Газові мережі та устаткування. Практична робота № 2.

Інструкційна карта

до виконання

Практичної роботи №2 «Гідравлічний розрахунок кільцевої мережі газопроводів низького тиску газу»

1.       Вихідними даними для роботи служать два значення рівномірно – розподілених витрат по зонах поверховості (зведена таблиця пр. р. №1)

 = 605,23 м³/год

= 1389,28 м³/год

2.       Знаходимо витрату газу по площі (тобто скільки припадає на 1 гектар) по формулі

ΣF – сума гектарів по зоні забудови

3.       Витрати газу кожним кварталом по формулі

Q_кв = F_кв =

F_кв– площа окремого кварталу

 - по зоні поверховості.

5.       Беремо схему мікрорайону, дану в пр. роботі №1 і збільшуємо її в 2 рази, ігноруючи територію заводу. Посередині кварталів розміщуємо об’єкт мережного ГРП. В місці розташування фабрики показуємо стрілку – скупчену витрату газу.

Довільно виставляємо точки, формуючи тим самим дільниці мережі, та  показуємо стрілками напрямок руху газу від ГРП  до нульових точок. Нульові точки – це точки сходження потоків газу. Вони розміщені по діагоналі  від ГРП, тим самим забезпечують однакову відстань руху газу до них від ГРП за годинниковою стрілкою і проти. На утворених дільницях показуємо фляжок інформації про дільницю.

l_r=                            м

Q_P=                         м³/год

Δp=                        Па/м

d₃×S =                     мм

Геометрична довжина записується згідно масштабу М1:5000 (в 1см -50м).

Після цього схема кільцевої мережі готова до роботи

6.       Таблиця розрахункових витрат газу.

·          Колонка 1. Дільниці мережі. Дільниці записуються так: спочатку ведемо перелік усіх дільниць по периметру мікрорайону, починаючи з лівої верхньої точки. Потім через стрічку записуємо всі внутрішні дільниці, і останньою – дільницю, яка подає газ до ГРП. В ній підрахунок буде відсутній по всіх колонках, окрім транзитної витрати, що служитиме контролем правильності підрахунків.

·          Колонка 2. Геометрична довжина. Виписуємо з флажків дільниць згідно масштабу.

·          Колонка 3. Питомі лінійні витрати  – підрахунок уже виконано на початку практичної. Записуємо уже готові значення таким чином: в спеціальному прямокутнику виписане значення на схемі кожного кварталу.  Дільниці котрі розміщені по периметру мають відношення до одного кварталу. Ті дільниці, які знаходяться в середині мікрорайону – мають відношення до двох кварталів, між якими вони розміщені. В такому випадку значення    додаються.

·          Колонка 4. Шляхові витрати газу Q_шл, м³/год. Це витрати газу по шляху дільниці. Вони знаходяться по формулі:

В кінці колонки шляхових витрат робимо підрахунок цих витрат (Σ_шл) для першого контролю правильності підрахунку, і звіряємо з числом ΣQ_р.р зведеної таблиці практичної роботи №1

Підрахунок буде вважатися точним, коли відповідь буде не більше 2% (хоча допустиме значення 5%).

·          Колонка 5. Еквівалентні витрати газу. Це витрати, при пропусканні яких через ділянку газопроводу втрати тиску будуть рівні втратам в дійсності. Визначаються по формулі:

Q_екв = 0,55×Q_шл, де

Q_шл – шляхові витрати газу.

·          Колонка 6. Транзитні витрати газу. Це витрати, які ділянка несе до слідуючих  ділянок по руху газу. Так, наприклад, усі ділянки, які подають газ до нульових точок -транзитних витрат не мають, (Q_тр = 0). Починають визначати транзитні витрати з самих віддалених ділянок і поступово наближуються до ГРП (проти руху газу). Формула визначення:

Q_тр = Q_тр.п.д. + Q_шл.п.д. ; де

Q_тр.п.д – транзитна витрата попередньої ділянки. Попередня ділянка – це та. куди ділянка, яку ми зараз визначаємо, подала по стрілочці газ.

Q_шл.п.д – шляхова витрата попередньої ділянки.

Приклад знаходження формул транзитних витрат газу:

Q_тр3-2 = Q_{тр 2-1}+ Q_шл2-1

Q_тр6-3= Q_{тр 3-2}+ Q_шл3-2+Q_тр3-4 +Q_шл3-4

Q_тр6-5= Q_{тр 5-4}+ Q_шл5-4+Q_тр5-11+Q_шл5-11

Q_тр6-10= Q_{тр 10-9}+ Q_шл10-9+Q_тр10-11+Q_шл10-11 + Q_ф

Q_тр7-8= Q_{тр 8-1}+ Q_шл8-1

Q_тр6-7= Q_{тр 7-8}+ Q_шл7-8+Q_тр7-9+Q_шл7-9

Q_тр6-ГРП= Q_{тр 6-3}+ Q_шл6-3+Q_тр6-5+Q_шл6-5+Q_тр6-10 + Q_шл6-10+Q_тр6-7+Q_шл6-7 = Q_{ГРП зв. т.}

Транзитна витрата ділянки Q_тр6-ГРП порівнюється з витратою газу ГРП - Q_ГРП, яку ми знаходили  в зведеній таблиці практичної таблиці №1

×100 = відповідь повинна бути менша 5%

Лише тоді розрахунок буде вірним. Інакше, треба шукати помилку в розрахунках.

·          Колонка 7. Розрахункові витрати газу. Їх знаходять по формулі:

Q_p= Q_тр + Q_шл ; де

Q_тр – транзитні витрати газу;

Q_шл – шляхові витрати цієї таблиці.

7.       Визначення втрат тиску ∆р в кільцевій мережі

Допустимі питомі втрати тиску визначають по формулі:

∆р =  ; де

 = 120 даПа – втрати тиску, які допускають втратити у вуличних мережах. Переводимо це значення в Па : 120даПа = 1200 Па.

І приймаємо значення в розрахунок дещо менше допустимого. Значить, ∆р_доп=1180 Па

 – довжина півкільця від ГРП до нульових точок мережі, в метрах.

3,07 Па/м

Готові значення ∆р виписуємо на флажки ділянок.

8.       Таблиця  гідравлічного розрахунку кільцевої мережі низького тиску газу.

Цей розрахунок зводиться до підбору оптимальних діаметрів дільниць при дійсних втратах тиску.

·          Колонка 1. Кільце кварталу. Пишеться буквенна назва кварталу (А, Б, В, Г, … .)

·          Колонка 2. Дільниці мережі. Запис дільниць здійснюємо по кожному кварталу за двома півкільцями. Спочатку – перелік дільниць від ГРП до нульової точки за годинниковою стрілкою, а потім пропускаємо одну стрічку і ведемо запис дільниць від ГРП до нульової точки проти годинникової стрілки, після чого знову пропускаємо одну стрічку і відводимо лінію по горизонталі. У порожніх стрічках буде запис суми дільничних втрат в колонці №11.

·          Колонка 3. Розрахункова витрата газу Q_р м³/год. Це готове число, яке ми рахували в попередній таблиці. Виписуємо по ділянках.

·          Колонка 4. Геометрична довжина l_г, в метрах. Виписуємо ці значення по дільницях з флажків  схеми, згідно масштабу.

·          Колонка 5. Розрахункова довжина l_р, в метрах. Для підземних газопроводів

l_р = l_геом×1,1

·          Колонка 6. Питома втрата тиску середня, по напрямках ∆р Па/м. Це значення ми визначили в пункті 7 пояснень. Виписуємо готові значення з флажків.  

·          Колонка 7. Питома втрата тиску з врахуванням густини, Па/м

∆р_вр= ∆р_с×     ;    де

∆р_с – питома втрата тиску з колонки №6

 – таблиця густини газу  = 0,73 кг/м³

 – дійсна густина газу родовища, підрахунок вівся в практичній роботі №1, кг/м³

·          Колонка 8. Зовнішній діаметр газопроводу, мм. Діаметри дільниць визначаємо по додатку №6 згідно номограми. Дляроботи з номограмою потрібно два значення:Q_р (колонка №3) та ∆р_вр (колонка №7).

Крок 1. На перетині двох значень знаходимо точку.

Крок 2. Рухаємось  по горизонталі  до ближчої лінії діаметрів і записуємо в колонку 8 діаметр дільниці.

Крок 3. Від точок перетину опускаємось вниз на шкалу ∆р і записуємо в колонку №9 значення дійсних питомих втрат тиску.

·          Колонка 9. Дійсні питомі  втрати тиску ∆р_д, Па/м. Знаходження з номограми-

 крок 3.

·          Колонка 10. Дільничні втрати тиску

∆р_діл = ∆р_д×l_р ; де

∆р_д – дійсні втрати тиску (колонка 9)

l_р – розрахункова довжина в метрах (колонка5)

·          Колонка 11. Дійсна дільнична втрата тиску з врахуванням густини газу.

∆р_вр = ∆р_діл× ; де

∆р_діл – дільнична втрата тиску з колонки №10.

 – таблиця густини родовища  = 0,73 кг/м³

 – дійсна густина родовища, в кг/м³ (пр. Р. №1)

В цій колонці підсумовуємо дільничні втрати  тиску по півкільцях, щоб виконати умову:

∑ не повина перевищувати допустиме значення, а саме 1180 Па.

Якщо умова не виконується, треба корегувати діаметр дільниці. Щоб зменшити втрати тиску, треба піти від точки перетину на номограмі вліво і знову зробити перерахунок по колонках 8, 9,10 і 11.

·          Колонка 12.Нев’язка (похибка) в паскалях. Визначається похибка так: порівнюємо дві суми по півкільцях, ∑_більша - ∑_менша, Па. ∑ втрат беремо з колонки 11.

·          Колонка 13. Нев’язка (похибка) у відсотках.

×100 < 10%

∑ втрат беремо з колонки 11.

Має бути дотримана умова, при якій похибка у відсотках становить менше 10.

Гідравлічний розрахунок газопроводів по одному кварталу А виконано. Аналогічно роблять підрахунок і для інших кварталів (по всіх 13^ти колонках). Треба мати на увазі, що прийняті діаметри дільниць попередніх кварталів не можна корегувати в наступних, коли вони повторюються.

Визначені діаметри записуємо на флажки ділянок. Після цього перевіряємо мережу на телескопічність, тобто діаметри від ГРП донульових точок мають йти на зменшення,а не навпаки.

Практична робота завершена.