Газоснабжение района города Челябинск

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.4. Гидравлический расчет квартальных газопроводов

     1. Определяем расчетные расходы по участкам

 

         (2.17) 

       – коэффициент одновременности работы приборов (зависит от количества приборов)

       – расход газа на прибор

     n – кол-во однотипных приборов 

          (2.18)  

     N-тепловая нагрузка прибора(для газовой плиты N=5000 ккал/час, для водонагревателя 10000 ккал/час)

     2. Задаемся располагаемым перепадом давления (ΔP=250Па)

     3. Определяем удельные средние потери по длине: 

       (2.19) 

     4. По удельным средним расходам и удельным потерям давления по длине выбираем диаметры участка и уточняем действительные потери по длине. Определяем потери давления на участках по выражению: 

ΔP=

        (2.20) 

     5. Суммируем потери от наиболее удаленной точки до сети низкого давления (не более 250 Па)

     Таблица 4

     Гидравлически расчет квартальных газопроводов

 
 

 

3. ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ГРС И ГРП 

3.1. Проектирование  газорегуляторного пункта 

     Газорегуляторный  пункт предназначен для снижения давления и поддержания его постоянным в независимости от режима потребления  газа. Для этого используют следующие  оборудование: регуляторы давления, предохранительно – запорные клапаны, гидрозатворы и др.

     Технологическая схема размещения и действия оборудования регуляторных пунктов не зависит  от начального и конечного давления газа в газопроводах и заключается  в следующем: газ из сети среднего давления, проходя через фильтр, очищается от механических примесей и попадает в регулятор, где происходит дросселирование давления до заданного уровня. Это давление поддерживается на одном и том же уровне независимо от количества проходимого газа.

     Предохранительный запорный клапан, устанавливаемый перед регулятором, закрывает проход газу в сеть при повышении давления сверх заданного (при неисправности регулятора). Чтобы предотвратить закрытие клапана и включение регулятора при небольшом перепаде газа и повышении давления, включается в работу сбросное устройство – пружинный клапан или гидрозатвор.

     Регулятор давления вместе с перечисленным  оборудованием имеет обходной газопровод (байпас), по которому подаётся газ при  выключении оборудования.

     Исходные  данные:

     Расход  газа на ГРП   Q=6316,2 м³/ч;

     Избыточное давление газа на входе в ГРП 300 кПа.

     Давление  на выходе – 3 кПа.

     Плотность газа p=0,727 кг/м³.

     Температура газа перед ГРП – 0˚С.

     3.1.1. Подбор регулятора давления:

     Регулятор давления должен обеспечивать пропуск через ГРП необходимого количество газа и поддерживать постоянное давление его независимо от расхода.

     Расчётное уравнение для определения пропускной способности регулятора давления выбираются в зависимости от характера истечения  газа через регулирующий орган.

     Потери в газопроводе, пробковых кранах, предохранительном запорном клапане и фильтре принимаем в пределах 2-7 кПа. Принимаем 6 кПа. В этом случае перепад давления на клапане составит 300-6-3=291 кПа.

      ^{- давление критическое, , тогда ε =0,75 –} коэффициент ε учитывает изменение плотности газа при движении через дроссельный орган, рассчитываются в зависимости от DP/P1 [см. 1, Рис. 3.13].

     При сверх критическом давлении, когда  скорость газа в клапане регулятора давления превышает скорость звука, расчётное уравнение имеет вид:

    

     k_Q - коэффициент пропускной способности регулятора давления.

     Выбор регулятора давления производим по Таблице 3.1 [см. 1, таблица 3.1] в зависимости от коэффициента пропускной способности. РД-80-6,4, для него k_Q=66.

     Определяем  запас его пропускной способность.

       _{, пропускная способность регулятора давления больше его максимальной величины на 54,7%, условие о запасе пропускной способности регулятора давления выполняется.}

       

     _{3.1.2.   Подбор фильтра:}

     Фильтры газовые предназначены для очистки  газа от пыли ржавчины, смолистых веществ  и других твердых частиц. Степень  очистки зависит от фильтрующего элемента. На ГРП используют волосяные фильтры. В волосяном фильтре фильтрующим элементом является кассета набитая конским волосом и пропитанная висциновым маслом.

       _{Что бы перепад давления на кассете фильтра не превышал 10 кПа изначально принимаем к установке фильтр диаметром 200 мм. Паспортные данные: DP=5 кПа, Q=38600 м³/ч. – пропускная способность [см. 1].} 

 

 

     ^{Скорость  движения газа в линии  редуцирования:} 

 

     ^{а) до регулятора давления (D=200 мм):}    

 

     ^{б) после регулятора давления (D=200 мм):}  

 

     ^{в) в газопроводе  после регулятора давления (D=200 мм):} 

 

     Фильтр  ФГ-50-6 (12) Допустимая пропускная способность  4500 м³/ч.

     _{Определение потерь давления в кранах, местных сопротивлениях и ПЗК линии регулирования.} 
 

     Принимаем следующие значения коэффициентов  местных сопротивлений   [см. 2]:

 

Гидравлические  потери определяются по формуле:

  

     _{W – скорость движения газа;}

     _{x - коэффициент гидравлического сопративления;} 

     _{p – плотность газа.}

     Гидравлические  потери составят:

       ^{- до регулятора}   

 

     - после регулятора   

 

     _{Суммарные потери в линии  редуцирования будут равны:} , ^{эта величина меньше предварительно принятой (6 кПа) величины.} 

     _{3.1.3.  Подбор предохранительного сбросного клапана – ПСК.}

     Предохранительно-сбросной клапан защищает газовую сеть после  ГРП от кратковременного повышения  давления в пределах 110 % от величины давления, поддерживаемого регулятором  давления. При срабатывании ПСК избыток газа выбрасывается в атмосферу через газопровод безопасности. Количество газа, подлежащего сбросу ПСК должно быть: Q≥0.0005Q₀  [см.1].

     _{Q=0,0005·6316,2=3,158 м³/ч.}   

     _{3.2. Подбор оборудования для газораспределительных станций}

     Исходные  данные:

     Расход  газа на ГРС   Q=41586,2 м³/ч;

     Давление  газа перед ГРС - 2,5 МПа

     Давление газа после ГРС - 0,35 МПа.

     Температура газа перед ГРС -  10˚С

     Плотность газа p=0,727 кг/м³

1. Очистка газа на ГРС.

     _{Для очистки газа на ГРС  используют масляные фильтры:}

Пропускная способность:      

 

 

     _{D –внутренний диаметр масляного пылеуловителя (фильтра),}

     _{P – давление газа перед фильтром, МПа;}

     _{pж=800 кг/м³ – плотность смачиваещей жидкости при рабочих условиях,}

     _{pг – плотность газа при рабочих условиях,}

     _{Т  - температура газа.}

2. Определение температуры газа на выходе из ГРС.

     _{Температура газа после регулятора давления}

     При малых изменениях линейной скорости формула имеет вид:

 

 

     _{Т1, P1, W1 – параметры газа до регулятора,}

     _{Т2, P2, W2 – параметры  газа после регулятора,}

     _{Сp – изобарная теплоемкость газа,}

       _{- коэффициент Джоуля-Томпсона} 

     3.2.1. Выбор регулятора давления на ГРС.

     Расчет  коэффициента пропускной способности:    

     _{p0 – давление при стандартных условиях,}

     _{Т1 – температура газа на входе в ГРС.}

     Выбор регулятора давления производим по [см.1, Таблица 3.1] в зависимости от коэффициента пропускной способности.  Для ГРС выберем регулятор давления РД-80-6,4       k_Q  = 66 Q_м=30925,19 - превышение максимального расхода составило 12,31%, условие о запасе пропускной способности регулятора давления выполняется [см.3].