метод. газоснабжение. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Газоснабжение"

• Название: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Газоснабжение"
• Анкор: метод. газоснабжение.doc
• Дата: 12.07.2018
• Размер: 3.67 Mb.
• Имя файла: метод. газоснабжение.doc
• Тип: Методические указания; #21385
• страница: 8 из 14

6 ГРП



L=0,07км

(18)




L=1,68км

(17)

L=0,37км

(16)

L=0,07км

(14)

L=0,66км

(15)

L=0,07км

(18)



0

14

15

16

17


(32)

L=0,08

(33)

L=0,08

(34)

L=0,06

(35)

L=0,05


(1)

L=0,2км


V₁₄

19,525

V₁₅

26,78

V₁₆

85,235

V₁₇

433,01



1

13

(19)

L=0,12

(31)

L=0,17

V₁

26,78

V₁₃

3,543

(13)

L=0,43км


(2)

L=0,21км


12

(30)

L=0,07

V₁₂

85,235



2

(20)

L=0,11

(12)

L=0,23км

V₂

1883,52


11

(29)

L=0,06

(3)

L=0,14км

V₁₁

15208,94


(11)

L=0,04км


3

(21)

L=0,08

V₃

3,543



10

(28)

L=0,15

V₁₀

26,78


(4)

L=0,41км


(10)

L=0,11км


4

(22)

L=0,16

V₄

1131,22


9

(27)

L=0,15

V₉

1883,52


V₅

26,78

V₆

19,525

V₇

433,01

V₈

3,543


(23)

L=0,04


(24)

L=0,12

(25)

L=0,07

(26)

L=0,1


5

6

7

8

(5)

L=0,83км

(6)

L=0,14км

(7)

L=0,16км

(8)

L=0,11км

(9)

L=0,2км


Рисунок 1 - Расчётная схема кольцевого газопровода высокого давления

1.8.1Расчет в аварийных режимах

Аварийные режимы работы газопровода наступают тогда, когда откажут в работе участки газопровода, примыкающие к точке питания 0. В нашем случае это участки 1 и 18. Питание потребителей в аварийных режимах должно осуществляться по тупиковой сети с условием обязательного поддержания давления газа у последнего потребителя Р _К = 0,25 МПа.

Результаты расчетов сводим в таблицы 7 и 8.

Расход газа на участках определяется по формуле:

V_Р = 0,59 •  (К _{ОБ i} • V _i), (м³ / ч), (33)

где К _{ОБ i} - коэффициент обеспеченности различных потребителей газа;

V _i - часовой расход газа у соответствующего потребителя, м³/ч.

Для простоты коэффициент обеспеченности принят равным 0,8 у всех потребителей газа.

Расчетную длину участков газопровода определяют по уравнению:

l _Р = 1,1 • l _Г, (км), (34)

Средняя удельная разность квадратов давлений в первом аварийном режиме составит:

А _СР = (0,7² - 0,25²) / 1,1• 6,06 = 0,064 (МПа² / км),

 l _i = 6,06 (км),
Таблица 7 - Аварийный режим на участке 1

Отказал участок 1
№ уч.	d У мм	l Р км	V Р м3 / ч	Р2н-Р2к l Р	Р2н-Р2к , МПа2
1	2	3	4	5	6
18	500	0,077	10053,831	0,045	0,003465
17	500	1,848	9849,4501	0,04	0,07392
16	500	0,407	9809,2192	0,04	0,01628
15	500	0,726	9796,579	0,04	0,02904
14	400	0,077	9787,3632	0,19	0,01463
13	400	0,473	9785,6909	0,19	0,08987
12	400	0,253	9745,46	0,18	0,04554
11	250	0,044	2566,8403	0,1	0,0044
10	250	0,121	2554,2002	0,1	0,0121
9	250	0,22	1665,1787	0,053	0,01166
8	250	0,121	1663,5064	0,053	0,006413
7	250	0,176	1459,1257	0,045	0,00792
6	250	0,154	1449,9099	0,045	0,00693
5	250	0,913	1437,2697	0,045	0,041085
4	200	0,451	903,3339	0,045	0,020295
3	150	0,154	901,6616	0,2	0,0308
2	100	0,363	12,64016	0,031	0,011253
		lР=6,578			(Р2н-Р2к)=0,425601

P _К = (0,7 ² - 0,425601) - 0,1 = 0,1537696 Ошибка: 1,5 %  5 %

Отсюда следует, расчёт сделан правильно.
Переходим к расчету во втором аварийном режиме.
Таблица 8 - Аварийный режим на участке 18

Отказал участок 18
№ уч.	d У мм	l Р км	V Р м3 / ч	Р2н-Р2к l Р	Р2н-Р2к , МПа2
1	2	3	4	5	6
1	500	0,22	10053,831	0,045	0,0099
2	500	0,231	10041,191	0,045	0,010395
3	500	0,154	9152,1692	0,038	0,005852
4	500	0,451	9150,4969	0,038	0,017138
5	400	0,913	8616,5611	0,1	0,0913
6	400	0,154	8603,9209	0,1	0,0154
7	400	0,176	8594,7051	0,1	0,0176
8	400	0,121	8390,3244	0,1	0,0121
9	400	0,22	8388,6521	0,1	0,022
10	400	0,121	7499,6307	0,085	0,010285
11	400	0,044	7486,9905	0,085	0,00374
12	125	0,253	308,37082	0,085	0,021505
13	125	0,473	268,1399	0,06	0,02838
14	125	0,077	266,4676	0,06	0,00462
15	125	0,726	257,2518	0,06	0,04356
16	125	0,407	244,61169	0,06	0,02442
17	125	1,903	204,38072	0,045	0,085635
		lР=6,644			(Р2н-Р2к)=0,42383

P _К = (0,7 ² - 0,42383) - 0,1 = 0,1572353 Ошибка: 2,9 %  5 %

Отсюда следует, расчёт сделан правильно.

На этом расчет во втором аварийном режиме заканчивается.

Зная потери давления на каждом участке, определяем абсолютное давление в каждой точке в обоих аварийных режимах:
P_i = (P ²_Н - (P ²_Н - P ²_К)_i), (35)
где (P ²_Н - P ²_К) - сумма разности квадратов давлений на участках, предшествующих точке определения давления.

Все расчеты по определению давлений в различных точках кольца можно свести в таблицу.

Таблица 9 – Расчет при отказе участка

Номер точки на кольце	Отказал участок 1	Отказал участок 19
	Давление газа, МПа	Давление газа, МПа
0	0,7	0,7
1	0,2537696	0,6928925
2	0,2750491	0,6853503
3	0,3262698	6810675
4	0,3560154	0,6683674
5	0,409673	0,5961669
6	0,418055	0,5831081
7	0,4274131	0,567816
8	0,4348505	0,5570592
9	0,4480569	0,5369497
10	0,4613621	0,5272855
11	0,4661062	0,523727
12	0,5126353	0,5027773
13	0,593856	0,473714
14	0,6060487	0,4688123
15	0,6295514	0,4197916
16	0,6423512	0,3896216
17	0,6975206	0,2572353

Давление газа в точках подключения к кольцу потребителей необходимо знать для определения диаметров ответвлений при гидравлическом расчете последних.

1.8.2Расчет ответвлений

В этом расчете определяются диаметры газопроводов, подводящих газ от кольцевого газопровода к потребителям V ₁, V ₂, ..... , и т. д. Для этого используется расчет давления в точках изменения расходов 1, 2, 3, .... 17 сведенный в таблицу. Перепад давлений в точке подключения газопровода ответвления к кольцевому газопроводу и заданным конечным давлением у потребителя.

Для определения начального давления из таблицы 7,8 для одной и той же точки выбираем наименьшее абсолютное давление газа. Далее определяется удельная разность квадратов давлений на участке:
A = (P ²_Н - P ²_К) / 1,1 • l _{Г i}, (МПа² / км), (36)
По номограмме определяем диаметр газопровода.

Все расчеты по определению диаметров ответвлений сводим в таблицу.


Таблица 10- Расчет ответвлений

Номер ответвления.	Начальное давление, МПа	Конечное давление, МПа	Длина участка, Км	Расход газа, м3 / ч	Диаметр условный, мм
19	0,2538	0,25	0,12	26,78	125
20	0,275	0,25	0,11	1883,52	200
21	0,3263	0,25	0,08	3,543	100
22	0,356	0,25	0,16	1131,22	150
23	0,4097	0,25	0,04	26,78	100
24	0,418	0,25	0,12	19,525	100
25	0,4274	0,25	0,07	433,01	100
26	0,4348	0,25	0,1	3,543	100
27	0,448	0,25	0,15	1883,52	250
28	0,4614	0,25	0,15	26,78	100
29	0,4661	0,25	0,06	15208,94	300
30	0,5028	0,25	0,07	85,235	100
31	0,4737	0,25	0,17	3,543	100
32	0,4688	0,25	0,08	19,525	100
33	0,4198	0,25	0,08	26,78	100
34	0,3896	0,25	0,06	85,235	100
35	0,2572	0,25	0,05	433,01	150

1.8.3Расчёт при нормальном потокораспределении

Нормальное потокораспределение предполагает движение газа от питания кольца в обе стороны.

Точка схода обоих потоков газа должна находиться где-то на кольце. Эта точка определяется из следующих условий - расходы газа по обоим направлениям кольца должны быть примерно одинаковыми.

Расчёты при нормальном потокораспределении рекомендуется свести в таблицу.

* Знаки "+" и "-" означают условное деление потоков газа на положительные (направление по часовой стрелке) и отрицательные (движение против часовой стрелки).

Для определения ошибки надо просуммировать по модулю все числа в графе 6 и оценить разность положительных и отрицательных чисел в этой же графе по нижеприведенной формуле

Ошибка составляет: 0,04934 • 100 / 0,5 • 0,37968 = 25,99 %

Диаметры участков газопровода в этом режиме выбираются из таб­лицы расчетов в аварийных режимах. Для каждого участка принимается наибольший из двух диаметров. При этом размеры диаметров на голов­ных участках кольца будут наибольшими. Далее размеры диаметров бу­дут монотонно убывать в направлении точки схода потоков.

Таблица 11

NО участка.	Расход на участке, м3/ч	Диаметр газопровода, мм	Длина участка, км	Р2Н-Р2К/l, МПа2/км	Р2Н-Р2К, МПа2	Р2Н-Р2К/VУЧ, • 10-6
1	2	3	4	5	6	7
1	-10650,2445	500	0,2	0,052	0,0104	0,976
2	-10623,4645	500	0,21	0,052	0,01092	1,026
3	-8739,9445	500	0,14	0,034	0,00476	0,545
4	-8736,4015	500	0,41	0,034	0,01394	1,596
5	-7605,1815	400	0,83	0,085	0,07055	9,277
6	-7578,4015	400	0,14	0,085	0,0119	1,57
7	-7558,8765	400	0,16	0,085	0,0136	1,799
8	-7125,8665	400	0,11	0,075	0,00825	1,158
9	-7122,3235	400	0,2	0,075	0,015	2,106
10	-5238,8035	400	0,11	0,039	0,00429	0,819
11	-5212,0235	400	0,04	0,039	0,00156	0,299
12	+9996,9165	400	0,23	0,122	0,02806	2,807
13	+10082,1515	400	0,43	0,122	0,05246	5,203
14	+10085,6945	400	0,07	0,122	0,00854	0,847
15	+10105,2195	500	0,66	0,045	0,0297	2,939
16	+10131,9995	500	0,37	0,045	0,01665	1,643
17	+10217,2345	500	1,68	0,045	0,0756	7,399
18	+10650,2445	500	0,07	0,05	0,0035	0,329
					= 0,37968	= 42,34•10-6
					

Для определения удельной разности квадратов давлений на участке используют номограмму. Их определяют по известным диаметру и расходу и вносят в графу 5 таблицы. Зная расчетные длины участков, вычисляют разности квадратов давлений на участках и вносят их в графу 6 таблицы.

Критерием правильности расчёта является равенство сумм положительных и отрицательных значений Р²н - Р²к. Если равенства нет, то разность этих значений не должна превышать 10 % от половины абсолютного значения суммы чисел в графе 6 таблицы. В нашем примере эта разность составляет 25,99 %, что слишком много.

Следовательно, расчёт надо повторить.

Для снижения ошибки надо подсчитать так называемый круговой расход по формуле:
V = (Р²н - Р²к) • 10⁶ / 2 •Р²н - Р²к) / Vi, (37)
V = 0,04934 • 10⁶ / 2 • 42,34 = 582,66 600 (м³/ч),

Сумма в знаменателе этой формулы берется из графы 7 таблицы 11.

Увеличим все положительные расходы на 600 м³/ч, а все отрицательные расходы уменьшим также на 600 м²/ч. Повторим расчет при новых зна­чениях расходов на участках.
Таблица 12

NО Участка.	Расход на участке, м3/ч	Диаметр газопровода, мм	Длина участка, км	Р2Н-Р2К/l, МПа2/км	Р2Н-Р2К, МПа2	Р2Н-Р2К/VУЧ, • 10-6
1	2	3	4	5	6	7
1	-11250,2445	500	0,2	0,06	0,012	0,976
2	-11223,4645	500	0,21	0,06	0,0126	1,026
3	- 9339,9445	500	0,14	0,037	0,00518	0,545
4	-9336,4015	500	0,41	0,037	0,01517	1,596
5	-8205,1815	400	0,83	0,1	0,083	9,277
6	-8178,4015	400	0,14	0,1	0,014	1,57
7	-8158,8765	400	0,16	0,1	0,016	1,799
8	-7125,8665	400	0,11	0,085	0,00935	1,158
9	-7725,3235	400	0,2	0,085	0,017	2,106
10	-5838,8035	400	0,11	0,048	0,00528	0,819
11	-5812,0235	400	0,04	0,048	0,00192	0,299
12	+9396,9165	400	0,23	0,117	0,02691	2,807
13	+9482,1515	400	0,43	0,117	0,05031	5,203
14	+9485,6945	400	0,07	0,117	0,00819	0,847
15	+9505,2195	500	0,66	0,038	0,02508	2,939
16	+9531,9995	500	0,37	0,038	0,01406	1,643
17	+9617,2345	500	1,68	0,038	0,06384	7,399
18	+10050,2445	500	0,07	0,045	0,00315	0,329
					= 0,38304	= 43,5•10-6
					+0,00004

Ошибка составляет: 0,00004 • 100 / 0,5 • 0,38304 = 0,02 %,

После введения кругового расхода ошибка снизилась до 0,02%, что приемлемо.

На этом гидравлический расчет газопровода высокого дав­ления заканчивается.