок мережі, що лежать на основному напрямку руху газу.

Для кожної ділянки основного напряму за розрахунковою витратою газу і параметром , використовуючи номограми для розрахунку газових мереж середнього тиску, знаходимо необхідний діаметр газопроводу. Знайдений діаметр заокруглюємо здебільшого до найближчого більшого стандартного значення. При вибраному діаметрі газопроводу за номограмою знаходимо фактичне значення параметра .

Визначаємо величину абсолютного тиску газу для характерних точок основного напрямку руху газу. Розрахунок починаємо від початкової ділянки, для якої відоме значення початкового тиску Р_П = 0,3 МПа.

Тиск газу в кінці ділянки знаходиться за формулою

 

(1.4)

 

При подальших розрахунках враховуємо, що для послідовно працюючих ділянок мережі тиск газу в кінці попередньої ділянки дорівнює початковому тиску для наступної ділянки, тобто

 

(1.5)

 

Обчислюємо кінцеві тиски на ділянках основного напрямку

 

 

 

 

 

Оскільки наявний великий запас тиску на останньому споживачі основного напрямку, приймаємо рішення щодо зменшення діаметра ділянки 2-КФ. Заокруглимо значення діаметра до меншого стандартного значення і перерахуємо значення тисків , і

 

 

 

 

Проводимо аналогічний розрахунок відгалужень і відводів.

Відгалуження ─ елемент газової мережі, який постачає газ кільком споживачам.

Відвід ─ елемент газової мережі, який постачає газ одному споживачу.

При графоаналітичному розрахунку відводів часто мають місце випадки, коли розраховане значення параметра перевищує максимальне значення даного параметра на номограмі. Тоді приймаємо що

(1.6)

Результати графоаналітичного розрахунку газової мережі середнього тиску оформляємо в таблицю 1.1.

 

Таблиця 1.1- Результати графоаналітичного розрахунку мережі середнього

тиску

Ділянка	Довжина, км	Витрата газу , м3/год	Діаметр, мм	Параметр ,	Абсолютний тиск газу, МПа
Основний напрям руху газу ГРС-1-2-3-4-КФ
ГРС-1	0,89	0,979		325х5	6,8·10-3	0,3	0,288
1-2	0,57	0,627		273х5	1,1·10-2	0,288	0,276
2-3	0,66	0,726		273х5	5·10-3	0,276	0,269
3-4	0,47	0,517		219х5	1,98·10-2	0,269	0,249
4-КФ	0,5	0,55		159х4,5	3,8·10-3	0,249	0,245
Σ =3,399
Коригування діаметрів основного напрямку руху газу
2-3	0,66	0,726		219 х5	1,6·10-2	0,276	0,254
3-4	0,47	0,517		159х4,5	5·10-2	0,254	0,197
4-КФ	0,5	0,55		108х3	1,5·10-2	0,197	0,175
Відгалуження в т. 1
1-5	0,3	0,33		159х4,5	1,9·10-2	0,288	0,277
5-ХЗ	0,62	0,682		108х3	6·10-2	0,277	0,189
Σ =1,012

 

 

Продовження таблиці 1.1

 

Ділянка

Довжина, км

Витрата газу , м3/год

Діаметр, мм

Параметр ,

Абсолютний тиск газу, МПа

Відвід в т. 5

приймаємо

5-АЗ

0,22

0,242

76х3

7·10-2

0,277

0,245

Σ =0,242

Відвід в т. 2

приймаємо

2-ЗБВ

0,2

0,22

108х3

8,3·10-2

0,276

0,241

Σ =0,22

Відвід в т. 3

приймаємо

3-ГРП

0,34

0,374

89х3

8,8·10-2

0,269

0,198

Σ =0,374

Відвід в т. 4

приймаємо

4-РК

0,29

0,319

159х4,5

3·10-2

0,249

0,229

Σ =0,319