Расчет системы газоснабжения низкого давления четвертой категории

Рисунок 5.1. Расчетная схема системы газоснабжения низкого давления

четвертой категории

Удельные путевые расходы:

∆ q_d = Q^h_d /L_к, м³/ч^.*м, (5.1)

где Q_к - суммарный расход газа, м³/ч

L_к - суммарная длина контура, м

∆ q_{d I} = 775, 57/2740=0, 283 м³/ч^.*м

Дальнейший расчет ведется в табличной форме.

Результаты расчета приведены в таблице 5.1

Таблица 5.1 Удельные путевые расходы для всех питающих контуров

сети

№ контура	Газоснабжаемые зоны	L контура	qd м3/ч*м
F, га	N, чел	Qhd, м3/ч
I	20.96		775.57		0.283
II	31.88		626.28		0.243
A	21.98		458.85		0.394
B	6.2		129.58		0.133
C	6.2		129.58		0.133
D	21.98		425.14	1112.5	0.382
E	9.66		193.15		0.277
F	11.2		536.95	752.5	0.714
Всего:	3275.9

Определяются расчетные расходы газа для всех участков сети:

Qn = q_d* L, м³/ч^., (5.2)

где Qn – путевой расход газа

L – суммарная длина расчетных участков в контуре

Определяются расчетные расходы газа:

Qp = 0, 55* Qn + Qтр, м³/ч^., (5.3)

где 0, 55* Qn – эквивалентная длина расчетного участка

Qтр – транзитный расход газа

Q_n^1-2 = 0, 671*305=204, 66, м³/ч

Q_Р^1-2 = 0, 55*204, 66=112, 56 м³/ч

Дальнейший расчет расходов газа ведется в табличной форме.

Правильность расчета расчетных расходов газа определяется путем сравнения сумм часовых расходов Q^h_d газоснабжаемых зон и расчетных расходов Qp питающих участков сети 5-11 и 15-11. При этом невязка получившихся значений должна быть в пределах 10%.

Таблица 5.2. Определение расчетных расходов газа

№ уч	L, м	Удельный путевой расход qd м3/ч.	Расход газа, м3/ч
Qn	0, 55 Qn	Qтр	Qp
1-2		0.394+0.277=0.671	204.66	112.56	-	112.56
3-4		0.243	83.84	46.11	-	46.11
2-3		0.243+0.277=0.52	205.4	112.97	83.84	196.81
2-5		0.394+0.243=0.637	130.59	71.82	493.92	565.72
6-7		0.394+0.133=0.527	189.72	104.35	-	104.35
9-10		0.283	32.55	17.89	-	17.89
8-9		0.283+0.133=0.416	160.16	88.09	32.55	120.64
7-8		0.283+0.133=0.416	65.68	52.62	192.71	245.33
5-7		0.283+0.394=0.677	199.72	109.84	478.11	587.95
12-13		0.382+0.714=1.096	334.28	183.35	-	183.35
4-14		0.243	83.84	46.11	-	46.11
13-14	447.5	0.243+0.714=0.957	428.26	235.54	83.84	319.38
13-15	152.5	0.243+0.382=0.625	95.11	52.42	846.38	941.69
16-17		0.133+0.382=0.515	180.4	101.97	-	101.97
10-19		0.283	32.55	17.89	-	17.89
18-19		0.283+0.133=0.416	160.16	88.09	32.55	120.64
16-18		0.283+0.133=0.416	95.68	52.62	192.71	245.33
15-16		0.283+0.382=0.665	196.18	107.89	468.79	664.97
5-11		0.283+0.243=0.526	181.47	99.81	1302.32	1483.79
11-15		0.283+0.243=0.526	181.47	99.81	1606.66	1706.47
Итого:	3190, 26

Для гидравлического расчета кольцевых участков используется номограмма 2.17 литературы [4].

Для подбора диаметров труб необходимо определить располагаемые удельные потери давления:

∆ P/L=910/∑ L, Па/м, (5.4)

где 910 – располагаемые потери давления без учета местных потерь, Па

∑ L – сумма длин участков от ГРП до точки схода, м.

Далее по номограмме 2.17 с помощью располагаемых удельных потерь давления и расхода газа на расчетном участке подбираются трубы в соответствии с ГОСТ 10704-91. Получившиеся значения удельных потерь давления записываю в таблицу 5.3

Определяются потери давления:

∆ P=∆ P/L* L, Па (5.5)

∆ P ^5-11=0, 75*345=258, 75, Па

Дальнейшие расчеты ведутся в табличной форме. Результаты расчета приведены в таблице 5.3

Для проверки правильности расчета сравнивают суммы потерь давления на разных по направлению участках. При этом невязка получившихся значений должна быть в пределах 10%. При невязке меньше 10% гидравлический расчет кольцевых участков можно закончить.

Таблица 5.3. Гидравлический расчет кольцевых участков на первом этапе

Продолжение таблицы 5.3. Гидравлический расчет кольцевых участков на первом этапе

II	11-15	I		325*8	1706.47	0.95	327.75
13-15		152.5	273*7	941.69	0.85	129.63	0, 14
	13-14		447.5	159*4	319.38	0.3	134.25	0, 42
4-14			89*3	46.11	0.75	258.75	5, 61
3-4			89*3	-46.11	0.75	-258.75	5, 61
2-3			219*6	-196.11	0.68	-268.6	1, 36
2-5			273*7	-565.72	0.45	-92.25	0, 16
5-11	I		325*8	-1483.79	0.75	-285.75	0, 17

Второй этап гидравлического расчета кольцевых участков рассматривается как резервирование элементов сети. Для повышения надежности работы кольцевых участков корректируются их диаметры. Для оценки значимости кольца используется его материальная характеристика:

М = ∑ Di*Li, (5.6)

Для формирования диаметра кольца необходимо вычислить значение среднего диаметра по кольцу по формуле:

Dср.к = (М/*∑ Li)*a, мм, (5.7)

где a=1, 1¸ 1, 2 - коэффициент, учитывающий увеличение материальной характеристики кольца с постоянным диаметром, a = 1, 1.

Участки кольца формируются из ближайших значений труб по ГОСТ 10704-91.

Для выполнения итерации определяется поправка по кольцу:

∆ Qк = ∆ Q’к+∆ Q’’к, м³/ч (5.8)

где ∆ Q’к – поправка по рассчитываемому кольцу, м³/ч

∆ Q’’к – поправка влияния на рассчитываемое кольцо соседним

кольцом, м³/ч

∆ Q’к= - , м³/ч (5.9)

где ∑ ∆ Pi – сумма потерь давления по рассчитываемому кольцу, Па

∆ Q’’к= - , м³/ч (5.10)

где ∆ Pij/Qij – сумма отношения давления к расходу газа

граничащих участков двух колец

М ^I=345*325*2+295*219*2+230*159*2+380*145*2+115*57*2=604901 мм

М ^II=345*325*2+345*89*2+(152.5+205)*237+447.5*159+395*219=594709.5 мм

D ^I_ср =1.1*604901/2730=222.57 мм

D ^II_ср =1.1*594709, 5/2580=230, 51 мм

∆ Q’_I = - =45, 09, м³/ч

∆ Q’_II = - =-85.68, м³/ч

∆ Q’’_I = - =-11.77, м³/ч

∆ Q’’_II = - =6.55, м³/ч

∆ Q_I =45.09-11.77=33.32, м³/ч

∆ Q_II =-85.68+6.55=79.13, м³/ч

Дальнейший расчет ведется по формулам 5.4 и 5.5.

Результаты расчета записываются в таблицу 5.4

Таблица 5.4. Гидравлический расчет кольцевых участков на втором этапе

№ Кол.	Участки кольца	Предварительное распределение	∆ Q, м3/ч	Первая итерация
№уч	№сос. Коль.	L, м	Dн*S, мм	Qp, м3/ч	∆ P/L, Па/м	∆ P, Па	∆ P/Qp	∆ Q, м3/ч	∆ Qp, м3/ч	∆ P/L, Па/м	∆ P, Па	1, 1∆ P, Па
I	5-11	II		325*8	1483.79	0, 7	241, 5	0, 16	33, 32	112, 45	1596, 24	0, 8	276, 00	303, 60
5-7			219*6	587.95	0, 9	265, 5	0, 45	33, 32	621, 27	1, 10	324, 50	356, 95
7-8			219*6	245.33	0, 165	37, 95	0, 15	33, 32	278, 65	0, 23	52, 90	58, 19
8-9			219*6	120.64	0, 05	19, 25	0, 16	33, 32	153, 96	0, 05	19, 25	21, 18
9-10			219*6	17.89	0, 05	5, 75	0, 32	33, 32	51, 21	0, 05	5, 75	6, 33
10-19			219*6	-17.89	0, 05	-5, 75	0, 32	33, 32	15, 43	0, 05	5, 75	6, 33
18-19			219*6	-120.64	0, 05	-19, 25	0, 16	33, 32	-87, 32	0, 05	-19, 25	-21, 18
16-18			219*6	-245.33	0, 165	-37, 97	0, 15	33, 32	-212, 01	0, 13	-29, 90	-32, 89
15-16			219*6	-664.47	1, 25	-368, 75	0, 55	33, 32	-631, 15	1, 20	-354, 00	-389, 40
11-15	II		325*8	-1706.47		-345	0, 2	112, 45	-1594, 02	0, 80	-276, 00	-303, 60
Ошибка = =-30, 7%	Ошибка = =0, 73
II	11-15	I		352*8	1706.47			0, 2	-79, 13	-112, 45	1594, 02	0, 8	276, 00	303, 60
13-15		152.5	219*6	941.69	2, 4		0, 39	-79, 13	862, 56	2, 00	305, 00	335, 50
13-14		447.5	219*6	319.38	0, 3	134, 25	0, 42	-79, 13	240, 25	0, 17	76, 08	83, 68
4-14			219*6	46.11	0, 05	17, 25	0, 37	-79, 13	-33, 02	0, 05	-17, 25	-18, 98
3-4			219*6	-46.11	0, 05	-17, 25	0, 37	-79, 13	-125, 24	0, 05	-17, 25	-18, 98
2-3			219*6	-196.11	0, 12	-47, 4	0, 24	-79, 13	-275, 24	0, 23	-90, 85	-99, 94
2-5			219*6	-565.72	0, 9	-184, 5	0, 33	-79, 13	-644, 85	1, 24	-254, 20	-279, 62
5-11	I		325*8	1483.79	0, 7	-241, 5	0, 16	-112, 45	-1596, 24	0, 8	-276, 00	-303, 60
Ошибка = =54, 96%	Ошибка = =0, 23

Гидравлический расчет тупиковых газопроводов выполняется после окончательного заполнения таблицы 4. Располагаемым давлением на расчетных участках будет являться располагаемое давление всей системы за вычетом суммарных потерь давления на предыдущих кольцевых участках по кратчайшему пути движения газа до ГРП.

Располагаемое давление:

∆ Р=1000-∑ Рi, Па (5.11)

где ∑ Рi – сумма потерь давления предыдущих участков кратчайшего

пути до ГРП, Па

С помощью номограммы 2.17 литературы [4] и располагаемых удельных потерь давления подбираются диаметры расчетных участков.

Дальнейший расчет тупиковых ответвлений ведется в табличной форме. Результаты расчетов записываются в таблицу 5.5.

Таблица 5.5 Гидравлический расчет тупиковых ответвлений

Номер участка	L, м	Qр	Располагаемое давление	Dн*s, мм	Фактическое давление	σ, %
P, Па	P/L, Па/м	P/L, Па/м	P, Па
1-2		112, 56	416, 78	1, 37	114*4	1, 2	402, 6	3, 4
6-7		104, 35	339, 45	0, 94	140*4, 5	0, 35	53, 9	5, 7
	114*4	1, 1	266, 2
12-13		183, 35	360, 9	1, 18	140*4, 5	0, 9	267, 3	0, 73
	114*4	2, 5	96, 25
16-17		101, 97		0, 85	140*4, 5	0, 37	65, 12	0, 04
	114*4	1, 1