Гидравлический расчет магистрального газопровода: Гидравлический расчет газопровода низкого и высокого давления
Гидравлический расчет магистрального газопровода. — Студопедия
Поделись
При выполнении гидравлического расчета газопровода определяют падение давления в газопроводе и расстояния между КС при заданных значениях пропускной способности газопровода и других исходных данных. Пропускной способностью газопровода называется максимальное количество газа, которое может быть перекачано за сутки при поддержании в начале участка максимально возможного давления по условиям прочности газопровода и минимально допустимого давления в конце участка, устанавливаемого от его назначения. Например, минимально допустимое давление перед газораспределительной станцией (ГРС) выбирают из условия надежной работы ее оборудования и газового хозяйства потребителей, а перед КС – с учетом характеристики установленных на ней компрессорных машин и обеспечения перекачки ими заданного количества газа при максимальном по условиям прочности газопровода давлении нагнетания.
1. Определяется расчетная суточная пропускная способность газопровода, млн.
q = Qг / (365kи),
где Qг – годовой расход газа, т.е. количество газа, поступающего в газопровод в течение года ( при 20°C и 760 мм ртутного столба » 0,1 МПа), млн.м3 /год;
kи – оценочный коэффициент использования пропускной способности газопровода
kи = k1k2k3 , (23)
где k1 – коэффициент повышенного спроса газа, k1 = 0,95;
k2 – коэффициент экстремальных температур, k2 = 0,98;
k3 – коэффициент надежности, учитывающий отказы линейной части и оборудования КС магистрального газопровода; k3 принимают по ОНТП 51-1 – 85 в зависимости от диаметра и длины газопровода и установленного оборудования на КС.
Для сложных газотранспортных систем kи = 0,875 ¸ 0,92
2. Задаются диаметром газопровода и толщиной стенки
трубопровода по таблице 5 и таблице 1.
D и d, мм
Таблица 5.Ориентировочные значения диаметра газопровода
| Dy, мм | Годовая производительность Qг, млрд.м3/год | |
| Pнаг=5.5 МПа Рвс=3,8 МПа | Pнаг=7.5МПа Рвс=5.1 МПа | |
| 500 | 1,6-2,0 | 2,2-2,7 |
| 600 | 2,6 — 3,2 | 3,4-4,1 |
| 700 | 3,8-4,5 | 4,9-6,0 |
| 800 | 5,2 — 6,4 | 6,9 — 8,4 |
| 1000 | 9,2 -11,2 | 12,1-14,8 |
| 1200 | 14,6 -17,8 | 19,3 — 23,5 |
| 1400 | 21,5-26,4 | 28,4-34,7 |
3.
Определяется внутренний диаметр газопровода, мм
d = D – 2d
4. Определяется средняя температура газа в газопроводе, °С
tср = tгр + ((tн — tгр)·(1- e-X))X,
где tгр – температура грунта на глубине залегания газопровода,
tн – начальная температура газа,
е – основание натурального логарифма , е = 2,72.
5. Определяется среднее давление газа в газопроводе, МПа,
pср = 2/3(pн + pк2/ (pн + pк))
где pн — начальное давление в газопроводе,
pк — конечное давление в газопроводе.
6.Определяются приведенные параметры газа: приведенная температура Тпр и приведенное давление рпр
Тпр = Тср / Ткр
рпр = pср / ркр
где Ткр – критическая температура газа, К. Это такая температура, выше которой ни при каком повышении давления нельзя сконденсировать пар (перевести в жидкое состояние),
Tкр= 192,24 К ;
ркр – критическое давление газа, МПа. Это такое давление, выше которого нельзя испарить жидкость ни при каком повышении температуры, ркр = 4,68 МПа.
7.Определяется число Рейнольдса Re
Re = 17,75×103qD /(md),
где q — суточная пропускная способность газопровода,
D — относительная плотность газа — это отношение плотности газа к плотности воздуха при одинаковых условиях,
D = 0,44 кг/м3;
m — динамическая (абсолютная) вязкость газа,
d – внутренний диаметр газопровода,
Если Re > 2300, то режим движения газа турбулентный.
8.Определяется закон сопротивления (зона трения), для чего находится условная пропускная способность qпер, млн. м3/ сут.
qпер = 0,0408d 2,5m / D,
Так как q < qпер, то закон сопротивления (зона трения) переходный.
9. Определяется коэффициент гидравлического сопротивления при трении газа о стенки газопровода
При переходном законе сопротивления
lтр = 0,067(158 / Re + 2kэ /d)0,2,
где kэ– эквивалентная шероховатость стенок труб, мм.
10. Определяется коэффициент гидравлического сопротивления с учетом местных потерь напора, принимаемых в размере 2 – 5 % от линейных потерь напора.
l = аlтр, (32)
где а – коэффициент, учитывающий местные потери напора в газопроводе.
Рекомендуется
а = 1,02 ÷ 1,05.
11. Построение графика изменения давления в магистральном газопроводе
Для решения задач, связанных с распределением компрессорных станций (КС) по трассе магистрального газопровода или устройством ответвлений, необходимо знать характер распределения давления по магистральному газопроводу .При движении газа по магистральному газопроводу давление в нем падает, изменяясь от начального рн в начале магистрального газопровода до конечного давления рк в конце магистрального газопровода. Давление рх в любой произвольной точке газопровода, находящейся на расстоянии х от начала магистрального газопровода, МПа
рх =Ö рн2 — (рн2 — рк2)x / l
Таблица 4 – Расчетные данные для построения гидравлической характеристики магистрального газопровода
Расстояние
от начала газопровода
х, км.
| 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 | 218 |
| Давление на расстоянии х от начала газопровода рх,, МПа | 7,43 | 7,27 | 7,12 | 6,96 | 6,8 | 6,63 | 6,46 | 6,28 | 6,1 | 5,92 | 5,72 | 5,55 |
Графически падение давления в газопроводе по длине происходит по параболической кривой. Для ее построения задаются значениями длины участка газопровода х и определяют давление в конце этого участка рх
3.3. Гидравлический расчет гнд
Основной целью расчета является
определение оптимальных диаметров
газопровода с поддержанием заданного
перепада давления в газовой сети низкого
давления.
Допустимые потери давления на местные сопротивления принимаются из расчета 10% от потерь на трение, т.е. Па
Удельные потери давления Па/м, определяются по формуле:
(3.10)Ориентировочные потери давления на участках сети сводим в таблицу 8.
Диаметр трубопроводов подбираем исходя из ориентировочных потерь давления и расчетного расхода газа на участках, которые находим по номограмме.
Потери давления на участке сети определяем по формуле:
(3.11)
Затем вычисляем ошибку при расчете, которая не должна превышать 10% по формуле:
(3.12)
Результаты расчета сводим в таблицу 9.
Таблица 8
Ориентировочные потери давления на участках сети
№ ГРП | Основные направления | SL , м | SL , м | 910/l, Па/м |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
№1 | ||||
№ 2 | ||||
3.
4. Гидравлическая увязка газопроводов сети низкого давления.Для окончательной гидравлической увязки используем следующие формулы:
Поправочный расход, м3/ч:
, (3.13)
— поправка первого порядка, м3/ч;
, (3.14)
— поправка второго порядка, м3/ч.
, ( 3.15)
Окончательный расчетный расход:
, (3.16)
Где , — поправочный расход на участке, м3/ч
— поправочный расход соседнего кольца (прибавляется к расходу на участке с противоположным знаком) м3/ч.
По новому расчетному расходу и
определенному диаметру в предварительном
расчете определяем потери давления
газа на участках сети, а ошибку при
расчете определяем повторно.
Ввиду малого различия в расходах на участках при предварительном распределении и посте итеративного пересчета новые потери давления на участках рассчитываются аналитически пропорционально изменению отношения расхода газа в степени 1,8, т.е. (Qр/Q)1,8, гдеQр– новый расход газа,Q– расход газа полученный при предварительном расчете.
3.5.Гидравлический расчет магистральных газопроводов
высокого или среднего давления (ГВД и ГСД).
На генплане района города намечают
прокладку газопроводов высокого или
среднего давления (согласовать с
преподавателем). 3акольцовывание
газопроводов наиболее целесообразно
в районах с многоэтажной застройкой
кварталов. Трассировка газопроводов
производится таким образом, чтобы длина
ответвлений от кольцевого газопровода
была минимальной (не более 200 м для
повышения надежности газовых сетей).
К газопроводу высокого или среднего
давления присоединяются все промышленные
предприятия, бани, прачечные, хлебозаводы,
районные или квартальные котельные,
ТЭЦ и газорегуляторные пункты (ГРП).
Гидравлический расчет кольцевого газопровода высокого или среднего давления производить после согласования с руководителем проекта намеченной трассы газовых сетей.
Гидравлический расчет магистральных газопроводов производится для двух аварийных и нормального режимов потребления газа.
Начальное давление газа принимается по заданию (давление газа на выходе из газораспределительной станции — ГРС). Конечное давление газа при максимальной нагрузке газовой сети должно обеспечивать нормальную работу регулятора давления газе. В большинстве случаев перед ГРП достаточно иметь избыточное давление газа примерно 200…250 кПа абс. /1,2/.
На расчетной схеме газопроводов высокого или среднего давления наносятся номера участков, расстояние между участками в метрах, расчетные расходы газа в м3/час., наименование промышленных предприятий и их расходы, квартальные или районные котельные.
Сначала на расчетной схеме ГВД или ГСД
намечается нормальный режим, когда
поток газа движется по полукольцам.
Точка слияния потоков газа находится
по двум условиям: 1) расходы газа по левой
и правой ветвям должны быть примерно
равны между собой; 2) длина газопроводов
по обеим ветвям должны быть также
равнозначными.
Определение аварийного расхода газа производится по формуле:
(3.17)
где Qав— аварийный расход газа по магистральному кольцевому
газопроводу, м3/час;
Qi – расход i — потребителей газа, м3/час;
Коб, i— коэффициент обеспеченности i — потребителя газа.
Коэффициент обеспеченности газом при аварийных ситуациях для бытовых потребителей (ГРП) можно принять в пределах от 0,6 до 0,85;
для отопительно-производственных котельных от 0 до 0,75 — в зависимости от наличия резервного топлива;
для промышленных предприятий от 0,5 до 0,9 /1/,
Среднеквадратичную потерю давления газа по кольцу определяем по формуле:
(3.
18)
где Рн, Рк— соответственно, начальное и конечное давление газа, кПа;
lр— расчетная длина кольцевого газопровода, м.
Расчетная длина участков магистрального газопровода принимается с учетом 10% потерь давления газа в местных сопротивлениях по формуле:
(3.19)
где lф— фактическая длина участка газопровода, м.
По номограмме для гидравлического расчета газопроводов высокого или среднего давления по QавиАсропределяем предварительные диаметры кольцевого газопровода. Желательно по кольцу иметь один диаметр, максимум два.
Первый аварийный режим, когда отключен головной участок магистрального газопровода слева от источника газоснабжения (ГРС), второй аварийный режим — когда отключен участок газопровода справа от ГРС.
Диаметрами газопроводов задаемся
предварительно выбранными и по номограмме
для гидравлического расчета высокого
или среднего давлений в зависимости от
расчетного расхода газа и диаметра
определяем фактическую квадратичную
потерю давления газа на участках
газопровода, чтобы давление газа у
последнего потребителя не было ниже
минимально допустимого предела(Рк+50
кПа).
Конечное давление газа на участке определяется по формуле:
(3.20)
где Рн — начальное давление газа на участке, кПа;
Аср — среднеквадратичная потеря давления газа, кПа2/м.;
lр —расчетная длина участка газопровода, м.
Конечное давление газа для данного участка газопровода равно начальному давлению газа следующего участка.
Результаты расчетов свести в таблицу 10.
Расчетные схемы аварийных режимов сети высокого или среднего давлений необходимо отобразить в пояснительной записке.
При расчете аварийных и нормального режимов движения потока газа диаметры на участках газопровода должны быть одинаковыми.
Расчет потокораспределения при нормальном гидравлическом режиме работы сети высокого или среднего давления.
Задаем предварительную точку схода
исходя из двух условий (см.
выше.). Находим
расчетные расходы на всех участках,
суммируя по каждой ветви кольца узловые
расходы. Определяем удельные потери
давления на участках по номограмме.
Находим среднеквадратичные потери
давления на каждом из участков. Расчеты
сводим в таблицу 11.
В результате расчета кольца, исходя из предварительного распределения потоков, определяем невязку в кольце по формуле:
(3.21)
Невязка по давлению при расчете нормального режима не должна превышать 10%, если данное условие не соблюдается, то вводим круговой поправочный расход (м3/ч):
(3.22)
Затем вычитаем круговой поправочный расход с перегруженной ветви и прибавляем к расходам на противоположной ветви тот же круговой поправочный расход.
При известном диаметре и новых расходах определяем потери давления на каждом участке. После чего определяем ошибку заново по формуле (3.21).
Расход газа на головном участке
газопровода от ГРС до разветвления
по полукольцам должен быть равен сумме
расходов газа по полукольцам, без учета
коэффициента обеспеченности.
Расчет ответвлений.
Расчет ответвлений начинается с нормального режима. По номограмме для гидравлического расчета газопроводов высокого давления для известного расхода газа и среднеквадратичной потери давления на участке находим ближайший диаметр газопровода.
Начальное давление газа на участке ответвления принимается равным конечному давлению газа на участке для аварийных и нормального режимов движения потоков газообразного топлива.
Расчетные данные также вносим в таблицу 11.
Таблица 9
курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.
«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологические курсы или курсы по энергосбережению
.»
Рассел Бейли, ЧП
Нью-Йорк
«Это укрепило мои текущие знания и научило меня нескольким новым вещам, кроме того
познакомив меня с новыми источниками
информации».
Стивен Дедак, ЧП
Нью-Джерси
«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они
очень быстро отвечали на вопросы.
Это было на высшем уровне. Буду использовать
снова. Спасибо».
Блэр Хейуорд, P.E.0003 «Веб-сайт прост в использовании. Хорошо организован. Я действительно буду пользоваться вашими услугами снова.
Я передам название вашей компании
другим сотрудникам.»
Рой Пфлейдерер, ЧП
Нью-Йорк
«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком
с деталями Канзас
Авария в City Hyatt.»
Майкл Морган, ЧП
Техас
«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится, что я могу просмотреть текст перед покупкой.
Я обнаружил, что класс
Информативный и полезный
в моей работе. «
Уильям Сенкевич, стр.
Флорида
познавательный. Вы
— лучшие, которые я нашел. «
Рассел Смит, P.E.
Pennsylvania
Я считаю, что подход упрощает для рабочего инженера.
материала». На самом деле
человек изучает больше
от неудач. «
Джон Скондры, P.E.
Пенсильвания
«. Курс был хорошо поставлен вместе, и используется.
Путь обучения. «
Jack Lundberg, P.E.
Висконсин
» Я очень увлекаюсь тем, как вы представляете курсы; т. е. позволяя
Студент. Для рассмотрения курса
Материал перед оплатой и
Получение викторины.
«
Arvin Swanger, P.E.
Virgina
«. курсы. Я, конечно, многому научился и
получил огромное удовольствие».0002 «Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством содержания материалов и простотой поиска
онлайн-курсов
.»
Уильям Валериоти, ЧП
Техас
«Этот материал во многом оправдал мои ожидания. Курс был прост для изучения. Фотографии в основном давали хорошее представление о
обсуждаемых темах.»
Майкл Райан, ЧП
Пенсильвания
«Именно то, что я искал. Нужен 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»
Джеральд Нотт, П.Е.
Нью-Джерси
«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это было
информативно, выгодно и экономично.
Я настоятельно рекомендую это
всем инженерам. «
Джеймс Шурелл, P.E.
Ohio
Я ценю вопросы« Реальный мир »и соответствует моей практике. , и
не основаны на каком-то неясном разделе
законов, которые не применяются
к «нормальной практике».0005 Марк Каноник, ЧП Нью-Йорк «Большой опыт! Я многому научился, чтобы вернуться к своему медицинскому устройству организации». Иван Харлан, ЧП Теннесси «Материал курса имеет хорошее содержание, не слишком математический, с хорошим акцентом на практическое применение технологий». Юджин Бойл, ЧП California «Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представленной, , а онлайн -формат был очень и простые в . Патрисия Адамс, ЧП Канзас «Отличный способ добиться соответствия непрерывному обучению физкультуры в рамках временных ограничений лицензиата». Джозеф Фриссора, ЧП Нью-Джерси «Должен признаться, я действительно многому научился. Это помогает иметь обзор текстового материала. предоставлены фактические случаи». Жаклин Брукс, ЧП Флорида «Общие ошибки ADA в проектировании объектов очень полезны. Проверка требовало исследования в Документ , но Ответы были . Проще говоря.» Гарольд Катлер, ЧП Массачусетс «Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора в инженерии дорожного движения, который мне нужен , чтобы выполнить требования Сертификация PTOE. Джозеф Гилрой, стр. способ заработать CEU для моих требований PG в штате Делавэр. До сих пор все курсы, которые я посещал, были отличными. Надеюсь увидеть больше 40% Курсы с дисконтированием ». Кристина Николас, P.E. New York » только что завершены. дополнительные курсы. Процесс прост, и намного эффективнее, чем необходимость путешествовать.0004 Айдахо «Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для инженеров-профессионалов для получения единиц PDH в любое время. Очень удобно.» Пол Абелла, ЧП Аризона «Пока все было отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня не так много времени, чтобы исследовать, куда получить мои кредиты от. Кристен Фаррелл, ЧП Висконсин 
Благодарность.» 
«
»
и графиками; определенно облегчает
усвоение всех
теорий.»
Виктор Окампо, P.Eng.
Альберта, Канада
«Хороший обзор принципов полупроводников. Мне понравилось проходить курс по телефону
My Wope Pace во время моего Morning
Subway Commute 9000 9000 2 до работы. .»
Клиффорд Гринблатт, ЧП
Мэриленд
«Просто найти интересные курсы, скачать документы и получить
викторина. Я буду Emong Рекомендовать
You To Every PE, нуждающийся в
CE. тем во многих областях техники».
0004
«У меня есть перезагруженные вещи, которые я забыл. Я также рад получить финансово
на Ваше промо-электронное письмо , которая
на 40%.» Conrado Casem, P.E. Теннесси «Отличный курс по разумной цене. Буду пользоваться вашими услугами в будущем.» Чарльз Флейшер, П.Е. Нью-Йорк «Это был хороший тест, и я фактически проверил, что я прочитал кодексы профессиональной этики и правила Нью-Мексико ». Брун Гильберт, Ч.П. Калифорния «Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.» Дэвид Рейнольдс, ЧП Канзас «Очень доволен качеством тестовых документов. , когда потребуется дополнительная сертификация .» Томас Каппеллин, ЧП Иллинойс «У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и поставили Me, за что я заплатил — много ! » для инженера».0004 Хорошо расположено. « Глен Шварц, P.E. Нью -Джерси 
Будет использовать CEDengineerng
.
для дизайна дерева.»
Брайан Адамс, ЧП
Миннесота
0004
Роберт Велнер, ЧП
New York
«У меня был большой опыт работы с прибрежным строительством — проектирование
Building и
High Рекомендую его».
Денис Солано, ЧП
Флорида
«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики штата Нью-Джерси были очень
хорошо подготовлено. Мне нравится возможность загрузить учебный материал до
Обзор везде, где бы ни был и
всякий раз, когда ».
Тим Чиддикс, P.E.
Colorado
» Отлично! Сохраняйте широкий выбор тем на выбор».
Уильям Бараттино, ЧП
Вирджиния
«Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.»
Тайрон Бааш, ЧП
Иллинойс
«Вопросы на экзамене были наводящими и демонстрировали понимание
материала. Тщательный
и всеобъемлющий. «
Майкл Тобин, P.
E.
Аризона
» Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложил курс, что
помогу моя линия
работы. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова.»
Анджела Уотсон, ЧП
Монтана
«Простота в исполнении. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата.»
Кеннет Пейдж, ЧП
Мэриленд
«Это был отличный источник информации о нагревании воды с помощью солнечной энергии.
Луан Мане, ЧП
Conneticut
«Мне нравится подход, позволяющий зарегистрироваться и иметь возможность читать материалы в автономном режиме, а затем
вернуться, чтобы пройти тест.»
Алекс Млсна, ЧП
Индиана
«Я оценил количество информации, предоставленной для класса.
Я знаю
Это вся информация, которую я могу
В реальных жизненные ситуации. «
Натали Дриндер, P.E.
South Dakota
курс.»0004
«веб -сайт прост в использовании, вы можете загрузить материал для изучения, затем вернуться
и пройти тест. .»
Майкл Гладд, ЧП
Грузия
«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»
Деннис Фундзак, ЧП
Огайо
«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать сертификат PDH
. Спасибо, что сделали этот процесс простым.»
Фред Шайбе, ЧП
Висконсин
«Положительный опыт. Быстро нашел курс, который соответствует моим потребностям, и закончил
PDH за один час за
Один час.
«
Стив Торкильдсон, P.E.
Южная Каролина
» Мне нравилось загрузить документы для рассмотрения контента
и приготовимости.
наличие для оплаты
материалов.»
Richard Wymelenberg, P.E.0005 «Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками.» Дуглас Стаффорд, ЧП Техас «Всегда есть место для улучшения, но я не могу придумать ничего в вашем процессе, который нуждается в улучшении.» Томас Сталкап, ЧП Арканзас «Мне очень нравится удобство прохождения онлайн-викторины и немедленного получения сертификата .» Марлен Делани, ЧП Иллинойс «Обучающие модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по многим различным техническим областям 3 за пределами
40003 Специализация самого
Без
.
он должен быть спроектирован и рассчитан.Важно идеально подобрать трубы для магистралей всех видов напора, обеспечив стабильную подачу газа к приборам.
Чтобы подбор труб, фитингов и оборудования был максимально точным, выполнен гидравлический расчет трубопровода.Как его сделать?Признайтесь, вы не слишком разбираетесь в этом вопросе, давайте разбираться.
Предлагаем ознакомиться с тщательно подобранной и тщательно обработанной информацией о вариантах производства гидравлического расчета газопроводных систем. Использование представленных нами данных позволит обеспечить подачу голубого топлива к приборам с требуемыми параметрами давления. Тщательно выверенные данные основаны на положениях нормативной документации.
В статье подробно описаны принципы и схемы вычислений. Приведен пример выполнения расчетов. В качестве полезных познавательных дополнений использованы графические приложения и видео-инструкции.
Содержание статьи:
- Особенности гидравлического расчета
- Газопроводы, требующие просадки
- Гидравлическое сопротивление и его роль
- Правила расчета
- Влияние материала ПК на расчетный вариант
- 2
- Расчет расхода на ограниченной площади
- Определение данных с помощью программы
- Расчет по формулам
- Расчет по номограмме
- Пример расчета
- Выводы и полезное видео по теме
Особенности гидравлического расчета
Любой выполняемый гидравлический расчет — это определение параметров будущего газопровода.
Эта процедура является обязательной, а также одним из важнейших этапов подготовки к строительству. От правильности расчета зависит, будет ли газопровод функционировать оптимально.
При каждом гидравлическом расчете определяется:
- необходимые, которые обеспечат эффективную и стабильную транспортировку нужного количества газа;
- допустимы ли потери давления при перемещении необходимого объема голубого топлива в трубах заданного диаметра.
Потери давления возникают из-за того, что в любом газопроводе есть гидравлические сопротивления. При неправильном расчете это может привести к тому, что потребителям будет не хватать газа для нормальной работы на всех режимах или в моменты его максимального потребления.
Эта таблица является результатом гидравлического расчета, выполненного с учетом уставок. Для выполнения расчетов потребуется ввести в графы конкретные показатели.
| The beginning of the site | End of plot | Estimated consumption m³ / h | Gas pipeline length | Inner diameter cm | Initial pressure, Pa | Final pressure, Pa | Pressure drop, Па |
| 1 | 2 | 31,34 | 120 | 9,74 | 2000,00 | 1979,33 | 20,67 |
| 2 | 3 | 31,34 | 150 | 9,74 | 1979,33 | 1953,48 | 25,84 |
| 3 | 4 | 31,34 | 180 | 7,96 | 1953,48 | 1872 ,52 | 80,96 |
| 4 | 5 | 29,46 | 90 | 7,96 | 1872,52 | 1836,2 | 36,32 |
| 5 | 6 | 19,68 | 120 | 8 ,2 | 1836,2 | 1815,45 | 20,75 |
| 6 | 7 | 5,8 | 100 | 8,2 | 1815,45 | 1813,95 | 1,5 |
| 4 | 8 | 9,14 | 140 | 5 | 1872,52 | 1806,38 | 66,14 |
| 6 | 9 | 4,13 | 70 | 5 | 1815,45 | 1809,83 | 5,62 |
SED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED ARED. формулы, требования изложены в СП 42-101-2003 .Расчеты должны выполняться разработчиком. Основой являются данные технических условий газопровода, которые можно получить на вашем газоснабжении.
Газопроводы, требующие расчетов
Государство требует выполнения гидравлических расчетов для всех видов трубопроводов, относящихся к системе газоснабжения. Так как процессы, происходящие при движении газа, всегда одни и те же.
К следующим типам газопроводов относятся:
- низкое давление;
- среднее, высокое давление.
Первые предназначены для перевозки топлива к жилым объектам, всевозможным общественным зданиям, бытовым предприятиям. При этом в частных, многоквартирных домах, коттеджах давление газа не должно превышать 3 кПа, на предприятиях бытового (непроизводственного) этот показатель выше и достигает 5 кПа.
Второй вид трубопроводов предназначен для питания сетей всех видов низкого, среднего давления через газорегуляторные пункты, а также подачи газа к отдельным потребителям.
Это могут быть промышленные, сельскохозяйственные, различные коммунальные и даже отдельно стоящие, или пристроенные к промышленным зданиям. Но в последних двух случаях будут существенные ограничения по давлению.
Перечисленные выше виды газопроводов условно подразделяются на следующие категории:
- дом , внутрицеховой , то есть транспортирующие голубое топливо внутри любого здания и доставляющие его к отдельным агрегатам, устройствам;
- абонентские отделения используется для подачи газа из какой-либо распределительной сети всем имеющимся потребителям;
- распределительный используется для снабжения газом определенных территорий, например, городов, их отдельных районов, промышленных предприятий.
Их конфигурация различна и зависит от особенностей планировки. Давление внутри сети может быть любым предусмотренным – низким, средним, высоким.
Их конфигурация различна и зависит от особенностей планировки. Давление внутри сети может быть любым предусмотренным – низким, средним, высоким.Кроме того, выполняется гидравлический расчет для газовых сетей с разным количеством ступеней давления, разновидностей которых существует множество.
Так, для удовлетворения потребностей могут использоваться двухступенчатые сети, работающие с газом, транспортируемым при низком, высоком давлении или низком, среднем. А также нашли применение трехступенчатые и различные многоступенчатые сети. То есть все зависит от наличия потребителей.
Гидравлическое сопротивление является основной причиной, по которой необходимо выполнять этот тип расчета. Кроме того, это зависит от материала трубы.
Несмотря на большое разнообразие вариантов газопровода, гидравлический расчет в любом случае одинаков. Так как для изготовления используются конструктивные элементы с аналогичными материалами, и внутри труб происходят одни и те же процессы.
Гидравлическое сопротивление и его роль
Как указано выше, основой для расчета является наличие гидравлического сопротивления в каждом газопроводе.
Действует как на всю конструкцию трубопровода, так и на отдельные его части, узлы — тройники, места значительного уменьшения диаметра труб, вентили, различную арматуру. Это приводит к потере давления транспортируемым газом.
Гидравлическое сопротивление всегда является суммой:
- линейного сопротивления, т. е. действующего по всей длине конструкции;
- местных сопротивлений, действующих на каждый элемент конструкции, где происходит изменение скорости транспортировки газа.
Перечисленные параметры постоянно и существенно влияют на работу каждого газопровода. Поэтому в результате неправильного расчета возникнут дополнительные и внушительные финансовые потери из-за того, что проект придется переделывать.
Правила расчета
Выше было указано, что порядок проведения любого гидравлического расчета регламентируется соответствующим Сводом правил под номером 42-101–2003.
В документе указано, что основным способом расчета является использование для этой цели компьютера со специальными программами, позволяющими рассчитать планируемые потери давления между участками будущего газопровода или требуемый диаметр трубы.
Любой гидравлический расчет выполняется после создания расчетной схемы, включающей основные показатели. При этом пользователь вносит известные данные в соответствующие графы
. Если таких программ нет или человек считает их использование нецелесообразным, то можно применить другие способы, разрешенные Кодексом практик.
К которым относятся:
- расчет по формулам, приведенным в СП, является наиболее сложным методом расчета;
- Расчет по так называемым номограммам более простой вариант, чем по формулам, так как не нужно производить никаких расчетов, ведь необходимые данные занесены в специальную таблицу и приведены в Своде правил, а вам достаточно выбрать их.
Любой из методов расчета приводит к одинаковым результатам.
Поэтому вновь построенный газопровод сможет обеспечить своевременную, бесперебойную подачу запланированного количества топлива даже при максимальном его использовании.
Вариант вычислений на ПК
Выполнение расчетов с помощью компьютера наименее трудоемко – все, что требуется от человека, это вставить необходимые данные в соответствующие графы.
Поэтому гидравлический расчет делается за несколько минут, и для этой операции не требуется большого запаса знаний, который необходим при использовании формул.
Для его правильного выполнения необходимо взять из технических условий следующие данные:
- плотность газа;
- коэффициент кинетической вязкости;
- температура газа в вашем регионе.
Получены необходимые технические условия на АЗС населенного пункта, в котором будет проложен газопровод. Собственно, с получения этого документа и начинается проектирование любого трубопровода, ведь в нем указаны все основные требования к его проектированию.
Использование специальных программ — простейший метод гидравлического расчета, исключающий поиск и изучение формул для расчетов
Далее разработчику необходимо знать расход газа для каждого устройства, которое планируется подключить к газопроводу. Например, если топливо будет возить в частный дом, то там чаще всего используются печи для приготовления пищи, всевозможные отопительные котлы, и в их номерах всегда есть нужные цифры.
Кроме того, необходимо знать количество горелок для каждой печи, которые будут подключаться к трубе.
На следующем этапе сбора необходимых данных собирается информация о падении давления в местах установки любого оборудования — это может быть счетчик, запорная арматура, термозапорная арматура, фильтр, и другие элементы.
В этом случае нужные номера найти несложно — они содержатся в специальной таблице, приложенной к паспорту каждого изделия. Проектировщику следует обратить внимание на то, что падение давления должно быть указано при максимальном расходе газа.
Из специальной таблицы, прилагаемой к паспорту изделия, можно узнать информацию о потерях давления при подключении приборов к сети
На следующем этапе рекомендуется узнать, какое давление голубого топлива будет при точка вставки. Такая информация может содержать технические условия своего газа, ранее составленную схему будущего газопровода.
Если сеть будет состоять из нескольких участков, то их необходимо пронумеровать и указать фактическую длину. Кроме того, каждая переменная должна быть прописана отдельно — это суммарное потребление любого устройства, которое будет использоваться, перепад давления, другие значения.
В обязательном порядке потребуется фактор одновременности. Учитывается возможность совместной работы всех подключенных к сети потребителей газа. Например, все отопительное оборудование, расположенное в многоквартирном доме или частном доме.
Такие данные используются программой, выполняющей гидравлический расчет, для определения максимальной нагрузки на каком-либо участке или во всем газопроводе.
Для каждой отдельной квартиры или дома указанный коэффициент рассчитывать не нужно, так как его значения известны и указаны в таблице ниже:
Таблица с коэффициентами одновременности, данные из которой используются для любых тип расчета. Достаточно выбрать столбец, соответствующий конкретному бытовому прибору, и взять нужную цифру
Если на каком-то объекте планируется использовать более двух отопительных котлов, топок и накопительных водонагревателей, то коэффициент одновременности всегда будет равен 0,85. Которые нужно будет указать в соответствующей графе, используемой для расчета программы.
Далее следует указать , а также понадобятся их коэффициенты шероховатости, которые будут использоваться при построении трубопровода. Эти значения являются стандартными и их легко найти в Кодексе поведения.
Влияние материала трубы на расчет
Для строительства газопроводов могут применяться трубы только из определенных материалов: стали, полиэтилена.
В некоторых случаях используются изделия из меди. Вскоре .
Каждая труба имеет шероховатость, что приводит к линейному сопротивлению, влияющему на процесс движения газа. Причем для стальных изделий этот показатель значительно выше, чем для пластиковых
На сегодняшний день необходимую информацию можно получить только для стальных и полиэтиленовых труб. В результате проектирование и гидравлический расчет могут быть выполнены только с учетом их характеристик, что требуется соответствующими СНиПами. А также в документе указываются данные, необходимые для расчета.
Коэффициент шероховатости всегда равен следующим значениям:
- для всех полиэтиленовых труб, новых или нет, новых — 0,007 см;
- для уже бывших в употреблении изделий из стали — 0,1 см;
- для новых металлоконструкций — 0,01 см.
Для любых других типов труб этот показатель в СНиП не указывается. Поэтому их нельзя использовать для строительства нового газопровода, так как специалистам Горгаза может потребоваться корректировка.
А это опять же дополнительные расходы.
Расчет расхода на ограниченном участке
Если газопровод состоит из отдельных участков, то расчет суммарного расхода по каждому из них придется выполнять отдельно. Но это несложно, так как для расчетов потребуются уже известные цифры.
Определение данных с помощью программы
Зная исходные показатели, имея доступ к таблице одновременности и к техническим паспортам печей и котлов, можно приступать к расчету.
Для этого выполняются следующие действия (приведен пример для внутридомового газопровода именно низкого давления):
- Количество котлов умножается на производительность каждого из них.
- Полученное значение умножается на коэффициент одновременности, указанный в специальной таблице для данного типа потребителей.
- Количество печей, предназначенных для приготовления пищи, умножается на производительность каждой из них.
- Значение, полученное после предыдущей операции, умножается на коэффициент одновременности, взятый из специальной таблицы.
- Суммируются полученные суммы за котлы и печи.
Аналогичные манипуляции проводятся для всех участков трубопровода. Полученные данные заносятся в соответствующие графы программы, с помощью которой выполняется расчет. Все остальное делает электроника.
Расчет по формулам
Этот вид гидравлического расчета аналогичен описанному выше, то есть потребуются те же данные, но процедура будет длительной. Так как все придется делать вручную, кроме того, проектировщику потребуется провести ряд промежуточных операций, чтобы использовать полученные значения для окончательного расчета.
А также вам придется уделить много времени для понимания многих понятий, вопросов, с которыми человек не встречается при использовании специальной программы. Вы можете убедиться в правильности вышеизложенного, прочитав формулы, которые будут использоваться.
Расчет по формулам сложен, поэтому доступен не всем. На рисунке представлены формулы расчета перепада давления в сети высокого, среднего и низкого давления и коэффициента гидравлического трения
В применении формул, как и в случае с гидравлическим расчетом по специальной программе, есть особенности для низких, средних и, конечно же, газопроводов.
И об этом стоит помнить, так как ошибка чревата, и всегда, внушительными финансовыми затратами.
Расчеты по номограмме
Любая специальная номограмма представляет собой таблицу, где указан ряд значений, изучив которые можно получить необходимые показатели, не производя расчетов. В случае гидравлического расчета диаметр трубы и толщина ее стенок.
Номограммы для расчета – это простой способ получения необходимой информации. Достаточно обратиться к линиям, соответствующим заданным характеристикам сети.
Для полиэтилена и металлопродукции существуют отдельные номограммы. При их расчете использовались стандартные данные, например, шероховатость внутренних стен. Поэтому за достоверность информации можно не переживать.
Пример расчета
Приведен пример выполнения гидравлического расчета с использованием программы для газопроводов низкого давления. В предложенной таблице все данные, которые дизайнер должен ввести самостоятельно, выделены желтым цветом.
Они перечислены в параграфе о автоматизированном гидравлическом расчете выше. Это температура газа, коэффициент кинетической вязкости, плотность.
В данном случае расчет ведется для котлов и печей, поэтому необходимо прописать точное количество горелок, которых может быть 2 или 4. Важна точность, т.к. программа автоматически подберет коэффициент одновременности.
На картинке желтым цветом выделены столбцы, в которые должен вводить индикаторы сам дизайнер. Ниже приведена формула расчета расхода на участке
. Стоит обратить внимание на нумерацию участков — она не придумана самостоятельно, а взята из заранее составленной схемы, где указаны аналогичные номера.
Далее прописывается фактическая длина трубопровода и так называемая расчетная, которая больше. Происходит это потому, что на всех участках, где имеется местное сопротивление, необходимо увеличивать длину на 5-10%. Это делается для того, чтобы исключить недостаточное давление газа у потребителей.
Программа производит расчет самостоятельно.
Суммарный расход в кубометрах, для которого предусмотрена отдельная колонка, рассчитывается заранее для каждой секции. Если дом многоквартирный, то необходимо указывать количество жилья, причем начиная с максимального значения, как видно в соответствующей графе.
В обязательном порядке в таблицу заносятся все элементы газопровода, при прохождении которых теряется давление. В примере показан тепловой запорный клапан, запорный клапан и счетчик. Величину потерь в каждом случае брали в паспорте изделия.
С помощью одной программы можно производить расчеты для всех типов газопроводов. На фото расчет для сети среднего давления
Внутренний диаметр трубы указывается по ТУ, если к газу есть требования, или по заранее составленной схеме. В данном случае прописывается в размере 5 см на большинстве участков, т.к. большая часть газопровода проходит по фасаду, а местный газопровод требует, чтобы диаметр был не меньше.
Даже если поверхностно посмотреть на приведенный пример выполнения гидравлического расчета, то несложно заметить, что помимо значений, введенных человеком, существует большое количество других.
Это все результат работы программы, потому что после ввода чисел в определенные столбцы, выделенные желтым цветом, расчетная работа для человека закончена.
То есть сам расчет происходит достаточно быстро, после чего данные можно отправить на согласование в горгаз.
Выводы и полезное видео по теме
Данное видео дает возможность понять с чего начинается гидравлический расчет, откуда проектировщики берут необходимые данные:
В следующем видео показан пример одного из видов ЭВМ расчет:
Далее можно посмотреть пример расчета с помощью компьютерной программы:
Для выполнения гидравлического расчета с помощью компьютера, как позволяет специализированный Свод правил, достаточно потратить немного времени на ознакомление с программой и сбором необходимых данных.
