курсовая работа по газопроводу. Ямгутдинов Ф.Ф. ГТз-18-01 ГП Торжок. Технологический расчет магистрального газопровода

• Название: Технологический расчет магистрального газопровода
• Анкор: курсовая работа по газопроводу
• Дата: 10.12.2021
• Размер: 0.51 Mb.
• Имя файла: Ямгутдинов Ф.Ф. ГТз-18-01 ГП Торжок.docx
• Тип: Пояснительная записка; #299312
• страница: 3 из 4

4. ГИДРАВИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

4.1 Количество компрессорных станций

4.1.1 Рассчитываем оценочную пропускную способность газопровода (коммерческий расход, млн. м³/сут):

(4.1)

где Q – коммерческий расход, млн. м³/сут;

Q_год – годовая производительность газопровода, млрд. м³/год;

k_н – оценочный коэффициент пропускной способности газопровода, определяется по формуле

, (4.2)

где k_ро – коэффициент расчетной обеспеченности потребителей, k_ро= 0,95;

k_эт – коэффициент учёта экстремальных температур, k_эт= 0,98;

k_нд – оценочный коэффициент надежности газопровода, k_нд= 0,98.

.

.

4.1.2 Определяем давления в начале и в конце линейного участка газопровода:

; (4.3)

, (4.4)

гдеР_н – давление в начале участка газопровода, МПа;

Р_к – давление в конце участка газопровода, МПа;

Р_наг – проектировочное давление нагнетания, МПа;

Р_вс – проектировочное давление всасывания, принимаем Р_вс= 5,1 МПа [7. табл.1.8]

∆Р_наг – полные потери давления в нагнетательной линии КС, при наличии АВО газа равна [3];

∆Р_вс – потери давления во всасывающей линии КС, которая зависитот рабочего давления в газопроводе и числа ступеней в установке очистки газа и при одноступенчатой очистке равна [3].

;

.

4.1.3 Рассчитываем среднее давление в линейном участке газопровода:

, (4.5)

где Р_ср – среднее давление в газопроводе, МПа.

.

4.1.4 Для расчета расстояния между компрессорными станциями задается в первом приближении ориентировочным значением средней температуры на линейном участке по формуле

, (4.6)

где Т_ср – средняя температура на линейном участке, К;

Т_н – начальная температура на входе в линейный участок, в первом приближении можно принять равным 303…313 К;

Т₀ – среднемесячная температура грунта в январе, на территории расположения участка трубопровода (г. Ухта), составляет -6,5°С (266,5 К) при глубине заложения 1,6 м.

.

4.1.5 Рассчитываем приведенные температуру и давление

; (4.7)

, (4.8)

где Т_пр – приведенная температура;

Р_пр – приведенное давление;

Т = Т_ср – температура, К;

Р = Р_ср – давление, МПа;

.

.

4.1.6 Определяем коэффициент сжимаемости:

, (4.9)

где z_ср – коэффициент сжимаемости;

А₁ и А₂ – коэффициенты, находящиеся соответственно по формулам

; (4.10)

. (4.11)

.

4.1.7 Полагая в первом приближении режим течения газа квадратичным, рассчитываем коэффициент гидравлического сопротивления

λ_тр ; (4.12)

λ , (4.13)

где λ_тр – коэффициент сопротивления трения;

λ – коэффициент гидравлического сопротивления;

k_э – эквивалентная шероховатость стенки газопровода, равная 0,01 мм;

E – коэффициент гидравлической эффективности принимается равным 0,95 при наличии на газопроводе устройства периодической очистки внутренней полости трубопровода.

По формулам (4.12) и (4.13) рассчитываем коэффициенты гидравлического сопротивления

λ_тр

λ

4.1.8 Определяем среднее ориентировочное расстояние между компрессорными станциями

, (4.14)

где – ориентировочное расстояние между КС, км;

K – коэффициент, зависящий от размерностей величин, равный 105,087.

.

4.1.9 Определяется число компрессорных станций:

, (4.15)

где n₀ – число КС, которое округляется до целого числа n_кс;

L – общая длина участка газопровода, км.

.

Округляем расчетное число КС до n=13, после чего уточняем расстояние между КС по формуле:

, (4.16)

4.2 Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода

В качестве первого приближения принимаются из предварительных вычислений: λ = 0,0259; z_ср = и Т_ср = 287,25 К.

4.2.1 Определяем первое приближение абсолютного давления в конце участка газопровода по формуле

. (4.17)

.

На этом первое приближение закончено, дальше рассчитывается второе приближение.

4.2.2 Определяемвторое приближение абсолютного давления в конце участка газопровода

4.2.2.1 Рассчитываем среднее давление в линейном участке газопровода для уточненного давления в конце участка по формуле (4.5)

.

4.2.2.2 По формулам (4.7) и (4.8) рассчитываем приведенные температура и давление, при Т = Т_ср и Р = Р_ср.

.

.

4.2.2.3 Определим среднюю удельную теплоемкость по формуле

, (4.18)

где с_р – средняя удельная теплоемкость, кДж/(кг∙К);

R – газовая постоянная, кДж/(кг∙К);

Е₀, Е₁, Е₂ и Е₃ – коэффициенты, рассчитываются соответственно по формулам

(4.19)

(4.20)

(4.21)

(4.22)

.

4.2.2.4 Вычисляем коэффициент Джоуля – Томсона по формуле

, (4.23)

гдеDi – коэффициент Джоуля – Томсона;

Н₀, Н₁, Н₂ и Н₃ – коэффициенты, находятся соответственно по формулам

(4.24)

(4.25)

(4.26)

(4.27)

.

4.2.2.5 Рассчитаем коэффициент :

, (4.28)

Где a_t – коэффициент;

К_ср – средний на участке общий коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду:

, (4.29)

где R_из – термическое сопротивление теплоизоляции, м∙К/Вт,

, (4.30)

где λ_из – коэффициент теплопроводности теплоизоляции, Вт/(м∙К);

D_из – наружный диаметр теплоизолированного газопровода, м:

, (4.31)

где δ_из – толщина изоляционного покрытия нанесенного на трубопровод

, (4.32)

где n – число слоев изоляции;

δ_ип – толщина одного слоя изоляции,δ_ип=0,635мм [2, табл. 2.8];

α_гр – коэффициент теплоотдачи от трубопровода в грунт, Вт/(м²∙К), вычисляется по формуле

, (4.33)

где λ_гр – коэффициент теплопроводности грунта, Вт/(м∙К);

h_оэ – эквивалентная глубина заложения оси газопровода, м,

, (4.34)

где h₀–высота слоя засыпки от верхней образующей трубопровода до дневной поверхности;

δ_сн – толщина снегового покрова, м, определяют из Справочника по климату России;

λ_сн– коэффициент теплопроводности для тающего снега,λ_сн=0,64Вт/(м∙К);

α_в– коэффициент теплоотдачи от грунта в воздух, Вт/(м²∙К),

, (4.35)

где υ_в – скорость ветра, м/с.

4.2.2.6 Вычислим уточненное значение средней температуры во втором приближении

. (4.36)

4.2.2.7 Рассчитываем приведенные температуру и давление по формулам (4.7) и (4.8) При Т = Т_ср и Р = Р_ср.

.

.

4.2.2.8 Определим коэффициент сжимаемости и соответствующие коэффициенты по формулам (4.9), (4.10) и (4.11).

.

.

.

4.2.2.9 Находим динамическую вязкость газа по формуле

, (4.37)

где µ - динамическая вязкость газа, Па∙с;

µ₀ – динамическая вязкость газа при нормальном давлении, Па∙с, вычисляется по формуле

. (4.38)

В₁, В₂ и В₃ – коэффициенты, определяют соответственно по формулам

; (4.39)

; (4.40)

. (4.41)

.

Находим динамическую вязкость газа по формуле (4.37)



4.2.2.10 Рассчитываем число Рейнольдса по формуле

(4.42)

4.2.2.11 Коэффициент сопротивления трению

. (4.43)

4.2.2.12 Находим коэффициент гидравлического сопротивления по формуле (4.13)

λ .

4.2.2.13 Определим конечное давление во втором приближении по формуле (4.17)

.

Произведем проверку условия

, (4.44)

где Р_к(i) - конечное давление в i приближении, МПа;

Р_к(i+1) - конечное давление в i+1 приближении, МПа.

.

%.

Условие выполняется

4.2.3 Уточним среднее давление по формуле (4.5).

.

Определим температуру газа в конце линейного участка по формуле

(4.45)

где Т_к – температура газа в конце линейного участка, К.