Гідравлічний розрахунок газопроводу низького і високого тиску

  1. Чому необхідно проводити розрахунок газопроводу
  2. Класифікація газопроводів
  3. Принцип роботи газової магістралі
  4. Гідравлічний розрахунок газопроводу з низьким тиском
  5. Гідравлічний розрахунок газопроводу із середнім тиском
  6. Гідравлічний розрахунок газопроводу з високим тиском
  7. Що ще враховується при розрахунку газопровідної магістралі
  8. Основні рівняння гідравлічного розрахунку газопроводу

для транспортування всіх видів газу від виробника до споживача використовуються трубопроводи та інші спеціальні споруди та комплекси, які бувають різних розмірів і конструкцій. Щоб газова магістраль на всіх ділянках була надійною і більш ефективною в експлуатації, обов'язково проводиться гідравлічний розрахунок газопроводу з підбором оптимального для даних експлуатаційних умов режиму його роботи.

Чому необхідно проводити розрахунок газопроводу

Протягом усіх ділянок газопровідної магістралі проводяться розрахунки для виявлення місць, де в трубах вірогідні появи можливих опорів, що змінюють швидкість подачі палива.

Якщо все обчислення зробити правильно, то можна підібрати найбільш відповідне обладнання і створити економічний і ефективний проект всієї конструкції газової системи.

Це позбавить від зайвих, завищених показників при експлуатації і витрат в будівництві, які могли б бути при плануванні та встановлення системи без гідравлічного розрахунку газопроводу.

З'являється найкраща можливість підбору потрібного розміру в перерізі і матеріалів труб для більш ефективної, швидкої і стабільної подачі блакитного палива в заплановані точки системи газопроводу.

Забезпечується оптимальний робочий режим всієї газової магістралі.

Забудовники отримують фінансову вигоду при економії на закупівлях технічного обладнання, будівельних матеріалів.

Проводиться правильний розрахунок газопровідної магістралі з урахуванням максимальних рівнів витрати пального в періоди масового споживання. Враховуються всі промислові, комунальні, індивідуально-побутові потреби.

Класифікація газопроводів

Сучасні газопроводи - це ціла система комплексів споруд, призначених для транспортування пального палива від місць його видобутку до споживачів. Тому за призначенням вони бувають:

  • магістральними - для транспортування на великі відстані від місць видобутку до пунктів призначення.
  • Місцевими - для збору, розподілу і подачі газу до об'єктів населених пунктів і підприємств.

Місцевими - для збору, розподілу і подачі газу до об'єктів населених пунктів і підприємств

По магістральних трасах споруджуються компресорні станції, які потрібні для підтримки в трубах робочого тиску і поставки газу до призначених пунктів до споживачів в необхідних обсягах, розрахованих заздалегідь. У них газ очищується, осушується, стискається і охолоджується, а потім повертається в газопровід під певним тиском, необхідним для даної ділянки проходження палива.

Всі газопроводи - це складні споруди, оснащені автоматизованими системами регулювання всіма технологічними процесами. Їх експлуатація грунтується на технічних дослідженнях, в тому числі на результатах гідравлічного розрахунку трубопроводів.

Місцеві газопроводи, розташовані в населених пунктах, класифікуються:

  • По виду газу - транспортуватися може природний, зріджений вуглеводневий, змішаний і ін.
  • За тиском - на різних ділянках газ буває з низьким, середнім і високим тиском.
  • По розташуванню - зовнішні (вуличні) і внутрішні , Надземні і підземні.

Принцип роботи газової магістралі

У складі міських систем знаходяться:

  • джерело газопостачання;
  • газорозподільні станції;
  • газопроводи різних рівнів тиску;
  • газгольдерние станції;
  • ГРУ та ГРП;
  • кошти телемеханізації.

В процесі гідравлічного розрахунку всі ці об'єкти враховуються, так як кожен з них робить свій вплив на швидкість і обсяг транспортованого палива. Обчислення проводяться по окремих дільницях, а потім сумуються.

Обчислення проводяться по окремих дільницях, а потім сумуються

Схема газової магістралі

  1. Мережа газопроводів, розташованих в межах міста, оснащена спеціальними системами для розподілу газу (станціями), які розташовуються в кінці всіх цих трубопроводів.
  2. При надходженні газу на таку станцію, його тиск регулюється і перерозподіляється, а натиск подачі знижується до допустимих значень.
  3. Потім газ переміщається в регуляторний пункт, звідти вирушає далі в мережу, де тиск знову збільшується.
  4. Трубопроводи з найвищим рівнем тиску підключаються до систем, розташованим в підземних сховищах.
  5. Для управління рівнем витрат газу в кожен добовий період, будуються спеціальні газгольдерние станції.
  6. Газ з високим і середнім показником рівня тиску транспортується в трубах, які служать свого роду підживленням для магістралей з низьким напором газу. Для управління процесами перепадів тиску встановлюються спеціальні точки регулювання.
  7. Щоб точно враховувати рівні втрати тиску при транспортуванні газу і надходження усього планованого обсягу в призначений пункт, методом гідравлічного розрахунку визначають оптимальний діаметр труб, для установки відповідного розміру.

Щоб точно враховувати рівні втрати тиску при транспортуванні газу і надходження усього планованого обсягу в призначений пункт, методом гідравлічного розрахунку визначають оптимальний діаметр труб, для установки відповідного розміру

Гідравлічний розрахунок газопроводу з низьким тиском

Спочатку орієнтовно враховується, скільки населення проживає в даному районі, кількість промислових, громадських об'єктів, а потім визначається приблизний обсяг газу, який буде потрібно витрачати на побутові та виробничі потреби.

Спочатку орієнтовно враховується, скільки населення проживає в даному районі, кількість промислових, громадських об'єктів, а потім визначається приблизний обсяг газу, який буде потрібно витрачати на побутові та виробничі потреби

Магістральний газопровід з низьким тиском

Потім обчислюється середня витрата палива протягом певного часу (зазвичай 1 години).

Потрібно врахувати точки газорозподілу - підраховується їх кількість, а також місцезнаходження, щоб знати, якої довжини треба буде будувати магістраль, який діаметр труб і будівельні матеріали вибрати.

Через різницю в показниках проводиться розрахунок не тільки загальних перепадів тиску всієї магістралі, а й в розподільних точках, газопроводах усередині будівель і всіх абонентських гілках.

Якщо розміри труб різні, то вимірюється площа кожного однакового ділянки, розраховується витрата газу на всі з цих показників окремо, а потім підсумовується.

Обчислювальні роботи виконуються з урахуванням кількох факторів: розрахункових даних відрізка газопроводу, фактичних показників зі всієї ділянки і еквівалентних показань.

У підсумку підраховується вузлова і питома шляхова витрата. Вузлова зосереджена в певній точці магістралі, а питома шляхова розподілена між вузловими точками.

Гідравлічний розрахунок газопроводу із середнім тиском

Враховуються свідчення напору палива на початку його подачі. Ця ділянка знаходиться в межах від головної газорозподільної точки до місця, де відбувається перехід високого тиску до середнього. Рівень тиску на цій ділянці повинен бути таким, щоб навіть в часи найбільших навантажень на магістраль показники були завжди вище мінімальних допустимих позначок.

Рівень тиску на цій ділянці повинен бути таким, щоб навіть в часи найбільших навантажень на магістраль показники були завжди вище мінімальних допустимих позначок

Спосіб стабілізації тиску газу на компресорній станції магістрального газопроводу

  1. Застосовуються обчислення за принципом зміни тиску з урахуванням певної довжини трубопроводу.
  2. Спочатку розраховуються втрати тиску, що виникають на основній ділянці магістралі, а потім - витрата палива.
  3. За цим середнім показникам підбирається необхідна товщина і діаметри труб.
  4. Вибираються всі їх можливі розміри, а потім по номограмі визначається рівень втрат для кожного варіанта.
  5. При правильних показаннях гідравлічного розрахунку втрати тиску на таких ділянках завжди відповідають постійного рівня.

Гідравлічний розрахунок газопроводу з високим тиском

Обчислення проводяться з урахуванням найвищого натиску газу, а також всіх особливостей специфікації даного газопроводу. Тому підбираються будівельні матеріали і види труб з такими технічними характеристиками, які забезпечать нормальне функціонування системи газопроводу по всій магістралі. Обов'язково враховуються і всі навколишні умови, де буде прокладений газопровід. Досконально вивчається місцевість і складається точний її план. далі:

далі:

Гідравлічний розрахунок газопроводів і середнього тиску

  • Складається схема проекту з чітко означеними відгалуженнями до місць споживання.
  • Вибирається мінімальна довжина шляху і обов'язково розташування по кільцю.
  • Розрахунки проводяться на підставі вимірювань всіх ділянок з урахуванням масштабу.
  • Результати показань збільшуються - в результаті розрахункова довжина кожної ділянки буде більше на 10%.
  • Показання гідравлічного розрахунку, виконаного з кожної окремої ділянки, підсумовуються для визначення загальної витрати палива.
  • Потім визначається внутрішній оптимальний розмір труби.

Що ще враховується при розрахунку газопровідної магістралі

В результаті тертя об стінки швидкість газу по перетину труби різниться - по центру вона швидше. Однак застосовується для розрахунків середній показник - одна умовна швидкість.

Розрізняють два види переміщення по трубах: ламинарное (струминне, характерне для труб з малим діаметром) і турбулентний (має невпорядкований характер руху з мимовільним утворенням вихорів в будь-якому місці широкої труби).

Розрахунок діаметра трубопроводу магістрального газопостачання

Газ переміщається не тільки через чиниться на нього зовнішнього тиску. Його шари тиснуть між собою. Тому враховується і фактор гідростатичного напору.

На швидкість переміщення впливають і матеріали труб. Так в сталевих трубах в процесі експлуатації збільшується шорсткість внутрішніх стінок і осі звужуються через заростання. Поліетиленові труби, навпаки, збільшуються у внутрішньому діаметрі зі зменшенням товщини стінок. Все це враховується при розрахунковому тиску.

Основні рівняння гідравлічного розрахунку газопроводу

Для розрахунку руху газу по трубах беруться значення діаметра труби, витрати палива і втрата напору. Обчислюється в залежності від характеру руху. При ламінарному - розрахунки проводяться строго математично за формулою:

Р1 - Р2 =? Р = (32 * μ * ω * L) / D2 кг / м2 (20), де:

  • ? Р - кгм2, втрати напору в результаті тертя;
  • ω - м / сек, швидкість руху палива;
  • D - м, діаметр трубопроводу;
  • L - м, довжина трубопроводу;
  • μ - кг сек / м2, в'язкість рідини.

Р - кгм2, втрати напору в результаті тертя;   ω - м / сек, швидкість руху палива;   D - м, діаметр трубопроводу;   L - м, довжина трубопроводу;   μ - кг сек / м2, в'язкість рідини

При турбулентному русі неможливо застосувати точні математичні розрахунки через хаотичності руху. Тому застосовуються експериментально визначаються коефіцієнти.

Розраховуються за формулою:

Р1 - Р2 = (λ * ω2 * L * ρ) / 2g * D (21), де:

  • Р1і Р2 - тиску на початку і кінці трубопроводу, кг / м2;
  • λ - безрозмірний коефіцієнт опору;
  • ω - м / сек, середня по перетину труби швидкість руху газу;
  • ρ - кг / м3, щільність палива;
  • D - м, діаметр труби;
  • g - м / с 2, прискорення сили тяжіння.

Відео: Основи гідравлічного розрахунку газопроводів

13.09.2011
Редизайн сайта
В 2011 году был проведен редизайн сайта нашей компании и его запуск в сеть Интернет. Услуги редизайна сайта и его продвижения оказала нам дизайн-студия Web Skill.
все новости
ОДО "Машиностроительный завод "БУРАН"© 2007-2011 | Все права защищены