Критическая температура iго компонента газа, К

Название	Критическая температура iго компонента газа, К
Дата	12.05.2019
Размер	115.91 Kb.
Формат файла
Имя файла	Raschety_2.docx
Тип	Документы #76829
страница	1 из 2

1 2

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 21.03.01.154.17 ПЗ

Плотность смеси при нормальных условиях

(2)

Плотность газовой смеси при стандартных условиях

(3)

Относительная плотность газа по воздуху,

(4)

Псевдокритическая температура газа

				(5)
где			критическая температура i-го компонента газа, К.

(6)

Псевдокритическое давление газа

				(7)
где			критическое давление i-го компонента газа, МПа.

(8)

Определение низшей теплоты сгорания газовой смеси

				(9)
где			низшая теплота сгорания i-го компонента газа,

2.3 Выбор труб и расчёт толщины стенки

Условный диаметр для линейной части трубопровода подбирают исходя из его заданной производительности. Далее, в зависимости от условного диаметра и давления в газопроводе по ТУ 14-3-1138-82 подбирают марку стали для изготовления труб и определяют её свойства:

– временное сопротивление разрыву

– предел текучести

– коэффициент надёжности по материалу К1.

Так как рабочее давление в газопроводе

, принимаем что наружный диаметр газопровода

.

Толщина стенки трубопровода

, мм:

				(10)
где	n		коэффициент надежности по нагрузке и внутреннему рабочему давлению в трубопроводе, ;
			наружный диаметр трубопровода,
			расчётное сопротивление растяжению,
				(11)
где			нормативное сопротивление растяжению металла трубы, МПа;
			коэффициент условия работы трубопровода,
			коэффициент надёжности по материалу трубы,
			коэффициент надёжности по назначению трубопровода,

Выберем марку стали материала трубопровода для определения прочностных характеристик: предела прочности и предела текучести. Для трубопровода диаметром

выберем сталь 14Г2САФ.

Для стали 14Г2САФ предел прочности

предел текучести

Полученную расчётную толщину стенки трубопровода округляем до ближайшего большего значения, предусмотренного ТУ 14-3-1464-82.

Примем ближайшее стандартное значение толщины стенки

Внутренний диаметр трубопровода

(12)

2.4 Расчёт линейного участка между компрессорными станциями

1 приближение:

Определим давление в конце участка газопровода в первом приближении:

		(13)
где			эквивалентная пропускная способность участка газопровода, :
			начальное давление в газопроводе, МПа;
			относительная плотность газа по воздуху;
			коэффициент гидравлического сопротивления газопровода;
			средний коэффициент сжимаемости газа;
			средняя по длине участка газопровода температура газа, К;
			внутренний диаметр газопровода, м;
			длина участка газопровода, км.

Так как неизвестно конечное давление в линейной части, то необходимо определить его с учетом того, что газопровод имеет точку отбора.

Конечное давление

в первом приближении примем по известному давлению, опираясь на номинальную степень сжатия

полнонапорного ГПА с учетом потерь давления на входе КС

			(14)
где	 	давление на входе в ГПА, МПа, которое для первого приближения найдем из формулы; величина потерь давления на входе:
			(15)

Величину потерь давления на входе принимаем

для давления нагнетания

Начальное давление в газопроводе

			(16)
где		потери давления в АВО газа и выходном шлейфе, МПа;
		давление нагнетания компрессорного цеха, МПа.

При

Пропускная способность участка q,

			(17)
где		годовая производительность, млрд ст. м³/год;
		количество суток в году, ;
		коэффициент использования пропускной способности:
			(18)
где		коэффициент расчетной обеспеченности газоснабжения потребителей, ;
		коэффициент экстремальных температур, учитывающий необходимость компенсации снижения пропускной способности газопровода, связанный с влиянием высоких температур окружающей среды;
		коэффициент надежности участка МГ, .

Эквивалентная пропускная способность участка газопровода (если имеется

отбор(подкачка))

			(19)
где		объем отбора (откачки);
		пропускная способность участка газопровода, :
		расстояние до отбора (подкачки);
		расстояние после отбора (подкачки);
		длина участка, км.

Первый участок согласно исходным данным имеет длину

Тогда длина второго участка газопровода

(20)

Найдем коэффициент сжимаемости при средних значениях давления и температуры

					(21)
где				температурный коэффициент:
					(22)
где				приведенные давление и температура:
						(23)
где	  		среднее давление, ; псевдокритическое давление, Мпа:
						(24)

Найдем приведенную температуру

			(26)
где	 	средняя температура во втором приближении, :
			(27)
где		начальная температура в газопроводе;
		Температура грунта, К:

Найдем коэффициент гидравлического сопротивления

				(29)
где	 	коэффициент гидравлической эффективности, учитывающий наличие узла приема и запуска поршня,
	 	коэффициент сопротивления трению:
				(30)
где	 	эквивалентная шероховатость, мм, для новых и чистых труб, ,
		число Рейнольдса:
				(31)
где	 	динамическая вязкость газа , Па ∙ с:
			(32)

Найдем расхождение между первым и со значением, которым задавались(14), оно не должно составлять более 1%:

(35)

Так как расхождение составляет более 1%, то произведем 2 приближение.

II приближение.

Принимаем

.

Среднее по длине участка газопровода давление газа во II приближении

(33)

Средняя по длине участка газопровода температура во II приближении

К:

				(34)
где		среднегодовая температура грунта, ;
		начальная температура в газопроводе, ;
		расчетный коэффициент:
			(35)

Найдем среднюю изобарную теплоёмкость газа

(36)

Найдем среднее на участке газопровода значение коэффициента Джоуля – Томпсона

(37)

Коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта в атмосферу

, Вт/м²·К:

				(38)
где			скорость ветра, 3 м/c.

глубина заложения трубопровода от поверхности грунта

м;

(39)

Коэффициент теплопроводности грунта,

Вт/м·К:

			(40)
где		влажность грунта,
		плотность грунта,
		среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопровода, К:

Эквивалентная глубина заложения

м:

			(41)
где		толщина снежного покрова, м;
		коэффициент теплопроводности снежного покрова, Вт/мК, Для расчета примем

Средний коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду

				(42)
где			термическое сопротивление изоляции :

Задаемся

Отсюда следует

Коэффициент теплоотдачи от трубопровода в грунт

(42)

(43)

(44)

(45)

Найдем расхождение между первым и вторым приближением, оно не должно составлять более 1%:

(46)

Условие выполняется, так как расхождение составляет менее 1%, значит примем

Пересчитаем с учетом полученного значения конечную температуру, для этого сначала нам потребуется пересчитать среднее давление для третьего приближения.

Сравним полученное конечное давление с первым приближением

Видим, что расчетное давление получилось меньше принятого ранее, что

свидетельствует о необходимости увеличения пропускной способности участка при помощи лупинга.

Лупинг принимаем того же диаметра, что и основной газопровод, и определяем его длину,

(47)

Принимаем длину лупинга

Определим эквивалентную длину

			(48)
где		диаметр лупинга, м;
		эквивалентный диаметр трубопровода, м.

C учетом принятых выше условий

Теперь выполним пересчет конечного давления газа на участке с учетом лупинга, то есть эквивалентной длины участка газопровода, приняв результаты расчетов второго приближения в качестве исходных данных:

Определив все необходимые параметры, определим конечное давление в третьем приближении:

Сравним полученное значение с принятым ранее для расчета первого приближения:

(39)

Видим, что условие выполняется, так как расхождение составляет менее 1%, значит окончательно принимаем

Пересчитаем с учетом полученного значения конечную температуру, для этого сначала нам потребуется пересчитать среднее давление для четвертого приближения.

1 2