Номограмма низкого давления природного газа

Пример расчета кольцевого газопровода низкого давления

Плотность населения 550 чел/га. Рис 1. Удельный расход газа q=0,09м 3 (ч*чел). Сосредо­точенных нагрузок нет. Длины сторон колец, и площади застройки жилых кварталов приве­дены на рис. 1. Для газоснабжения используют природный газ. Расчетный перепад давле­ния в сети Δрс =1000 Па.

1. Расчет начинаем с определения удельных путевых расходов для всех участков сети, для чего:

а) разбиваем всю газоснабжаемую территорию на зоны, которые питаются от определенных контуров;

б) рассчитываем максимальные часовые расходы для каждой такой зоны, перемножая площадь зоны, плотность населения и удельный расход газа на одного человека;

в) подсчитываем суммарную длину питающего контура;

г) определяем удельные расходы для всех контуров, разделив максимальные часовые расходы газа в зонах на суммарную длину питающих контуров.

Все расчеты сводим в табл. 1.

2. Задаем начальное распределение потоков газа в сети. Схема газопроводов показана на рис. 2 . Первоначально назначаем направления движения газа от точки питания 12 по газопроводам к периферии кратчайшим путем. В результате получаются четыре концевых точки схода потоков: 3, 7, 14, 16 и пять концевых точек тупиковых ответвлений: 1, 5, 9, 17, 18. Для повышения надежности сети, в частности для взаимного резервирования участков выделяем из нее два основных контура.

Контур III (12-13-8-7-6-10-11-12) и контур II (12-11-15-16-13-12). Третий контур при­соединен к точке питания и несет основную нагрузку, так как питает контур IV и тупиковые ответвления. Контур II также присоединен к точке питания сети, но несет меньшую нагрузку, о чем можно судить по путевым расходам. В своих регионах эти контуры будут представ­лять резервированную часть кольцевой сети, обладающую дополнительной пропускной спо­собностью для обеспечения подачи газа в аварийные зоны.

Удельные путевые расходы для питающих контуров сети

Длина питающего контура, м

Удельный путевой рас­ход, м 3 /ч м (ρ=Q/l)

Численность населения, чел.

Рис. 1. Схема газоподачи кольцевой сети

Рис. 2. Расчетная схема сети низкого давления

Соответственно выбранному основному кольцу принимаем следующие главные на­правления; 12-11-10-6-2-3 и 12-13-8-4-3. Желательно, чтобы они несли примерно одинако­вые нагрузки. Для этого точки встречи потоков 3 и 7 смещены в сторону направления 12-11-. -3. Выбором расположения точек 3 и 7 решается вопрос распределения транзитных расхо­дов в кольцах III и IV. При принятом направлении потоков колец I и II точки встречи будут 14 и 16 , и транзитные потоки кольца II распределяются однозначно. Для кольца I главные направления: 12-11-15-16-18 и 12-13-16-18. Транзитный поток к участку 16-18 передаем на участок 13-16, так как он менее загружен, чем соответствующий ему (геометрически) уча­сток 11-15. Рассмотренный вариант выбора направления движения потоков газа и распреде­ления транзитных расходов учитывает (качественно) вопросы резервирования в кольцевой сети.

Вычисляем путевые расходы для всех участков сети (сосредоточенных расходов сеть не имеет). Все расчеты сводим в табл. 2. Сначала проставляем номера и длины участков, далее удельные путевые расходы (из табл.1), а затем путевые расходы для всех участков. Последовательность проставления нумерации участков в табл.2, принята такая: от концевых точек против движения газа в трубопроводе, вдоль выбранных главных направлений в таком порядке, в каком предполагается определять расчетные расходы. При этом следует учиты­вать, что расходы для всех выходящих из данного узла участков должны быть известны, тогда можно определить расход на участке, который доставляет газ в этот узел.

Если хотя бы для одного выходящего из узла участка расход газа неизвестен, тогда это направление следует временно оставить и рассматривать другое направление, из которо­го можно определить этот неизвестный расход.

Принятая схема и расположение точек встречи потоков позволяет сразу рассчитать все расходы для участков колец IV и III кроме участков, которые граничат с кольцами II и I. Для участков от 2-1 до 11-10 расходы были определены по схеме. Для участка 11-10 расход можно найти, зная расходы на участках кольца II. Поэтому дальнейший расчет ведем по уча­сткам 4-3, 8-4, 8-7, 13-8. Далее рассматриваем участки 10-14, 11-10, 15-14, 15-17 и 15-16 (как отмечалось выше на него транзит не перекладываем). В результате заканчиваем расчет по­тока газа, выходящего из ГРП по участку 12-11. Для оставшихся участков расходы известны, в итоге определяем расход для второго головного участка 12-13. Определим расход газа, выходящего из ГРП:

участок 12-11 35+1127.1=1162.1

Потребление газа составляет 1944 м 3 /ч, что отличается от полученного значения на 2,6 %. Считаем такую точность приемлемой.

3. Производим подбор диаметров для всех участков. Потери на местные сопротивле­ния принимаем равными 10 % линейных, тогда допустимые потери давления на трение со­ставят:

Поскольку пути движения газа до концевых точек и точек встречи потоков весьма различны, поэтому принимаем разные удельные потери давления Δрт/1 для разных направлений.

Рассмотрим основные направления:

Δрт/l=910/850=1,07МПа/м; Δрт/l=. =0.86Па/м;

Сравнение удельных потерь давления показывает их различие (например: 1.52/0.86=1.78). Учитывая изложенное, производим корректировку Δрт/l. Сперва подбираем диаметры основных участков. Для оставшихся участков корректируем Δрт/l и подбираем диаметры. Целесообразно, по ходу расчета, оценивать возможные невязки в кольцах и учи­тывать их при назначении диаметров. Следует отметить, что чем точнее будет осуществлен предварительный подбор диаметров кольцевой сети, тем меньше труда будет затрачено на увязку сети и дальнейшие расчеты. Диаметры стремятся подобрать так, чтобы выполнить второй закон Кирхгофа, т.е. чтобы на предварительном этапе расчета потери давления по правой и левой ветви каждого кольца были приблизительно равны.

На основании полученных расчетных расходов и изложенных подсчетов возможных удельных потерь давления были подобраны диаметры для всех участков кольцевой сети. Результаты расчетов приведены в табл.3. При гидравлическом расчете использовались но­мограммы на рис.3.

После предварительного распределения расходов определяем ошибки в кольцах, характеризующие степень невыполнения второго закона Кирхгофа.

В результате расчета ошибка в кольцах не превысила 10%, (т. е. максимальную по СНиПу), поэтому дальнейшую увязку можно не производить. Однако имея в виду методи­ческую сторону, ниже будет приведена гидравлическая увязка колец, что значительно повы­сит точность расчета.

4. Производим гидравлическую увязку колец. Сначала рассчитаем первые поправоч­ные круговые расходы ΔQ́k для всех колец, по формуле

ΔQI ́=77.7/1.75*10.382=4.3; ΔQIII ́=-1/1.75*12.749=-0.05

ΔQII ́=-37.5/1.75*42.798=-0.5 ΔQIV ́=40.5/1.75*36.368=0.64

Рассчитаем по формуле (2) поправки ΔQ»_k, учитывающие ошибки в соседних кольцах, и полные круговые расходы ΔQ_k,

Δp_ij/Q_ij – относительная потеря давления на общих с соседними кольцами участках

ΔQ́_j – первая поправка соседнего кольца

По методу Зейделя в процессе итеративного счета на каждом шаге можно использо­вать более уточненные значения переменных, чем полученные на первом шаге, поэтому в формулу для ΔQ»_n вместо ΔQ’_I=4.3 подставлено значение ΔQ_I =4.2.

Ввиду хорошей точности предварительного расчета поправочные круговые расходы получились весьма малые:

Вводим поправочные расходы во все кольца, определяем новые расчетные расходы для всех участков и новые значения потерь давления. Все расчеты сводим в табл. 3. Прове­денные расчеты показывают высокую точность увязки колец.

Определение расчетных расходов газа для участков сети

Удельный путевой расход газа*,

Источник

Номограмма для расчета газопроводов низкого давления

2.3. Определение расчетных расходов теплоносителя…………..

2.4. Гидравлический расчет тепловой сети………………………

2.5. Разработка монтажной схемы тепловой сети………………

2.6. Пьезометрический график……………………………………

3. Разработка системы газоснабжения. ……………………………….

3.1. Описание системы газоснабжения…………………………..

3.2. Расчёт потребления газа…………………………………….

3.3. Определение путевых расходов газа……………………….

3.4. Определение расчетных расходов газа …………………….

3.5. Гидравлический расчет газопроводов………………………

Приложение А Таблица для гидравлического расчета

стальных трубопроводов тепловых сетей………………………………..

Приложение Б Ключ к справочной таблице, приведенной в прил.В…

Приложение В Эквивалентные длины местных

сопротивлений для тепловых сетей ……………………………………..

Приложение Г Значения коэффициента часового

Приложение Д Номограмма для расчета газопроводов

«Разработка системы теплоснабжения и газоснабжения микрорайона города»

Методические указания

к выполнению курсового проекта

для студентов всех форм обучения

направления 08.03.01 «Строительство» (квалификация «Бакалавр»)

08.04.01 «Строительство» (квалификация «Магистр»)

07.03.04 «Градостроительство», (квалификация «Бакалавр»)

Составитель Кононова Марина Сергеевна

Подписано в печать 10.06. 2016. Формат 6084 1/16. Уч.-изд. л. 2,0.

Усл.-печ. л. 2.1. Бумага писчая. Тираж 100 экз. Заказ № 188.

Отпечатано: отдел оперативной полиграфии

издательства учебной литературы и учебно-методических пособий

Источник

12.3 Гидравлический расчет тупиковых газопроводов низкого давления.

Тупиковые газопроводы низкого давления прокладываются внутри жилых домов, внутри производственных цехов и по территории небольших населенных пунктов сельского типа.

Источником питания подобных газопроводов являются ГРП низкого давления.

Гидравлический расчет тупиковых газопроводов производят по номограмме рис. 11.4. из [10].Особенностью расчёта здесь является то, что при определении потерь давления на вертикальных участках надо учитывать дополнительное избыточное давление из-за разности плотностей газа и воздуха, то есть

DР_Д = ± h • (r_В — r_Г) • g,

где h — разность геометрических отметок в конце и начале газопровода, м;

r_В, r_Г — плотности воздуха и газа при нормальных условиях, кг/м 3 ;

g — ускорение свободного падения, м/с 2 .

Для природного газа, который легче воздуха, при движении его по газопроводу вверх значение DР будет отрицательным, а при движении вниз положительным.

Учет местных сопротивлений можно производить путем введения надбавок на трение

l _Р = l _Г * (1 + а/100), (м),

где а — процентная надбавка.

Рекомендуются следующие процентные надбавки:

на газопроводах от ввода в здание до стояка — 25%;

на внутри квартирной разводке:

Перепад давления DР в тупиковых газопроводах низкого давления определяется начальным давлением после ГРП или ГРУ, которое равно 4-5 кПа, и давлением необходимым для работы газогорелочных установок или газовых приборов. Перепад давления DР, согласно рекомендациям таблицы 11.10. [10] принимаем равным 350 Па.

1. Создаём расчётную схему газопровода: рис. 4.

2. Назначаем магистральное направление.

3. Определяем для каждого участка магистрального направления расчётный расход газа по формуле,

V_Р = V_ЧАС • К_ОД, (м 3 /ч),

где — максимальный часовой расход газа соответствующего потребителя, м 3 /ч,

V_ЧАС = 1,17 (м 3 /ч),

К_ОД — коэффициент одновременности, учитывающий вероятность одновременной работы всех потребителей.

4. Определяем расчётную длину участков магистрального направления (l _{Р i}) по формуле,

l _Р = l _Г • (1 + а/100), (м),

где а — процентная надбавка.

Рекомендуются следующие процентные надбавки:

на газопроводах от ввода в здание до стояка — 25%;

на внутри квартирной разводке:

5. Вычисляем расчётную длину магистрального направления в метрах, суммируя все расчётные длины его участков (S l _{Р i}).

6. Определяем удельный перепад давления на магистральном направлении

А = DР / S l _{Р i} , (Па/м).

7. Используя диаграмму рис. 11.4. [10], определяем диаметры участков газопровода магистрального направления и уточняют удельный перепад давления на каждом участке в соответствии с выбранным стандартным диаметром.

8. Определяем действительный перепад давления газа на каждом участке, умножая удельный перепад давления на расчётную длину участка.

9. Суммируем все потери на отдельных участках магистрального направления.

10. Определяем дополнительное избыточное давление в газопроводе,

DР_Д = ± h • (r_В — r_Г) • g,

DР_Д = 110,26538

где h — разность геометрических отметок в конце и начале газопровода, м;

r_В, r_Г — плотности воздуха и газа при нормальных условиях, кг/м 3 ;

g — ускорение свободного падения, м/с 2 .

11. Вычисляем алгебраическую сумму потерь давления а магистрали и дополнительного избыточного давления и сравниваем её с допустимой потерей давления в газопроводе DР.

Критерием правильности расчёта будет условие

(SDР_i ± DР_Д + DР_ПРИБ) £ DР,

где SDР_i — сумма потерь давлений на всех участках магистрали, Па;

DР_Д — дополнительное избыточное давление в газопроводе, Па;

DР_ПРИБ — потеря давления газа в газоиспользующем приборе, Па;

DР — заданный перепад давления, Па.

(SDР_i ± DР_Д + DР_ПРИБ) = 338,24462 Невязка составляет 3,36%.

Отклонение (SDР_i ± DР_Д + DР_ПРИБ) от DР должно быть не больше 10%.

Все расчёты по определению диаметров газопровода сводим в таблицу.

Источник