ввв. В пхг. Поэтому в процессе эксплуатации свойства коллектора систематически исследуются через газовые и наблюдательные скважины
 Скачать 2.99 Mb.
|
|
в ПХГ. Поэтому в процессе эксплуатации свойства коллектора систематически исследуются через газовые и наблюдательные скважины. В процессе хранения газ насыщается парами воды, поэтому при его выдаче, происходящей со снижением температуры газа и его охлаждении, в шлейфах необходимо вводить в скважины 8 и шлейфы ингибиторы гидратообразования. При отборе газ из эксплуатационных скважин поступает на ГРП по индивидуальным шлейфам. Редуцируют давление газа с помощью редуцирующих штуцеров 16. Газ из скважин, поступающий на ГРП по индивидуальным шлейфам, выносит с собой песок и влагу, которые отделяются в сепараторах первой ступени 17 установленных до штуцера по ходу движения газа, и в сепараторах второй ступени 15, установленных после штуцера. После сепараторов газ поступает на установку осушки 14, откуда направляется в магистральный газопровод при температуре точки росы. Осушка газа производится диэтиленгликолем. Для ПХГ, расположенного в водоносном пласте, вытесненная вода при закачке газа направляется в трапы высокого 13 и низкого 12 давлений и далее насосом 10 в бассейн 11, откуда направляется для закачки через поглотительные скважины в более удаленные пласты. Технологическая схема подземного хранилища газа должна позволять производить сбор, замер количества, распределение и обработку газа при отборе и закачке его в хранилище. Перед закачкой в хранилище газ подвергается компримированию до необходимого давления (12...15 МПа). Применяемые технологические схемы ПХГ отличаются в основном только способами очистки газа при закачке в пласт. При использовании поршневых компрессорных агрегатов, при сжатии газ нагревается и загрязняется парами компрессорного масла. При попадании масла на забой скважины уменьшается сечение поровых каналов и снижается фазовая проницаемость для закачиваемого газа, что приводит к увеличению давления закачки и уменьшению расхода газа. Поэтому газ перед закачкой необходимо очищать от примесей, компрессорного масла. При применении многоступенчатых центробежных компрессоров очистка газа от масла не требуется. Для уменьшения дополнительных температурных напряжений в металлической арматуре, обсадной колонне и другом оборудовании скважины нагретый газ охлаждается. В процессе хранения газ обогащается парами воды. При отборе его из хранилища с потоком газа выносятся твердые примеси (частицы глины, песка и др.). Поскольку газ должен подаваться в газопровод очищенным, необходимо производить очистку и осушку газа. Технологическая схема Рассмотрим технологическую схему подземного хранилища газа (рис.). В состав подземного хранилища входят компрессорные цехи, блоки очистки газа и газораспределительные пункты (ГРП). На газораспределительных пунктах выполняется индивидуальный замер закачиваемого и отбираемого газа из скважин, а также очистка газа при отборе. Очистка газа осуществляется в газовых сепараторах, которые установлены на открытых площадках. Расходомеры и клапаны на каждой скважине смонтированы в специальном помещении. При закачке газ с давлением 2...2,5 МПа подается по отводу из магистрального газопровода, проходит очистку в системе пылеочистки 1 и направляется в компрессорный цех 2 на компримирование до давления 12...15 МПа. Поскольку при сжатии его температура резко возрастает, то газ охлаждают в воздушных холодильниках 3 или градирнях. После этого газ поступает на очистку от компрессорного масла. Очистка производится в несколько ступеней: циклонные сепараторы 4 (обычно две ступени), угольные адсорберы 5 и, наконец, керамические фильтры 6. значительных объемов газа и регулирования подачи газа в соответствии с сезонной неравномерностью газопотребления. В процессе подземного хранения газа могут быть решены следующие основные задачи: удовлетворение спроса на газ в период наибольшего газопотребления (пиковые нагрузки), связанного с отопительной нагрузкой в зимнее время; уменьшение капитальных вложений в магистральный газопровод и компрессорные станции; обеспечение благоприятных условий для наиболее экономичного режима работы источников газа и магистрального газопровода с постоянной пропускной способностью; создание необходимых запасов газа в определенных районах страны; Наилучшими с точки зрения экономики и аккумулирующей способности являются хранилища, созданные в истощенных газовых и нефтяных месторождениях, так как отпадает необходимость детального изучения этого уже эксплуатируемого ранее месторождения и сооружения большего числа эксплуатационных скважин. Сооружение подземных хранилищ в водоносных пластах связано с детальным изучением самого пласта и разведывательно-промышленной закачкой газа после строительства большого числа новых скважин. На стадии планового задания на строительство магистрального газопровода рассматривается вопрос о наиболее приемлемых способах обеспечения равномерной работы газопровода независимо от сезонной неравномерности газопотребления. В связи с этим решается вопрос о необходимости, возможности и целесообразности строительства подземного хранилища газа. Решение этого вопроса связано с определением графика потребления газа по месяцам, неделям, сутками, часам. На основании этих данных определяется объем газа, необходимый для выравнивания сезонной неравномерности газопотребления, который может быть определен тремя методами: по числу градусной недостаточности и температуре и количеству тепла, необходимого на один градусодень недостатка температуры; по нормам расхода газа на отопление по всем категориям потребителей; по коэффициентам месячной неравномерности газопотребления. Наиболее надежным способом определения активной емкости подземного хранилища газа является определение ее по коэффициентам месячной неравномерности. При отсутствии данных о годовом потреблении газа для ориентировочных расчетов активной емкости газохранилища используют формулу где - годовое потребление газа на отопление; - годовая потребность в газе за исключением отопления; - коэффициент, учитывающий, что не весь газ, идущий на отопление, входит в активный объем газохранилища (=0,4…0,8); - коэффициент, учитывающий изменения климата в рассматриваемом районе (=1,2…1,5); - коэффициент, учитывающий повышение расхода газа на технологические нужды зимой (=1,01…1,02). Производительность газохранилища определяется графиком годового потребления газа. При этом максимальная производительность где n - число дней отбора газа из газохранилища. При определении общего объема газохранилища необходимо учитывать наличие буферного (остаточного) газа, постоянно находящегося в хранилище в период его Суточные колебания расхода газа по дням недели происходят в результате изменения потребления газа в воскресенье, праздничные дни, а также из-за изменения расхода газа на отопительные нужды. Часовая неравномерность расхода газа по часам суток вызывается: уменьшением потребления газа на бытовые нужды в ночное время; значительным сокращением потребления газа на промышленные нужды из-за сменности их работы; неравномерностью потребления газа объектами коммунального хозяйства в течение суток. В качестве способов покрытия пика неравномерности потребления можно отметить следующие: -подземное хранение газа; -использование буферных потребителей; -использование баз сжиженного газа (пропана и бутана) для получения пропан- воздушной смеси в часы пик; -использование баз сжиженного природного газа (метана); -создание резерва пропускной способности магистральных газопроводов и газовых промыслов; -использование аккумулирующей емкости последних участков магистральных газопроводов; -использование аккумулирующей способности самого магистрального газопровода на всей его протяженности. Для каждого из этих способов имеется определенная область, в которой газ используется наиболее эффективно. Для покрытия сезонной неравномерности потребления используют подземные хранилища. При резких понижениях температуры воздуха в отопительный период эффективно используется перевод крупных буферных потребителей на альтернативное топливо. Вблизи городов можно также сооружать подземные хранилища для сжиженных газов. Часовая неравномерность потребления газа компенсируется с использованием аккумулирующей способности последних участков газопроводов, отводов магистральных газопроводов к крупным потребителям и промышленным районам. Значительная часть неравномерности расхода газа компенсируется за счет аккумулирующей способности разветвленной газораспределительной сети высокого давления в сельской местности. Для хранения газа в газообразном состоянии можно применять газгольдеры. Газгольдерные станции, служащие для выравнивания часовой неравномерности потребления газа, в настоящее время не строят ввиду их высокой стоимости и большой металлоемкости. 30. Аккумулирующая способность магистрального газопровода. (Гольянов) Работа конечного участка магистрального газопровода от компрессорной станции (КС) до ГРС характеризуется нестационарным режимом (постоянно изменяется отбор газа). В ночное время потребление газа меныше подачи, и газ накапливается в газопроводе. Накапливание газа вызывает повышение давления в газопроводе, и количество газа, которое может аккумулировать последний участок газопровода, зависит от максимально возможвого давления в нем. При достижении максимально допустимого давления в газопроводе дальнейшее накопление газа прекращается, т.е. аккумулирующая способность газопровода исчерпывается. Если отбор газа не станет больше или равным его поступлеиию, необходимо уменьшить подачу КС. В дневное время потребление газа превышает подачу, газ, аккумулированный в последнем участке газопровода, поступает в город и давление его падает. образовываться, если влагосодержание насыщенного газа при дросселировании не опустится ниже влагосодержания газа, поступающего на ГРС. В помещениях газорегуляторных пунктов следует предусматривать водяное или паровое отопление как от централизованного источника тепла, так и от индивидуальной отопительной установки. Максимальная температура на поверхности нагревательных приборов не должна превышать 95°С, а температура в помещении при этом 30°С Допускается электрообогрев помещения ГРС или отдельного оборудования при наличии лимитов на электроэнергию и условии выполнения устройств отопления во взрывозащищенном исполнении. Температура нагрева наружных поверхностей оболочек электрооборудо- 112 вания не должна превышать 1150С. Температура отапливаемых помещений газорегуляторных пунктов должна быть не менее 5°С. Для предотвращения обмерзания регуляторов прямого действия и регулирующих клапанов на ГРС используются клапаны и регуляторы с обогревом корпуса горячей водой (рис.3.17). С этой целью с наружной стороны корпуса регулятора или регулирующего клапана приваривается стальной кожух, который подключается к системе циркуляции горячей воды на ГРС. Снижение давления используют для ликвидации уже образовавшихся гидратов. Метод снижения давления дает положительный эффект для ликвидации гидратной пробки, образовавшейся при положительных температурах. В тех случаях, когда изложенные способы не могут быть использованы для борьбы с гидратами, применяют метод ввода в поток газа антигидратных ингибиторов: метиловый спирт (метанол) этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, этилкарболит или электролиты в виде растворов хлористого кальция, поваренной соли, хлористого лития, аммиака и др. 28. Хранилища природного газа. Классификация газохранилищ. Газовое хранилище представляет собой геологическую структуру или искусственный резервуар, используемый для хранения газа при определенном давлении или температуре. Работа хранилища характеризуется двумя основными параметрами – объемным и мощностным. Первый характеризует емкость хранилища – активный и буферный объемы газа; второй – суточную производительность при отборе и закачке газа, продолжительность периода работы хранилища при максимальной производительности. Для обнаружения утечек газа и наличия его в воздухе вводят сильно пахнущие вещества - одоранты. В качестве одоранта в настоящее время используют вещества, обладающие резким неприятным запахом. Одоризация газа производится на выходном трубопроводе из ГРС. Газ, поступающий бытовым потребителям, должен быть одорирован. Газ, поступающий на промышленные предприятия, может не подвергаться одоризации. Сигнальная норма концентрации газа в помещении должна составлять 1/5 нижнего предела взрываемости. Минимальное количество одоранта в газе должно быть таким, чтобы при сигнальной концентрации газа в помещении ощущался запах одоранта. Из этих условий рассчитана норма расхода одоранта. Для этилмеркаптана она составляет 16 г на 1000 м3 газа. Одоризацию следует проводить путем автоматического ввода одоранта, количество которого пропорционально расходу газа. Используют одоранты типа универсальной автоматической одорпзационной установки. Она обеспечивает пропорциональную подачу одоранта и предназначена для установки на ГРС пропускной способностью 3 - 165 тыс. м3 /ч. УОГ-1 автоматически осуществляет подачу одоранта в количестве, пропорциональном расходу газа. 26. Учет количества газа. Измерение количества потребляемого газа основывается на требованиях Федерального закона № 261 и подразумевает повсеместную установку у потребителей соответствующих приборов учета. Тотальная установка подобных приборов приводит к повышению прозрачности расчетов за потребленные объемы энергоресурсов, а также обеспечению их реальной экономии. Экономия достигается за счет оценки эффективности энергосберегающих мероприятий и определению потерь, возникающих во время прохождения энергоресурсов от поставщика к потребителю. Основные цели учета: - определение объемов газа, которые проходят через участников газораспределительной сети; - обоснование для расчетов за использованные объемы между поставщиками, газотранспортными организациями (ГТО), газораспределительными организациями (ГРО), и потребителями (покупателями) газа, соответствующими заключенным договорам на услуги по транспортировке и поставке газа; - осуществление контроля за гидравлическим и расходным режимом систем газоснабжения; - составление баланса газораспределительных и газотранспортных систем; - получение возможности анализа и эффективного управления режимами транспортировки и поставки газа; - выполнение контрольных функций за эффективностью и рациональностью использования энергоносителями. Так как измерения проходящих объемов газа происходит при различных условиях (разной температуре, плотности, давлении), то результаты должны быть приведены к единому стандартному условию, отвечающему ГОСТ 2939-63. Наиболее распространенные методы измерений проводятся в соответствии с разработанными нормативными документами: Методиками измерения и государственными стандартами. Центральный вопрос учета – его достоверность и сведение баланса. Результаты измерений, приведенные к стандартным условиям, получаемые на узлах учета поставщика и сумма всех объемов, полученных потребителями, должны совпадать. 24. Газорегуляторные пункты. Технологические схемы и оборудование ГРП. Предохранительные устройства. Газорегуляторные пункты предназначены для снижения давления и автоматического поддержания его на заданном уровне. ГРП состоят из следующих основных узлов: узла регулирования давления газа с предохранительнозапорным клапаном и обводным газопроводом (байпасом), предохранительного сбросного клапана, контрольно- измерительных приборов, продувочных трубопроводов. Газ высокого или среднего давления входит в ГРП и поступает в узел регулирования, в котором по ходу движения газа располагают: отключающее устройство, фильтр, предохранительный запорный клапан, регулятор давления газа, отключающее устройство. Выходное давление из ГРП контролируется предохранительным запорным клапаном (ПЗК) и предохранительным сбросным клапаном (ПСК). ПЗК контролирует верхний и нижний предел, ПСК – только верхний. ПСК настраивается на меньшее давление, чем ПЗК, поэтому он срабатывает первым. Если отказал регулятор давления, клапан ПСК сработал, а давление в сетях продолжает расти, то сработает ПЗК. Он перекроет газопровод перед регулято- 9 ром давления и прекратит подачу газа потребителям. ПЗК сработает и при недопустимом снижении давления газа, которое может произойти при аварии на газопроводе. При устранении аварии ПЗК приводится в рабочее состояние не автоматически, а только обслуживающим персоналом. Клапан ПСК настраивается на давление, превышающее регулируемое на 10–15 %. При низком выходном давлении разность между давлением настройки и регулируемым давлением должна быть не менее 500 Па. Верхний предел настройки клапана ПЗК принимают на 20–25 % выше регулируемого давления после ГРП. Нижний предел – минимально допустимое давление газа в сети. 23. Регулирование давления газа. Расчет пропускной способности регуляторов давления. При движении через дроссельный орган поток газа преодолевает гидравлические сопротивления, в результате чего уменьшается его статическое давление. Потери давления вызываются неоднократно изменением направления движения, сужением потока при проходе через седло клапана и трением. Обычно при расчете пропускной способности регулирующего клапана проводят аналогию между движением газа через него и истечением из отверстия. получить следующую формулу для определения круговых поправочных расходов при среднем или высоком давлении газа: 22. Газораспределительные станции. Задачи, технологическая схема и компоновка ГРС. В конце магистрального газопровода или на отводе от него в любой точке для подачи газа в газораспределительную сеть города, населенного пункта или промышленного предприятия сооружают газораспределительные станции (ГРС). Газораспределительные станции предназначены для выполнения следующих операций: приема газа из магистрального газопровода; очистки газа от механических примесей; снижения давления до заданной величины; автоматического поддержания давления на заданном уровне; распределения газа по потребителям; измерения количества газа. Кроме того, на ГРС осуществляется вторичная одоризация газа. Независимо от пропускной способности, числа потребителей, давления на входе и выходе, характера изменения нагрузки (расхода газа) технологическая схема ГРС состоит из следующих основных узлов: подключения ГРС к газопроводам, очистки газа, регулировки давления, измерения расхода газа и контрольно-измерительных приборов (КИП), одоризации газа Газораспределительные станции предназначены для подачи потребителям газа с определенными давлением, степенью очистки и одоризации. Они имеют входное давление до 5,5 МПа, а выходное от 0,25 до 2,5 МПа в зависимости от потребителей. На ГРС независимо от их конструктивного исполнения направление движения газа следующее. Газ из магистрального газопровода с давлением р, поступает в блок подключения и направляется на очистку в масляные пылеуловители или висциновые фильтры, затем газ поступает в блок регулирования давления газа потребителей, где происходят снижение давления до заданных величин рк и 83 автоматическое поддержание давления на этом уровне, после чего газ направляется в выходные газопроводы потребителей, на каждом из которых измеряется расход газа и происходит его одоризация. Для упрощения ручных расчетов широко используются номограммы. Неопределенности при расчете тупиковых сетей (устно может спросить): ВОПРОС 1: Почему принято условие постоянства удельного перепада давления А = Сonst? Условие A=Сonst однозначно распределяет суммарный допустимый перепад давления между участками сети. При этом не может быть никакой речи об оптимальности распределения этого перепада давления с точки зрения например, минимальных затрат на строительство сети. ВОПРОС 2: Какое из направлений считать главным? Каков критерий выбора? Протяженность направления, загруженность по расходу. ВОПРОС 3: Как, основываясь на теоретическом расчетном диаметре, выбрать стандартный диаметр? Округлить в большую сторону, округлить в меньшую сторону, принять ближайшее стандартное значение диаметра. ВОПРОС 4: На каком из участков следует изменять диаметр, чтобы расчетное конечное давление соответствовало заданному? Каков критерий выбора? 1. Если, после выбора стандартных диаметров, конечное давление в конце расчетного направления оказалось существенно больше минимально допустимого, то можно уменьшить диаметры на начальном участках рассматриваемого направления. 2. Если же, после выбора стандартных диаметров, конечное давление в конце расчетного направления оказалось меньше минимально допустимого, то следует увеличивать диаметры на участках, расположенных ближе к концу рассматриваемого направления. 21. Гидравлический расчет кольцевых газораспределительных сетей. Методика гидравлической увязки кольцевой сети. Рассмотрим методику гидравлической увязки кольцевой, сети. Предположим, что требуется рассчитать кольцевой газопровод, изображенный на рис. 2.24. В процессе предварительного расчета были определены диаметры для всех участков сети, однако алгебраические суммы потерь давления как для первого, так и для второго колец оказались не равными нулю. Таким образом, после предварительного расчета первое кольцо имеет гидравлическую невязку ΔрI , а второе - ΔрII . Формула выражает перепад давления в вертикальном газопроводе с равномерным отбором газа по высоте для различных режимов течения газа: для ламинарного режима (А=64, =1) ; для критического режима (А=0,0025, =-1/3) ; Для турбулентного режима в случае применения закона Блазиуса (А=0,3164, =0,25) , где - перепад давления от местных сопротивлений; для квадратичного закона распределения Вывод расчетных формул при сосредоточенном отборе газа Диаметр газопровода принимаем постоянным по всей высоте. Все участки газопровода между отборами газа равны между со-бой (h=Н/n, где n - число отборов, равное числу этажей). На-чальный участок принимаем такой же длины, как и остальные участки. Отборы по всем этажам считаем одинаковыми. Общий расход газа составляет М = mn. Определим перепады давления по отдельным участкам вер-тикального газопровода, просуммируем перепады по всем участкам и получим перепад на всем газопроводе: Проведя преобразования, из последнего выражения получаем Формула получена без учета инерционности потока. Влияние скорости можно учесть, если вычесть из правой части поправку на скорость u, которая при сосредоточенном отборе Суммарная потеря давления от ГРП или другого регулирующего устройства до наиболее удаленного прибора – 1800 Па; В том числе в газопроводах: распределительных – 1200 Па; вводах и внутренних – 600 Па. 18. Методика расчета распределительных газопроводов низкого давления с сосредоточенными отборами газа. Порядок расчета газовой сети низкого давления. 1. Конечное давление в системе газоснабжения принимают по техническим характеристикам газовых приборов. Задаются перепадом давлений в системе и определяют расчетные расходы газа Q р по участкам. 2. Выбирают наиболее удаленные точки (их может быть несколько) системы газоснабжения и рассчитывают для каждого направления. 3. При выполнении гидравлического расчета газопровода диа-метр газопровода следует предварительно определять по фор-муле , где D i - диаметр газопровода, см; Q - расход газа, м 3 /ч, при температуре 0°С и давлении 101325 Па; t - температура газа, 0 С; р ср - среднее давление газа (абсолютное) на расчетном участке газопровода, МПа; u - скорость газа, м/с. Ори-ентировочно диаметр можно выбрать, для заданного расхода га-за по номограмме, приняв Па/м. 4. Учет местных сопротивлений в связи с тем, что потери на местные сопротивления соизмеримы с гидравлическими потерями, производят путем расчета потерь на каждом сопротивлении. Вначале определяют сумму коэффициентов местных сопротивлений , а затем находят для =1. 3. Определяют расчетные длины участков , где - расчетная длина участка местных сопротивлений. 6. Определяют по номограммам фактические гидравлические уклоны, ( ) i и перепады давлений для каждого участка. 7. Определяют суммарные потери давления но всему направлению и сравнивают их с заданными. При значительном отклонении от принятой величины (ошибка более 10 %) изменяют диаметры газопроводов ближе к концу основного направления. 8. Проводят расчет отводов. Перепады рассчитанные по двум методикам будут отличаться друг от друга на некоторую величину: Относительная погрешность расчета по приближенной формуле для непрерывного распределения газа по трубе (формула 1) по сравнению с формулой для распределения сосредоточенных отборов (формула 2), которая является более корректной: Для ламинарного режима течения (m=1) Для турбулентного режима при квадратичном законе сопротивления (m=0) Для других режимов в формулу надо подставить соответствующие значения показателя m. Относительная погрешность может быть заранее определена, если задана точность гидравлического расчета. Введем обозначение задаваемой относительной погрешности расчета и определим граничное число отборов n 2 на расчетном участке соответственно для ламинарного и турбулентного в зоне квадратичного закона сопротивления режимов Эти формулы дают возможность по заданной погрешности гидравлического расчета правильно выбрать способ расчета участка газопровода. Если действительное число отборов при соответствующем режиме оказывается большим, чем число, полученное расчетным путем, то расчет можно вести как для равномерного по длине отбора газа. Если же фактическое число отводов меньше полученного по формулам, то гидравлический расчет газопровода следует вести для сосредоточенных расходов газа. 17. Определение расчетных расходов для трубопроводов с распределенным отбором. Расчетные перепады давления. Расчетным расходом газа называется такой эквивалентный расход, постоянный по всей длине газопровода, который создает перепад давления, равный перепаду, создаваемому переменным по длине газопровода расходом газа. Использование понятия расчетного расхода газа на участке газораспределительной сети сводится к замене реальной схемы с путевыми распределенными отборами (и переменными расходами) на некоторую эквивалентную Коэффициенты гидравлических сопротивлений можно выразить для различных режимов одной обобщенной формулой: где А и m – постоянные коэффициенты, зависящие от гидравлического режима течения газа. Для ламинарного режима А=64, m=1; для критического режима А=0,0025, m=-1/3; для турбулентного режима в случае применения закона Блазиуса А=0,3164, m=0,25; для квадратичного закона сопротивления А=0,111, m=0. Если М Т =0, а отборы одинаковы (q 1 =q 2 …=q n ), расстояния между отборами равны между собой, газопровод на всех участках имеет один и тот же диаметр (D 1 =D 2 …=D n ), то при условии одинакового гидравлического режима с показателем m на всех участках газопровода, имеем: 15. Вывод расчетной формулы для случая равномерно распределенного отбора газа по длине горизонтального газопровода. Гидравлический расчет газопровода с учетом большого числа сосредоточенных отборов слишком громоздкий. Для облегчения расчета принимают упрощенную схему газопровода с непрерывным и равномерным отбором газа по длине: В соответствии с принятыми обозначениями имеем путевой расход , Q п = q*l, транзитный расход Q т , пропускная способность участка газопровода длиной х На рассматриваемом участке газопровода имеется несколько отводов, расходы по которым характеризуются некоторой величиной Qi. Если протяженность участка АВ достаточно велика, а величины отборов Q i соизмеримы с величиной транзитного расхода Q Т , то в ряде случаев целесообразно разбить участок АВ на несколько и, принимая на каждом участке А-1, 1-2, …, i-В расход, постоянным по длине, определять диаметр для каждого из этих участков. 2. Расчетная схема газопровода с равномерно распределенными отборами газа по длине На рассматриваемом участке имеется много отводов (отборов) или длина расчетного участка относительно мала. Тогда расчетные диаметры каждого участка будут отличаться друг от друга на незначительную величину. При выборе стандартных диаметров мы вынуждены будем принять один единственный, постоянный для всего участка АВ. В таком случае целесообразно изменить расчетную схему, несколько идеализировав ее, но значительно сократив при этом расчеты. При этом величина удельного расхода q будет определяться как: но с введением расчетного расхода газа: М Р =М Т +М П . В этом случае эквивалентный газопровод рассчитывается по известной формуле Для газопровода с переменным отбором газа имеем Преобразуя, получаем Интегрируя, в пределах от р н до р к и от 0 до , имеем Для эквивалентного газопровода величина в скобках должна быть приравнена к значению. Из соотношения найдем величину . Сокращая и преобразуя, получаем: При М Т = 0 =0,577; при М Т /М П =1 0,52; при М Т /М П =10 0,505 и т.д. Величина колеблется от = 0,577 при отсутствии тран-зита через участок газопровода до 0,5 при больших соотно-шениях М Т /М П Таким образом, зная начальное давление в газопроводе, ве-личины транзитного и путевого расхода газа и , определяют ко-нечное давление по формуле для газопровода без отборов газа. Данный подход резко ускоряет расчет газопроводов с большим количеством отборов газа но длине. Заметим, что режимы газо-вых приборов задаются индивидуально, так как входные давле-ния у них будут разные. Определяющим давлением является давление в конце газопровода. Если оно соответствует необхо-димому для конечного газового прибора, то все остальные ра-ботают с повышенным давлением на входе. 12. Методика расчета разветвленных газопроводов высокого и среднего давлений. Порядок расчета. (Из Белицкого) Найдем увеличение объема М газопровода с лупингом по сравнению с расходом М 0 в газопроводе без лупинга (при равных давлениях до и после увеличения расхода, а также при условии ; D 0 =D 1 ): При заданном увеличении расхода газа и том же перепаде давления длина параллельного газопровода (лупинга) будет Если диаметр лупинга равен диаметру основного газопровода (D 1 =D 2 ), то Если требуется увеличить в 2 раза расход газа в газопроводе (М= 2М 0 ), то длина лупинга т. е. при неизменном перепаде давления на данном газопроводе необходимо параллельно проложить второй газопровод. Из анализа расчетных формул следует, что место установки лупинга по длине газопровода не влияет на гидравлическое со-противление. Поэтому с этой точки зрения лупинг может быть установлен в любом месте газопровода. Расчет газопровода со вставкой Увеличивать пропускную способность газопровода можно пу-тем прокладки участка (вставки) некоторой длины и диаметром, несколько большим диаметра всего газопровода. Для газопровода со вставкой 9. Гидравлический расчет газопроводов высокого и среднего давления: расчет газопровода при сосредоточенном отборе газа и трубопроводов, проложенных параллельно. (Конспект лекций Белицкого) Расчет газопровода при сосредоточенном отборе газа Если отборы газа по длине газопровода существенно отли-чаются по величине и расстояния между точками отбора неодинаковы, т.е. если реальная схема распределения отборов не может быть заменена на идеальную с равномернораспределенными отборами газа по длине, то гидравлический расчет ведут на сосредоточенные отборы. Схема газопровода представлена на рис. 2.8. Газопровод состоит из n участков различных диаметров и длин с соответ-ствующими массовыми расходами и отборами. Если газопровод закапчивается n-м участком, то M n =m n . При наличии тран-зитного расхода М Т , расход на последнем участке M n = М Т +m n Расходы на всех предыдущих участках определяются путем суммирования расходов газа на отводах. Расход на первом уча-стке Для каждого участка газопровода можно записать Сложим левые и правые части выписанных выражений Коэффициент отклонения свойств реальных газов от зако-нов идеальных газов z принят средним для всех участков. Эта формула позволяет рассчитать горизонтальный газопровод с от-бором газа по длине Расчет газопроводов, проложенных параллельно Коэффициент часового максимума расхода газа следует принимать дифференцированно по каждому району газоснабжения, сети которого представляют самостоятельную систему, гидравлически не связанную с системами других районов. Для отдельных жилых домов и общественных зданий расчетный часовой расход газа , м 3 /ч, следует определять по сумме номинальных расходов газа газовыми приборами с учетом коэффициента одновременности их действия по формуле: 8. Режим работы трубопроводов и основные формулы для гидравлического расчета. Режимы работы трубопровода можно классифицировать по: ● изменению температуры: на изотермические (температура газа в каждой точке газопровода и в каждый момент времени постоянна) и на неизотермические. ● изменению пропускной способности: стационарными ( все гидродинамические характеристики потока (давление, скорость, плотность и др.) не зависят от времени) и нестационарным (неустановившемся) Коксовый газ перед поступлением в заводской газопровод проходит очистку, а его давление повышается на газоповысительной станции (ГПС). Потребители, использующие смесь коксового и доменного газов, получают её от газосмесительных станций (ГСС). При избытке природного газа и дефиците коксового и доменного, на предприятиях сооружаются ГГС или установки, перерабатывающие нефтепродукты для выработки искусственных газов, которые после повышения давления на ГПС поступают к потребителям по своим газопроводам. 5. Потребители газа. Режим потребления газа. Методика определения расходов зависит от характера потребителей газа. Всех потребителей можно разделить на следующие основные категории: ● бытовые потребители газа (потребление газа в квартирах жилых домов); ● коммунально-общественные предприятия (потребление газа на предприятиях бытового обслуживания населения, общественного питания и торговли, в учреждениях здравоохранения, на предприятиях по производству хлеба и кондитерских изделий и в прочих учреждениях); ● теплоэлектростанции и котельные (потребление газа электростанциями, потребление газа на отопление и вентиляцию зданий); ● промышленные предприятия (потребление газа на технологические нужды промышленных и сельскохозяйственных предприятий). Все категории потребителей расходуют газ во времени неравномерно. Неравномерность связана с сезонными климатическими изменениями, сезонным изменением производительности промышленных предприятий и так далее. Различают следующие виды неравномерности потребления газа: ● неравномерность по месяцам года (сезонная неравномерность). Вызвана дополнительным расходом топлива в зимнее (холодное) время, а также некоторым уменьшением его потребления на коммунально-бытовые нужды летом. ● неравномерность по дням недели (суточная неравномерность). Вызвана укладом жизни населения, режимом работы предприятий и изменением температуры наружного воздуха. ● неравномерность по часам суток (часовая неравномерность). Вызвана неравномерностью потребления в течении суток. 6. Расчетные годовые расходы газа. Годовые расходы газа для каждой категории потребителей следует определять на конец расчетного периода с учетом перспективы развития объектов, потребителей газа. Продолжительность расчетного периода 10...20 лет. Годовой расход тепла (кДж) на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий вычисляют по формуле: где t вн – температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий,°С; t р.о - расчетная наружная температура для проектирования отопления 4. Структура систем газоснабжения. Выбирается в зависимости от группы, к которой оно относится: 1 группа: предприятия только потребляющие горючие газы; 2 группа: предприятия, которые сами вырабатывают горючие газы, но его количество не покрывает собственные нужды; 3 группа: предприятия, полностью обеспечивающие свои потребности газом собственной выработки; 4 группа: предприятия, у которых выработка искусственных газов превышает собственные нужды. Одноступенчатая схема - снабжение природным газом применяется, когда всем потребителям необходим газ с избыточным давлением ниже 0,005 МПа. 2. Горючие газы, используемые для газоснабжения. (Гольянов) Экзаменационные вопросы по дисциплине «Газовые сети и газохранилища» Раздел 1. 1. Основные сведения о газораспределительных сетях. (Белицкий) Современные распределительные системы газоснабжения представляют собой сложный комплекс сооружений, состоящих из следующих основных элементов: 1) газовых сетей высокого, среднего и низкого давлений; 2) газораспределительных станций (ГРС); 3) газорегуляторных пунктов (ГРП) и установок (ГРУ). Газопроводы систем газоснабжения в зависимости от величины давления транспортируемого газа подразделяются на следующие группы [1]: 1) газопроводы низкого давления – при рабочем давлении газа до 0,005 МПа (0,05 кг/см 2 ) включительно; 2) газопроводы среднего давления – при рабочем давлении газа свыше 0,005 МПа (0,05 кг/см 2 ) до 0,3 МПа (3 кг/см 2 ); 3) газопроводы высокого давления II категории – при рабочем давлении газа свыше 0,3 МПа (3 кг/см 2 ) до 0,6 МПа (6 кг/см 2 ); 4) газопроводы высокого давления I категории – при рабочем давлении газа свыше 0,6 МПа (6 кг/см 2 ) до 1,2 МПа (12 кг/см 2 ) включительно для природного газа и газовоздушных смесей и до 1,6 МПа (16 кг/см 2 ) для сжиженных и углеводородных газов (СУГ). Связь между газопроводами различного давления осуществляется через ГРС и ГРП. Для поселков и небольших городов рекомендуется одноступенчатая система газоснабжения. Для средних городов принимают двухступенчатую систему газоснабжения. Газ от ГРС по сети среднего или высокого давления подается к крупным потребителям и к газорегуляторным пунктам, а от последних – в распределительную сеть города. Для крупных городов рекомендуется трехступенчатая система газоснабжения. Для крупных и средних городов газовые сети должны проектироваться кольцевыми, а для мелких городов и поселков как высокая ступень давления, так и низкая, может быть запроектирована тупиковой. Для крупных городов и центров промышленных районов целесообразно применять дополнительное кольцо с давлением до 2,5 МПа. |