гидравлический расчет. 2.1. Гидравлический расчет. 2 Расчетная часть 1 Проверочный гидравлический расчёт участка газопровода
 Скачать 38.05 Kb.
|
 2 Расчетная часть 2.1 Проверочный гидравлический расчёт участка газопровода Цель: определение давления газа в конце участка магистрального газопровода. Пропускная способность, Q, млн.м3/сут 90,4 Конечное давление, Рк, кг 50.2 Начальное давление, Рн, кг 62.6 Конечная температура газа, Tг на входе, 0 С 9.4 Начальное температура газа, Tг на выходе, 0 С 27.2 Длина участка газопровода, L, км 107 Диаметр газопровода, D, мм 1420 Средне годовая температура грунта на глубине залегания газопровода, tгр, 0 С 10 Теплоёмкость газа, Ср, ккал/(кг оС) 0,6 Коэффициент теплопередачи от газа к грунту, К, ккал/(кг оС) 1,5
Таблица 3 - Состав и основные параметры компонентов газа Ямбурского месторождения Определяем молекулярную массу газовой смеси, Мсм, кг/моль М см = α 1 · М 1 + α 2 · М 2 + … + α n · М n ., (1) где α1.α2.αn.– объемная концентрация компонентов; М1.М2.Мn – молекулярная масса компонентов. М см = 0,986 ·16,043+0,0007·30,08+0,0007·44,097+0,0007·58,124+ +0,0007·72,151+0,0019·44,011+0,0112·28,02=16,36 кг/моль Определяем плотность газа, ρ, кг/м3  (2)где Мсм – молекулярная масса газовой смеси, кг/моль; 22,414 – число Авогадро, м3/кмоль. ρсм = 16,36/22,414=0,72кг/м3 Определяем плотность газовой смеси по воздуху, Δ  (3)где ρсм – плотность газа, кг/м3. ρвозд = 1,293 – плотность сухого воздуха, кг/м3  Определяем динамическую вязкость газовой смеси, μсм, кгс·с/м2 µ см = α 1 · µ 1 + α 2 · µ 2 + … + α n ·µ n , (4) где μ1.μ2.μn – динамическая вязкость компонентов газовой смеси, кгс м2. µсм=(0,986·10,3+0,0007·8,6+0,0007·7,5+0,0007·6,8+0,0007·6,2+0,0019·13,6+ +0,0112·16,6) 10-7= =10,38·10-7 кгс/м2 Определяем критические параметры газовой смеси, Ткр.см, К Т кр. см. = α 1 · Т кр.1 + α 2 · Т кр.2 + … + α n · Т кр.n, (5) где Ткр.1.Ткр2.Ткрn– критические температуры компонентов газовой смеси, К. Ткр.см.=0,986·190,5+0,0007·306,0+0,0007·369,6+0,0007·425,0+0,0007·470,2+ +0,0019·305,0+0,0112·126,0= 190,9 К P кр.см. = α 1 · Р кр.1 + α 2 · Р кр.2 + … + α n · Р кр.n, (6) где Р1.Р2.Рn – критические давления компонентов газовой смеси, МПа Р кр.см. = 0,986· 4,49 + 0,0007 · 4,77 + 0,0007 · 4,26 + 0,0007 ·3,6+ +0,0007·3,24+0,0019· 7,28+0,0112· 3,39 = 4,49 Мпа Определяем среднее давление на участке газопровода, Рср, Мпа  (7)где Рн – начальное давление на участке газопровода Мпа; Рк – конечное давление на участке газопровода МПа.  Определяем среднюю температуру газа по длине расчётного участка газопровода, tср, ˚С  (8) (9)где tн – температура газа в начале расчётного участка; dn - наружный диаметр участка газопровода, мм; l – длина участка газопровода, км; q сут.. - пропускная способность участка газопровода, млн.м3/сут.; Δ – относительная плотность газа по воздуху; С р – теплоёмкость газа, ккал/(кг оС); К – коэффициент теплопередачи от газа к грунту ккал/(м2·ч· оС); е – основание натурального логарифма е = 2,718.    =22,8˚С (10)  Определяем приведенную температуру и давление газа, Тпр и Рпр  (11) (12)где Р ср и Т ср – соответственно средние давление и температура газа МПа и К; Ркр. см. и Ткр.см. – соответственно критические давления и температура газа Мпа и К.   Определяем коэффициент сжимаемости газа по нонограмме [8] в зависимости от и Рпр. и Тпр. Z=0,91. Для определения пропускной способности газопровода или его участка при установившемся режиме транспорта газа, без учёта рельефа трассы, пользуются формулой q млн.м3/сутки.  (13)где d вн. – внутренний диаметр газопровода, мм λ – коэффициент гидравлического сопротивления (с учётом местных сопротивлений по трассе газопровода трение, краны, переходы и т.д.); Допускается принимать на 5% выше λ тр. ; Z – коэффициент сжимаемости газа. Из формулы (13) выражаем, Рк. кгс/cм2  Гидравлический расчёт выполняем в следующей последовательности. Определяем число Рейнольдса, Re  (14)где µ- динамическая вязкость природного газа, кгс·с/м2.  Так как Re » 4000, то режим движения газа по трубопроводу турбулентный, квадратичная зона. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода, λтр  , (15)где Кэ – коэффициент шероховатости стенки газопровода, Кэ = 0,06 мм; Rе – число Рейнольдса.  Определяем коэффициент гидравлического сопротивления участка газопровода с учётом его усреднённых местных сопротивлений, λ  (16)где Е – коэффициент гидравлической эффективности, Е=0,95.  По формуле определяем давление в конце участка газопровода, Рк, МПа  Вывод: Полученное значение давления Рк. = 43,1 кг/см3 соответствует эксплуатационному для компрессорного цеха №4 Алмазного ЛПУМГ. |