Практична робота № 9

Тема: Гідравлічний розрахунок мережі високого (середнього) тиску.

Мета: Набути навичок з гідравлічного розрахунку мережі високого (середнього) тиску.

Міжпредметні зв'язки: фізика, математика, впровадження поліетиленових газопроводів, матеріалознавство, природні та штучні гази, експлуатація устаткування і систем газопостачання, гідравліка.

Методичне забезпечення: дидактичний матеріал.

Література:

1. Ионин А.А. Газоснабжение: Учеб. для вузов. - М.: Стройиздат, 1989. - 439 с.

2. Скафтымов Н.А. Основы газоснабжения. - Л.: Недра, 1975. - 343 с.

3. Газопостачання. Част. 1. Газопостачання населених пунктів /під ред. Єніна П.М. - К.: КДТУБА, 1997. - 119 с.

4. Жила В.А. Газовые сети и установки: Учеб. Пособие для сред. Проф. образования /В.А. Жила, М.А. Ушаков, О.Н. Брюханов. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 272 с.

ХІД РОБОТИ

1. Вхідний контроль.

2. Ознайомлення із завданням для практичної роботи.

3. Виконання розрахунку.

4. Захист практичної роботи.

 

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ ТА МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ

На план міста наносяться споживачі (промислові підприємства, хлібозавод, котельні, ГРП, лазні і пральні, які можна об'єднати в банно-пральний комбінат, лікарні), що приєднуються до мережі середнього або високого тиску. Виконується трасування мережі по вулицях і проїздах району міста. При цьому слід дотримуватися наступних вимог:

- довжина газопроводів, що включають і відгалуження до споживачів має бути мінімальною;

- газопроводи високого і середнього тиску не повинні транзитом перетинати житлові квартали, якщо в кварталах невідоме розташування будівель;

- відстані між газопроводами та будівлями і спорудами повинні відповідати нормативним вимогам.

Враховуючи вимоги надійності, проектуються, як правило, кільцеві газові мережі. При цьому необхідно розглядати різні варіанти трасування газопроводів. Оптимальний обирається шляхом порівняння приведених витрат по кожному варіанту.

Для гідравлічного розрахунку мереж середнього і високого тиску складається розрахункова схема газопроводів, на якій нумеруються ділянки, проставляється їх довжина і розрахункові витрати газу споживачами.

Залежно від завдання, гідравлічний розрахунок може проводитися з резервуванням пропускної спроможності газопроводів або без резервування пропускної спроможності.

Гідравлічний розрахунок мережі високого або середнього тиску без резервування пропускної спроможності проводиться в наступній послідовності:

1) Використовуючи складену розрахункову схему газової мережі, намічають розподіл потоків газу в мережі. Точки зустрічі потоків в кільцях вибираються приблизно на однаковій відстані від точок живлення.

2) Визначають розрахункові витрати газу на окремих ділянках мережі. На ділянках, що примикають до точок зустрічі, витрата газу ділиться обернено пропорційно до кореня квадратного із співвідношення довжин півкілець:

,

де Q₁ і Q₂ - витрати газу, що надходять до споживача, підключеного в точці зустрічі потоків газу, м³/год;

L₁ і L₂ - сумарна довжина півкілець від джерела до точки зустрічі потоків газу, м.

При визначенні витрат газу Q₁ і Q₂, враховують, що їх сума має дорівнювати розрахунковій витраті газу споживача, який підключений в точці зустрічі потоків газу.

3) Для кожної ділянки визначають розрахункову довжину за формулою:

L_pi = 1,1 L_ri,

де L_pi - розрахункова довжина i -ї ділянки, м;

L_ri - дійсна довжина i -ї ділянки за планом, м.

4) Визначають питому різницю квадратів тиску газу (комплексну величину) на ділянках, що входять в газову мережу, що розраховується, за формулою:

 

,кПа²/км,

де P_н - абсолютний тиск газу на виході з джерела (ГРС), кПа;

P_к - абсолютний тиск газу в кінці напряму (у точці зустрічі потоків), кПа;

L_pi - розрахункова довжина ділянки, м.

5) Орієнтуючись на комплексну величину A_ср по номограмах залежно від витрати газу підбирають діаметр газопроводу і дійсну комплексну величину A_д.

6) Обчислюють тиск газу в кінцевих крапках

 

, кПа,

 

Нев'язка тиску в точках зустрічі потоків не повинна перевищувати 10%. Інакше змінюють діаметри і розрахунок повторюють.

Якщо передбачається резервування пропускної спроможності газопроводів, то гідравлічний розрахунок виконується для двох аварійних і для одного нормального режимів, на підставі яких визначаються діаметри газопроводів і тиск, що буде у споживачів.

Розрахунок першого аварійного режиму проводиться в наступній послідовності:

1) Викреслюється схема газової мережі в першому аварійному режимі (відключена права ділянка від точки підключення ГРС. При цьому газ рухається від джерела до останнього споживача за годинниковою стрілкою).

2) Визначаються витрати газу на ділянках, починаючи з останнього по ходу руху газу споживача. При цьому враховують, що ділянка (яка називається перемичкою), що розташована напроти точки підключення ГРС, ділить газову мережу на нормальну і аварійну половину. Подача газу споживачам аварійної половини кільця приймається рівною у розмірі 50 % від розрахункової витрати газу. При розрахунках аварійних режимів може прийматися однаковий коефіцієнт забезпечення (наприклад, 0,75) всіх споживачів паливом.

3) Визначаються розрахункові довжини ділянок.

4) Визначається середня комплексна величина А_ср

5) По номограмі, орієнтуючись на А_ср і витрату газу на ділянці, визначають діаметри ділянок і дійсні комплексні величини А_д.

6) Визначають абсолютний тиск газу у вузлових точках. В результаті підбору діаметрів тиск у останнього споживача має бути не менш заданого. Якщо дана умова не виконується (тиск у кінцевого споживача значно більший або менший заданого), зменшують (або збільшують) діаметр якої-небудь ділянки з числа тих, які мають знижене (підвищене) значення комплексної величини. Слід прагнути до максимального використання допустимої втрати тиску. Ця умова перевіряється дотриманням наступної нерівності:

,

 

Розрахунок другого аварійного режиму виконується в аналогічній послідовності, але відключається ділянка, прилегла до точки підключення ГРС зліва, і при цьому газ рухається проти годинникової стрілки.

При розрахунку нормального режиму приймаються діаметри газопроводів найбільші з двох аварійних. Розрахункові витрати газу по ділянках визначають при повному навантаженні (100 %) споживачів, відключаючи ділянку напроти точки підключення ГРС. При розрахунку нормального режиму вузловий тиск визначають по двох півкільцях (відключена ділянка напроти точки підключення ГРС, тобто перемичка). Нев'язка тиску в останніх вузлах півкілець не повинна перевищувати 10%. Інакше необхідно виконувати потокорозподілення в мережі таким чином, щоб виходила необхідна нев'язка.

Зазвичай після гідравлічного розрахунку газопроводів при нормальному режимі виходить великий запас тиску у вузлах в порівнянні з кінцевим тиском. Щоб “погасити” цей запас при підборі діаметрів відгалужень, приймають максимально можливу величину А_д (або мінімально можливий діаметр, але не менше 50 мм). Отриманий кінцевий тиск у споживача має бути не менш потрібного (або заданого).

Гідравлічний розрахунок мережі високого або середнього тиску зводиться в таблицю 1.

Таблиця 1. Гідравлічний розрахунок мережі низького тиску

 

№ ділянки	Довжина ділянки, км	Витрата газу на ділянці, м3/год.	Умовний діаметр dу, мм	А , МПа/км	А × l , кПа	Тиск, кПа
за планом l	Розрахун-кова l =1,1× l	Р	Р