Газоснабжение населеного пункта

где P₁ - абсолютное давление газа перед ГРП или ГРУ, МПа;

       P₂ - абсолютное давление газа после ГРП или ГРУ, МПа;

        P ₁ = 0,15 + 0,1 = 0,25 (МПа),

          P ₂ = 0,005 + 0,1 = 0,105 (МПа),

      DP - потери давления газа в линии регулирования, обычно равные 0,007 МПа;

      (DP / P₁) _КР = 0,552

      e _КР = 1 - 0,46 * 0,5 = 0,75

      r_О = 0,73 -плотность газа при нормальном давлении, кг/м³;

          Т - абсолютная температура газа  равная 283 К;

          Z - коэффициент, учитывающий отклонение свойств газа от свойств идеального газа (при Р1 £ 1,2 МПа Z = 1).

    Расчётный расход V_Р должен быть больше оптимального расхода газа через ГРП на 15…20%, то есть:

    V_Р = (1,15 ¸ 1,2) * V _ОПТ  (м³/ч.),

    V_Р = 1,2*2637,95=3165,5(м³/ч.),

    Определить  режим истечения газа через клапан регулятора можно по соотношению

    Р₂ / Р₁ = 0,105 / 0,25 = 0,42

    Если  Р₂ / Р₁ ³ 0,5 , то течение газа будет докритическим и поэтому следует применять уравнение первое.

    Так как Р₂ / Р₁ < 0,5 , то течение газа будет сверхкритическим и поэтому следует применять уравнение второе.

    Из  вышеуказанных уравнений для  определения типа регулятора определяем его коэффициент пропускной способности  K _V.

    K _V = V _Р / [5260 * e _КР * P₁ * Ö ((DP / P1) _КР/ r_О * T * Z)]

    K _V=3165,5/(5260*0,75*0,25*Ö (0,5/(0,73*283*1)))=62,4

    Определив K _V по таблице 7.1  [2] выбираем тип регулятора с K _V ближайшим большим значением, чем получен по расчёту.

    По  расчёту получен K _V = 62,4 Ближайший К _V  в таблице равен 50 и относится к регулятору РДУ-50. Следовательно, этот регулятор следует установить в ГРП.

2. Выбор предохранительно-запорного клапана

    Промышленность  выпускает два типа ПЗК: ПКН и  ПКВ. Первый следует применять в  случаях, когда после ГРП или  ГРУ поддерживается низкое давление, второй - среднее. Габариты и тип  клапана определяются типом регулятора давления. ПЗК обычно выбирают с таким же условным диаметром, как и регулятор.

    Определен тип регулятора РДУК-50. Этот регулятор  имеет  условный  диаметр  50 мм. Следовательно, ПЗК будет или  ПКН-50.

3. Выбор предохранительно-сбросного клапана

    Предохранительно-сбросной клапан подбирается по пропускной способности регулятора давления. Пропускная способность ПСК должна составлять не менее 10 % от пропускной способности регулятора давления или не менее пропускной способности наибольшего из клапанов. Выбираем ПСК-50Н/0,05.

4.   Выбор фильтра

Задачей фильтра в ГРП или ГРУ является отчистка от механических примесей. При  этом фильтр должен пропускать весь газовый  поток, не превышая допустимую потерю давления на себе в размере 10000 Па.

    Промышленность  выпускает два вида газовых фильтров: кассетные с литым корпусом типа ФВ-100 и ФВ-200; кассетные со сварным корпусом  типа ФГ7-50-6; ФГ9-50-12; ФГ15-100-6; ФГ19-10-12; ФГ36-200-6; ФГ46-200-12; ФГ80-300-6; ФГ100-300-12.

    Первый  тип фильтров предназначен для небольших  до 3800 м³/ч расходов газа. Второй тип фильтров предназначен для пропуска больших расходов газа. Число после ФГ означает пропускную способность фильтра в тысячах кубических метров в час.

    Для подбора фильтра необходимо определить перепад давления газа на нем при  расчетном расходе газа через ГРП или ГРУ.

    Для фильтров этот перепад давления определяют по формуле: 

    DР = 0,1 * DР _ГР * ( V _Р / V _ГР)² * r _О / Р₁, (Па),                                            (31) 

где DР_ГР - паспортное значение перепада давления газа на фильтре, Па;

    V _ГР - паспортное значение пропускной способности фильтра, м³/ч;

    r _О - плотность газа при нормальных условиях, кг/м³;

    Р₁ - абсолютное давление газа перед фильтром, МПа;

    V_Р - расчетный расход газа через ГРП иди ГРУ, м³/ч. 

    DР _ГР = 10000 (Па),   V _ГР = 7000 (м³/ч),    r _О = 0,73 (кг/м³),

    За  исходный возьмем фильтр ФГ 7 - 50 - 6

    DР = 0,1*10000*(31 / 7000)² *0,73/0,25 = 597 (Па),

    Перепад  для фильтра ГРП не превышает  допустимого значения 10000 Па, следовательно  выбран фильтр ФГ 7 - 50 - 6.

5. Выбор запорной арматуры

    Запорная  арматура (задвижки, вентили, пробковые  краны), применяются в ГРП и  ГРУ должна быть рассчитана на газовую  среду. Главными критериями при выборе запорной арматуры являются условный диаметр D_У и исполнительное давление Р_У.

    Задвижки  применяются как с выдвижными, так и с не выдвижными шпинделем. Первые предпочтительней для надземной установки, вторые - для подземной.

    Вентили применяют в тех случаях, когда  повышенной потерей давления можно  пренебречь, например, на импульсных линиях.

    Пробковые краны имеют значительно меньшее гидравлическое сопротивление, чем вентили. Их различают по затяжке конической пробки на натяжные и сальниковые, а по методу присоединения к трубам - на муфтовые и фланцевые.

    Материалом  для изготовления запорной арматуры служат: углеродистая сталь, легированная сталь, серый и ковкий чугун, латунь и бронза.

    Запорная  арматура  из серого чугуна применяется  при рабочем давлении газа не более 0,6 МПа. Стальная, латунная и бронзовая  при давлении до 1,6 МПа. Рабочая температура  для чугунной и бронзовой арматуры должна быть не ниже -35 С, для стальной не менее -40 С.

    На  входе газа в ГРП следует применять  стальную арматуру, или арматуру из ковкого чугуна. На выходе из ГРП  при низком давлении можно применять  арматуру из серого чугуна. Она дешевле стальной.

    Условный  диаметр задвижек в ГРП должен соответствовать диаметру газопроводов на входе и выходе газа. Условный диаметр вентилей и кранов на импульсных линиях ГРП или ГРУ рекомендуется  выбирать равным 20 мм или 15 мм.

4. Конструктивные элементы газопроводов

 

    На  газопроводах применяются следующие  конструктивные элементы:

трубы; запорно-регулирующая арматура; линзовые компенсаторы; сборники конденсата; футляры; колодцы; опоры и кронштейны для наружных газопроводов; системы защиты подземных газопроводов от коррозии; контрольные пункты для измерения потенциала газопроводов относительно грунта и определения утечек газа.

     Трубы составляют основную часть газопроводов, по ним транспортируется газ к  потребителям. Все соединения труб на газопроводах выполняются только сварными. Фланцевые соединения допускаются только местах установки запорно-регулирующей арматуры.

1. Трубы

Для строительства  систем газоснабжения следует применять  стальные прямошовные, спиральношовные  сварные и бесшовные трубы, изготавливаемые из хорошо свариваемых сталей, содержащих не более 0,25 % углерода, 0,056 % серы и 0,046 % фосфора. Для газопроводов, например, применяется сталь углеродистая обыкновенного качества, спокойная, группы В ГОСТ 14637-89 и ГОСТ 16523-89 не ниже второй категории марок Ст. 2, Ст. 3, а также Ст. 4 при содержании в ней углерода не более 0,25 %.

    А - нормирование (гарантия) механических свойств;

    Б - нормирование (гарантия) химического  состава;

    В - нормирование (гарантия) химического  состава и механических свойств;

    Г - нормирование (гарантия) химического состава и механических свойств на термообработанных образцах;

    Д - без нормируемых показателей  химического состава и механических свойств.

    Рекомендуется применять трубы следующих групп поставки:

    - при расчетной температуре наружного воздуха до - 40 °С - группу В;

    - при температуре  - 40 °С и ниже - группы В и Г.

    При выборе труб для строительства газопроводов следует применять, как правило, трубы, изготовленные из более дешевой  углеродистой стали по ГОСТ 380-88 или  ГОСТ 1050-88.

2.   Детали газопроводов

    К деталям газопроводов относятся: отводы, переходы, тройники, заглушки.

    Отводы  устанавливаются в местах поворотов  газопроводов на углы 90° , 60° или 45°.

     Переходы  устанавливаются в местах изменения  диаметров газопроводов. На чертежах и схемах их изображают следующим образом

     Тройники  служат для закрытия и герметизации торцевых частей тупиковых участков газопроводов. Их применяют в местах подключения к газопроводам потребителей.

     Заглушки  служат для закрытия и герметизации торцевых частей тупиковых участков газопроводов. Заглушки представляют собой круг соответствующего диаметра, выполненный из стали тех же марок, что и газопровод. 
 

5. Гидравлический  расчёт газопроводов

 

    Основная  задача гидравлических расчетов заключается  в том, чтобы определить диаметры газопроводов. С точки зрения методов гидравлические расчеты газопроводов можно разделить на следующие типы:

• расчет кольцевых сетей высокого и среднего давления;
• расчет тупиковых сетей высокого и среднего давления;
• расчет многокольцевых сетей низкого давления;
• расчет тупиковых сетей низкого давления.

    Для проведения гидравлических расчётов необходимо иметь следующие исходные данные:

• расчетную схему газопровода с указанием на ней номеров и длин участков;
• часовые расходы газа у всех потребителей, подключенных к данной сети;
• допустимые перепады давления газа в сети.

    Расчетная схема газопровода составляется в упрощенном виде по плану газифицируемого  района. Все участки газопроводов как бы выпрямляются и указываются их полные длины со всеми изгибами и поворотами. Точки расположения потребителей газа на плаке определяются местами расположения соответствующих ГРП или ГРУ. 

1. Гидравлический  расчет кольцевых  сетей высокого и  среднего давления

 

    Гидравлический  режим работы газопроводов высокого и среднего давления назначается из условий максимального газопотребления.

    Расчёт  подобных сетей состоит из трёх этапов:

• расчет в аварийных режимах;
• расчет при нормальном потокораспределении ;
• расчёт ответвлений от кольцевого газопровода.

    Расчетная схема газопровода представлена на рисунке 1. Длины отдельных участков указаны в метрах. Номера расчетных участков указаны числами в кружках. Расход газа отдельными потребителями обозначен буквой V и имеет размерность м³/ч. Места изменения расхода газа на кольце обозначены цифрами 0, 1, 2, ..... , и т. д. Источник питания газом (ГРС) подключен к точке 0.

    Газопровод  высокого давления имеет в начальной  точке 0 избыточное давление газа Р _Н =0,6 МПа. Конечное давление газа Р _К = 0,15 МПа. Это давление должно поддерживаться у всех потребителей, подключенных к данному кольцу, одинаковым независимо от места их расположения.