Проведем гидравлический расчет сетей низкого давления

1.14 Проведем гидравлический расчет сетей низкого давления

Предварительный расчет.

Расчеты будем проводить с учетом движения газа в кольцах. Если указанные стрелками потоки газа на участках совпадают с направлением часовой стрелки будем считать их положительными и наоборот.

Результат расчетов будем заносить в таблицу 8.

Кольцо I:

На участках 1–11; 11–10; 10–9; 9–8; 8–7; 7–6 – расходы положительны и равны соответственно:

; ; ; ; ; .

На участках 1–2; 2–3; 3–4; 4–5; 5–6 – расходы отрицательны и равны соответственно:

; ; ; ; .

Кольцо II:

На участках 1–2; 2–3; 3–19; 19–18; 18–17; 17–16; 17–16 – расходы положительны и равны соответственно:

; ; ; ; ; .

На участках 1–11; 11–10; 10–9; 9–12; 12–13; 13–14; 14–15 – расходы отрицательны и равны соответственно:

;

;

;

;

;

;

.

В первом столбце для каждого кольца перечислены участки по ходу движения потока к точкам встречи потоков. Во втором столбце указаны соседние закольцованные области, примыкающие к данному участку. В третьем столбце записаны фактические длины участков.

В четвертый столбец заносятся значения расчетных длин участков, полученных из выражения  и таким образом учитывающих местные сопротивления в сети.

В пятом столбце записаны часовые расходы на участках колец (при движении по часовой стрелке положительные, в обратном направлении - отрицательные).

В шестом столбце для каждого кольца приведено значение средней удельной потери давления из расчета, что на каждом кольце от выхода газа до точки встречи потоков потери давления составляют 1000 Па. То есть значение расчетной средней удельной потери давления  определяется по формуле: .

В седьмом столбце записаны приведенные к табличным расходы для использования их при определении потерь давления по номограмме. Пересчет расходов необходимо проводить по формуле:

,

где  – расход для входа в номограмму, построенную для газа;

r_н = 0,73 мг/м;

 – расчетный расход на участке;

r_г – плотность используемого для газификации природного газа (r_г = 0,723 кг/м).

В восьмой и девятый столбец из номограммы (П.4) по величине часового расхода на участке  и расчетному значению удельного давления  выписываем диаметр трубопровода на данном участке и фактическую удельную потерю давления на данном участке . Причем, в зависимости от направления в контуре (по часовой стрелке или против), величины записываются с соответствующим знаком.

В десятом и одиннадцатом столбцах приведены величины потерь давления на участках сети и на кольцах в целом, полученные по формуле:

.

С учетом фактических величин потерь давления в кольцах определяем невязку потерь давления по формуле:

.

Причем, если в следующем кольце встречается уже упоминавшийся участок, то полученные потери давления для него в первом расчете автоматически переносятся.

Если невязка не превышает 10 %, то расчет можно считать окончательным. В противном же случае необходимо увязать те кольца, где наблюдается ошибка > 10 %.

 

Невязка потерь давления:

I кольцо

;

II кольцо

.

В нашем случае невязка не превышает 10 % в I и II кольцах.

2. Расчет сети высокого давления

В качестве исходных для выполнения данного раздела проекта используются следующие данные:

– указанные на генплане места расположения трех промышленных предприятий (ПП), двух предприятий хлебобулочных изделий (ХБ) и размещенные в соответствии с запроектированными сетями низкого давления [1] ГРП;

– заданные, потребные для каждого предприятия величины расходов

– давление после ГРС.

– план первого этажа жилого дома и данные об устанавливаемых газопотребляющих приборах;

– номограммы для определения перепадов давления на участках и диаметров труб.

2.1 Гидравлический расчет сетей высокого давления

1. Перед началом работы необходимо изучить генплан газифицируемого района, расположение улиц, зданий, рельефа, естественных и искусственных препятствий, сетей тепло- и водоснабжения с целью грамотной, в соответствии со СНиП (табл.2 приложения), прокладки сети.

2. Нарисовать кольцевую схему газопровода среднего (высокого) давления (одно кольцо) (по возможности минимальной протяженности) и ответвления от кольца непосредственно к потребителям, заданным (указанным) на карте–схеме. Указать расположение ГРС и соединить ее с кольцом. Обозначить арабскими цифрами узловые точки сети.

3. Измерить на плане все участки сети (на кольце, в промежутке между ответвлениями и длину самих ответвлений). Пересчетом с учетом масштаба получить длины участков в километрах и записать значения в таблицу.

4. Для учета местных сопротивлений в сети увеличить длины участков на 10 %, т.е. получить значения расчетных длин участков по формуле, км:

,

где фактическая длина участка, км.

5. Задать потребление газа на 3-х предприятиях (ПП) в .

Часовые расходы для предприятий хлебобулочных изделий взять из расчетов потребления, поделив величину расхода на два потребителя, а потребление ГРП связать с потреблением в сетях низкого давления, расположенных после ГРП.

6. Рассчитать расход газа на всех участках кольцевой сети. Кольцо разбиваем на две (левую и правую) ветви, так чтобы каждая ветвь от ГРС до тупикового потребителя являлась примерно равнонагруженной.

Расчеты расходов на участках кольца следует начинать с тупикового потребителя. Полагают в первом приближении, что одна половина объема газа, поступающего к тупиковому потребителю, приходит по левой ветви кольца, а другая – по правой. Таким образом, на последних участках кольца слева и справа от ответвления к тупиковому потребителю расход равен, м³/ч.

Расчеты проводятся отдельно для левой и правой ветвей до точки подключения кольцевого газопровода к ГРС.

7. На следующем этапе осуществляется расчет внутреннего диаметра труб по формуле, см (мм):

,

где температура газа (принимается );

среднее абсолютное давление газа на участке сети, МПа (для сетей низкого давления можно принять );

внутренний диаметр труб, см;

средняя допустимая скорость газа в газовых сетях, .

Низкое давление .

Среднее давление .

Высокое давление .

8.Если плотность данного газа не соответствует плотности указанной в номограмме необходимо привести к данной номограмме расчетные расходы по формуле, :

,

где плотность газа, выбранного студентом для расчетов, ;

плотность газа, для которого составлена номограмма, ;

расчетные объемные расходы, ;

расходы, приведенные в номограмме, .

9.По номограмме высокого давления для каждой пары значений  и d определяется параметр: А и диаметр выпускаемой промышленностью трубы равный или ближайший больший по отношению к расчетному.

10. По двум значениям давления в тупиковой точке определяется относительная погрешность.

,

где минимальное значение давления из двух величин в тупиковом узле, полученных при последовательном расчете по левой ветви и правой ветви, ;

максимальное значение давления в тупиковом узле, .