Газоснабжение. Расход природного газа на котельную. Гидравлический расчёт внутрикотельного газопровода
n– эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы принимается равной, см :
— для стальных труб – 0.01 см ;
— для полиэтиленовых труб – 0.002 см .
— Расчётная длина трубопроводов для наружных надземных и внутренних газопроводов :
– действительная длина газопровода, м;
Σζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода длиной ;
– эквивалентная длина прямолинейного участка газопровода, м , потери давления на котором равны потерям давления в местном сопротивлении со значением коэффициента ζ=1.
— Эквивалентная длина газопровода для всей области турбулентного режима движения газа в газопроводе:
Q – расход газа, м 3 /ч , при температуре 0 0 С и давлении 0.10132 МПа (760 мм.рт.ст.);
ν – коэффициент кинематической вязкости газа, м 2 /с (при температуре 0 0 С и давлении
d – внутренний диаметр газопровода, см ;
n– эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы принимается равной, м :
— для стальных труб – 0. 01 см ;
— для полиэтиленовых труб – 0. 002 см .
Разбиваем газопровод на три расчётных участка. За нулевую точку принимаем выход из регулятора давления газа, конечная точка К2.
— Эквивалентная длина газопровода:
Q – расход газа, Q=63.8 м 3 /ч ;
ν – коэффициент кинематической вязкости газа, ν =14.3·10 -6 м 2 /с ;
d – внутренний диаметр газопровода, d=3.2 см ;
n– эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки стальной трубы n=0.01 см .
— Расчётная длина газопровода:
– действительная длина газопровода, м;
Σζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода ,Σζ=1.1;
– эквивалентная длина прямолинейного участка газопровода, м .
— отвод гнутый 90 0 ζ=0.3·2;
— Давление в начале расчётного участка:
РК3 – абсолютное значение газа в конце газопровода, РК1 =0.12МПа ;
ν – коэффициент кинематической вязкости газа, ν =14.3·10 -6 м 2 /с ;
d – внутренний диаметр газопровода, d=3.2 см ;
ρ – плотность газа, кг/м 3 (при температуре 0 0 С и давлении 0.10132 МПа), ρ=0.73 кг/м 3 ;
n– эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки стальной трубы n=0.01 см .
— Эквивалентная длина газопровода:
Q – расход газа, Q=63.8 м 3 /ч ;
ν – коэффициент кинематической вязкости газа, ν =14.3·10 -6 м 2 /с ;
d – внутренний диаметр газопровода, d=3.2 см ;
n– эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки стальной трубы n=0.01 см .
— Расчётная длина газопровода:
– действительная длина газопровода, м;
Σζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода ,Σζ=1.5;
– эквивалентная длина прямолинейного участка газопровода, м .
— тройник поворотный (ответвление) ζ=1.5.
— Давление в начале расчётного участка:
Р1 – абсолютное значение газа в конце газопровода, РК1 =0.1414 МПа ;
ν – коэффициент кинематической вязкости газа, ν =14.3·10 -6 м 2 /с ;
d – внутренний диаметр газопровода, d=3.2 см ;
ρ – плотность газа, кг/м 3 (при температуре 0 0 С и давлении 0.10132 МПа), ρ=0.73 кг/м 3 ;
n– эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки стальной трубы n=0.01 см .
— Эквивалентная длина газопровода:
Q – расход газа, Q=127.6 м 3 /ч ;
ν – коэффициент кинематической вязкости газа, ν =14.3·10 -6 м 2 /с ;
d – внутренний диаметр газопровода, d=5 см ;
n– эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки стальной трубы n=0.01 см .
— Расчётная длина газопровода:
– действительная длина газопровода, м;
Σζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода ,Σζ=5.4;
– эквивалентная длина прямолинейного участка газопровода, м .
— тройник поворотный (ответвление) ζ=1.5·2;
— отвод гнутый 90 0 ζ=0.3·3;
— Давление в начале расчётного участка:
Р3 – абсолютное значение газа в конце газопровода, РК1 =0.1797 МПа ;
ν – коэффициент кинематической вязкости газа, ν =14.3·10 -6 м 2 /с ;
d – внутренний диаметр газопровода, d=5 см ;
ρ – плотность газа, кг/м 3 (при температуре 0 0 С и давлении 0.10132 МПа), ρ=0.73 кг/м 3 ;
n– эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки стальной трубы n=0.01 см .
5.2. Подбор газооборудования, расположенного в котельной.
Подбор регулятора давления.
Пропускная способность ГРУ – Q=369 м 3 /ч ;
Избыточное давление газа на входе – Рвх,изб=310 кПа ;
Избыточное давление газа на выходе – Рвых,изб=25 кПа .
Предварительно принимаем потери в газопроводе, кранах, предохранительном запорном клапане и фильтре равными 10 кПа .
— Перепад давления на клапане:
Рвх,изб=310 кПа ; Рвых,изб=25 кПа ; Рабс. =410 кПа ; ∆=10 кПа
Следовательно, условия течения газа через регулятор давления докритические. Подбираем регулятор типа РДБК1:
Q=369 м 3 /ч – пропускная способность ГРУ ;
ε=0.8 – коэффициент, определяется по рисунку 7.15 [лит.20], для К=1.67 и ∆Р/Рабс=0.47.
Z=1 – коэффициент, так как входное давление газа не высокое, Т=273 К.
У регулятора РДБК 1-50/35 Кυ=32. Следовательно принимаем регулятор
— Запас пропускной способности регулятора РДБК 1-50/35 :
Пропускная способность регулятора давления больше расчётной
Похожие материалы
Источник
3.4. Физико-химические и теплофизические свойства природных газов
Вязкость — свойство жидкостей и газов, характеризующих сопротивляемость скольжению или сдвигу одной их части относительно другой.
Коэффициент динамической вязкости характеризует силы взаимодействия между молекулами газа, которые преодолеваются при его движении. Динамическая вязкость газа связана с его плотностью т, средней длиной свободного пробега и средней скоростью молекул соотношением
Основной единицей вязкости в системе СИ является паскаль-секунда (Па*с). В нефтепромысловой практике вязкость измеряют в пуазах (П) или сантипуазах (сП). 1сП = 0.01 П= 0.001 Па*с.
Коэффициент кинематической вязкости. В расчетах наряду с абсолютной вязкостью газа применяют кинематическую вязкость 
, равную абсолютной вязкости, деленной на плотность газа: 
.
Единицей кинематической вязкости является квадратный метр на секунду (м 2 /с) или квадратный миллиметр на секунду (мм 2 /с). 1 мм 2 /с = 10 -6 м 2 /с.
В нефтепромысловой практике кинематическую вязкость измеряют в Стоксах (Ст) или сантистоксах (сСт). 1 Ст = 10 -4 м 2 /с; 1 сСт = 10 -6 м 2 /с = 1 мм 2 /с.
При пересчетах абсолютной вязкости газа в кинематическую значения плотности или удельного веса берутся при рассматриваемых давлениях и температурах.
Учет влияния на вязкость азота —
Природа вязкости газов и жидкостей. В газах расстояние между молекулами существенно больше радиуса действия молекулярных сил, поэтому вязкость газов – следствие хаотического (теплового) движения молекул, сопровождающее переносом от слоя к слою определённого количества движения, в результате медленные слои ускоряются, а более быстрые замедляются. Работа внешних сил, уравновешивающих вязкое сопротивление и поддерживающее установившееся течение, полностью переходит в теплоту.
В жидкостях, где расстояние между молекулами много меньше, чем в газах, вязкость обусловлена молекулярным взаимодействием, ограничивающим подвижность молекул. В жидкости молекула может проникнуть в соседний слой лишь при образовании в нём полости, достаточной для перескакивания туда молекулы. На образование полости (на «рыхление» жидкости) расходуется так называемая энергия активации вязкого течения.
При больших давлениях (больше 10 – 15 МПА) газы становятся не идеальными, так как средние расстояния между молекулами становятся сравнимыми с радиусом межмолекулярного взаимодействия, и природа вязкости газов становится аналогичной жидкости.
3.4.2. Качественная зависимость вязкости газов и жидкостей от температуры.
В идеальном газе вязкость не зависит от плотности (давления), а определяется величинами средней скорости и длиной свободного пробега молекул. Так как средняя скорость возрастает с повышением температуры (несколько возрастает также и длина свободного пробега), то вязкость газов увеличивается при нагревании (пропорционально корню квадратному от температуры) (рисунок 9). Присутствие неуглеводородных компонентов в газе повышает вязкость природного газа.
В жидкостях энергия активации уменьшается сростом температуры и понижением давления. В этом состоит одна из причин резкого снижения вязкости жидкостей с повышением температуры и роста её при высоких давлениях.
В силу того, что при больших давлениях газы приобретают свойства жидкости, то при давлениях больших 10 – 15 МПа вязкость природных газов падает с ростом температуры (рисунок 9), но само значение вязкости повышается с ростом давления.
Рис. 9. Вязкость природного газа при различных значениях давлениях и температуры
Источник