Расчет газопровода

 

СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                                                                    ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ                                                        

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ                                                             

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                   

1 . ПОДГОТОВКА ГАЗА  К ТРАНСПОРТУ                                                                      

1 . 1 . Очистка газа от механических примесей                                                     

1 .2. Осушка газа                                                                                      

1 .3. Очистка газа от сероводорода                                                                

1.4. Одоризация газа                                                                                  

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ  ГАЗОПРОВОДА                                                             

2. 1 . Исходные данные и принцип технологического расчета                                  

2.2. Обоснование диаметра газопровода                                                           

2.3. Экономическое сравнение вариантов                                                         

2.4. Увеличение пропускной способности газопровода                                         

З. НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ГАЗОПОТРЕБЛЕНI4Я  И ХРАНЕНИЯ ГАЗА                                         

3.1. Определение аккумулирующей способности последнего участка газопровода        

3.2. Определение объема подземного хранилища газа                                          

4. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ

             ПЕРЕХОДА ЧЕРЕЗ АВТОДОРОГУ.                                                                

4.1       Общая часть                                                                                     
4.2       Устройство перехода                                                                        

4.3       Защита от коррозии                                                                          

4.4       Указания по технике безопасности                                                        

4.5        Мероприятия по охране

5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ                                                                                                                                                                   

 

 

 

 

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ  НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

В курсовом проекте необходимо:

1. Рассчитать и запроектировать:

- оборудование для очистки газа от механических примесей,

- оборудование для осушки газа,

- оборудование для очистки газа от сероводорода  для одоризации газа;

2. Подобрать диаметр однониточного газопровода на основании технико- экономического сравнения вариантов:

- определить необходимое количество компрессорных станций

- подобрать оборудование для них,

- рассчитать технические решения для увеличения пропускной способности газопровода,

-определить аккумулирующую способность последнего участка газопровода

 и активную емкость подземного  хранилища газа;

3. Разработать переход газопровода:

- описать кратко способ производства работ по сооружению перехода газопровода,                                  - предусмотреть мероприятия по защите футляра перехода от коррозии;

4. Определить себестоимость транспорта газа по укрупненным показателям;

5. На графической части проекта дать общие данные проекта:

- показать план трассы,

- схему перехода, его детали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

п/п	наименование	условные обозначе-ния	кол-во	единица измерения
1	Подача газопровода	Q	6	млрд. м3/год
2	Давление перед механической очисткой	Р	3,7	МПа
3	Температура газа, поступающего в абсорбер	t	17	oC
4	Точка росы	tросы	-14	oC;
5	Рабочая плотность газа	р раб	34	кг/м3
6	Относительная плотность  газа	Δ	0,61
7	Коэффициент динамическои вязкости	μ	11,7 ∙ 10-6	н с/м2
8	Коэффициент сжимаемости	z	0,92
9	Длина трассы газопровода	L	1000	км
10	Расчетная температура  грунта на глубине укладки труб	tp	-2	oС
11	Годовая неравномерность  потребления газа	α	8	%
12	Разработать переход  через  автодорогу

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

        Газовая промышленность России принадлежит к числу наиболее развитых отраслей народного хозяйства. Рост добычи, дальнейшего транспорта и использование природных и попутных нефтяных газов вызвало быстрое развитие сети магистральных газопроводов.

      Увеличение потоков газа из основных источников его добычи — севера Тюменской области и среднеазиатских республик потребовало применения труб больших диаметров, работающих под высоким давлением, а также газоперекачивающих агрегатов большой единичной мощности.

       Сфера деятельности ООО «Газпром трансгаз Чайковский» охватывает территории Пермского края, Удмуртской Республики и частично Кировской области. Предприятие было создано в 1984 году, когда начался пик строительства и развития газотранспортной системы. Ежегодно вводилось в эксплуатацию до 1300 км газопроводов, до 20 газоперекачивающих агрегатов. Средний годовой объем транспорта газа увеличился со 120 до 360 миллиардов кубометров.

Сегодня «Газпром трансгаз Чайковский»  занимает 2 место в «Газпроме» по суммарной мощности установленных газоперекачивающих агрегатов и объему транспортируемого газа.

Общество осуществляет транспорт  газа по 14 крупнейшим магистральным  газопроводам, протяженность эксплуатируемых  сетей составляет более 10600 километров. У предприятия 12 филиалов, в ведении  которых находится 62 компрессорных цеха, 274 газоперекачивающих агрегата и 132 газораспределительные станции.

Обществом проводится большая работа по реконструкции линейной части  магистральных газопроводов и модернизации компрессорных станций, газоперекачивающих агрегатов, систем автоматического управления. В этом направлении газовики вот уже более 10 лет тесно сотрудничают с пермскими машиностроителями в рамках программы «Газпром-Урал». В настоящее время на компрессорных станциях предприятия работают несколько разновидностей агрегатов серии «Урал».

        В данном проекте разработаны технические решения для газопровода производительностью 6 млрд. м³ в год газа.

    Проект состоит из пояснительной записки объемом    стр. и двух листов чертежей.

 

 

 

 

 

1.             ПОДГОТОВКА ГАЗА К ТРАНСПОРТУ

1.1. Очистка газа от механических  примесей

 

         Для очистки  газа от механических примесей  принимаем масляный пылеуловитель.  Его пропускная способность должна  быть:

 

По рис.1 определим  пропускную способность масляных пылеуловителей.

Рис.1 Зависимость пропускной способности Q масляных пылеуловителей от диаметра D и давления Р.

Принимаем пылеуловитель диаметром D_n = 2400 мм

Его пропускная способность определяется по формуле

,                                                                                (1.1)

где D_n  - внутренний диаметр пылеуловителя, м;

        Р    - рабочее давление газа в пылеуловителе, МПа;

        Т    - температура газа в пылеуловителе, К;

        р_ж   - плотность масла, кг/м

        р    - плотность газа при рабочих условиях, кг/м³.

для данных условий:   D_n  = 2,4 м; Р = 3,7 МПа; Т = 290 К; р_ж = 900 кг/м³ ; р = 34 кг/м’; тогда,

/ сут

Необходимое число пылеуловителей

        К установке принимаем 7 пылеуловителей, 6 рабочих и 1 резервный.

                                                                                                                                          Таблица 1

       Расход масла солярного марки «Л» составляет до 25 г на 1000 м³ газа.

Необходимый расход масла составляет:

R_м=25 ∙ 16440 = 411000 г/сут.= 411,0 кг

1.2. Осушка газа

        Осушка газа осуществляется на абсорберах с применением поглотителя — дитэтиленгликоля. Она необходима для предотвращения образования гидратов, которые нарушают нормальную работу газопровода (создают в низких участках газопровода гидратные пробки).

        Раствор диэтиленгликоля имеет концентрацию — 98 %.

        В процессе расчета определяется необходимое число тарелок в абсорбере и расход диэтиленгликоля (ДЭГ).

 

 

 

        По графику на рис. 2 находим влагосодержание на входе в абсорбер,

        W_вв— 0,65 г/м³ и на выходе из него W_вв- 0,075 г/м³ (при исходных данных:

температура на входе — 17 ⁰С  , точка росы — минус 14 ⁰С , давление газа - 3,7 МПа). 

        Рис. 2 Номограмма для определения влагосодержания W природного газа при различных температурах и давлениях.

Количество влаги , отбираемое из газа, определяется по формуле:

  , кг/час                                                                                       (1 .2)

         где — часовая производительность абсорбционной установки, тыс. м³/час;

        W_вв и W_{в вых}  - влагосодержание на входе и выходе и выходе из абсорбера.

 

Плотность диэтиленгликоля (98 % раствора)

p =0,98p_(дег)+0,02p,

где p_(дег) — плотность этиленгликоля коля, г/см³        p_(дег) =1,117 г/см³

    

  p -  плотность воды, р = 1 г/см

p =0,98 ∙1,117=0,02∙1 =1,115 г/см³

Принимаем расход циркулирующего в системе раствора 0,03 м³/кг  извлекаемой воды, что составит 33 кг/кг.

Определяем конечную концентрацию абсорбента К₂ по уравнению

,                                                                                                             (1.4)

где Q — объемный расход газа через абсорбер при рабочих условиях;

    К₁ — содержание ДЭГ в концентрированном растворе (долях единицы), К₁ = 0,98;

    К₂ — содержание ДЭГ в насыщенном водой растворе.

 

Тогда 

К₂ =95 %

Количество свежего  раствора по формуле                                                                          (1.4)

 кг/час

Скорость газа в свободном сечении  абсорбера вычисляется по уравнению [2]

,

где p_p — плотность газа в рабочих условиях,  p_p = 34 кг/м³

 м/с

Секундный расход газа, проходимого  через систему осушки, приведенный  к стандартным условиям, определяется по формуле

   ,                                                                                                              (1 6)

 

где  Q — часовой расход газа, тыс. м³/час;

     T — абсолютная температура газа, Т= 273 + 17= 290 К;

     P_ст — стандартное давление, МПа,     P_ст =0,1 МПа;

     P   — давление газа перед осушкой, МПа,   P =3,7 МПа;

     Т_ст — стандартная температура К,     Т_ст = 273 + 17 = 290 К

м³/с

 

 

Необходимое сечение  абсорберов определяется по выражению

 

,                                   м²

 

Принимаем диаметр абсорбера 2400 мм, тогда необходимое число абсорберов

 шт

Принимаем 8 абсорберов.

Теоретическое число  тарелок в абсорбере определяется графически. для этого в координатах  У — Х строят ступенчатую линию между оперативной (рабочей) линией и кривой равновесия. Оперативную линию строят на основании уравнения материального баланса.

V_м(У₁ –У₂) = L(Х₁ –Х₂)                                                                                                 (1 .7)

 Где    У₁ ,У₂ — число молей воды на 1 моль входящего в абсорбер и выходящего из него

           сухого газа;                                                                               

           V_м  — число молей сухого газа, выходящего из абсорбера;

        Х₁ ,Х₂число молей воды на 1 моль чистого сорбента на входе в

           абсорбер и выходе из него;

        L — число молей сорбента, проходящего через абсорбер.                                          Для построения кривой равновесия берут ряд растворов с различными концентрациями при заданной температуре контакта, определяют координаты точки Х и У через парциальное давление воды в растворе в зависимости от его концентрации по графику на рис. 3. После этого по условию равновесия двухфазной системы находят равновесную мольную концентрацию водяного пара в газе.