Гидравлический расчет газопровода среднего давления от ввода до ГРП

    Давление  за  регулятором давления:

 

    4 Гидравлический расчет газопровода среднего давления от ввода до ГРП

    При подборе диаметра газопровода на участке до ГРП особых ограничений  по перепаду давлений нет. Однако для  экономии металла будем выбирать минимально возможный диаметр. Необходимый  запас давления перед РД создадим исходя из требуемого значения давления за ним и учитывая вероятность  снижения в эксплуатации начального давления по сравнению с заданным. Такой запас можно считать  остаточным, если давление перед РД будет равно:

    Известно, что отношение  , для определенного вида газа и характера движения зависит только от объема проходящего газа и диаметра газопровода.

    При расчете значения А для области гидравлической шероховатости используем формулу:

    Конечное  давление:

где - приведенная длина рассчитываемого участка газопровода от ввода до ГРП, определенная с учетом местных сопротивлений на этом участке,

, -фактическая длина участка,

-сумма  коэффициентов местного  сопротивления. 

    Значения  приводятся в таблице 6[1]. Выбираем по приведенным ранее значениям в зависимости от диаметра. При d=200 мм: =0,49 - при повороте, =0,46 - на задвижках. При d=150 мм: =0,47 - при повороте,

=0,5 - на задвижках. Значение для ПЗК принимаем равным 5. Для конденсатоотводов считаем =2.

    Значения для области гидравлической шероховатости для газопроводов среднего и высокого давления зависит только от их условного диаметра, таблица 6а [1]. При мм - =8,7 м; при мм - =13 м.

    Для наглядности составим таблицу, в  которую внесем все расчетные  величины:

Таблица 4.1 - Определение приведенных длин участка газопровода от ввода до ГРП и расчет потерь давления на этом участке

      

Продолжение таблицы 4.1

    

    результату  расчета делаем проверку по следующему условию:

 

    Т.е. выбираем диаметр равный 150 мм. 

    4.1 Выбор фильтров и определение давления газа перед регулятором давления РД 

    При определении сопротивления газопровода  от ввода до ГРП не учитывалось  сопротивление фильтра и измерительной  диафрагмы.

    Обозначая ΔРф – сопротивление чистого  фильтра

                       ΔРд – сопротивление измерительной  диафрагмы

    Значение  абсолютного давления газа перед  РД определяется:

    Сопротивление диафрагмы может быть принято:

,

где 40 – принимаемый  перепад по ртутному дифманометру, мм;

0,75 – коэффициент,  учитывающий потери давления  при       дросселировании;

      13,6 – перевод показаний ртутного  дифманометра, кг/м². 

    Сопротивление представляет собой перепад давления в загрязненном фильтре, (фильтре, находящемся в эксплуатации).

    По  условиям механической прочности перепад  давления по обе стороны сетки  фильтра не должен превышать 1000 кг/м² для волосяных и 500 кг/м² - для сетчатых фильтров. Не следует допускать слишком  малый перепад  , так как это указывает на выбор фильтра завышенного типоразмера, что несомненно скажется на стоимости сооружения системы газоснабжения. Нужно стремиться к тому, например для волосяных фильтров, чтобы перепад (чистый фильтр) был 1000 кг/м² 20% .

    Таким образом, выбор фильтра состоит  в выборе типа и его типоразмера, сопротивление которого в чистом состоянии не превышало бы для  волосяных фильтров 500-600 кг/м², а  для сетчатых – 250-300 кг/м².

    Действительное  расчётное давление газа после фильтра:

_{Рпф = Рк - 0,15*98,0665= 156698 Па}

    Значение  при действительном расходе газа, через фильтр и его параметрах определяется по формуле:

    где “т” – параметры, принятые для  чистого фильтра

    

    Действительное  расчетное давление газа после фильтра:

,

    что удовлетворяет условию перепада давления для чистого волосяного фильтра

=500 кг/м² 20%=400 кг/м²

    Давление  газа перед РД определяется:

    Окончательно  принимаем волосяной фильтр при входном давлении 1,4МПа и допускаемой проходной способности 4900 м³/ч. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    4.2 Выбор регулятора давления для ГРП

    В настоящее время для расходов газа больше 800 нм³/ч на ГРП промышленных предприятий повсеместно используются регуляторы давления типа РДУК-2 с пилотом Казанцева:

    Выбираем  регулятор давления

    РДУК-2-200: d_кл=105мм; пропускная способность =6000 нм³/ч.

    Регулятор РДУК-2 пригоден для установки на любое давление за собой в интервале 0,005–6 ати.

    Для нахождения расчётной пропускной способности  намеченного к установлению РД используем формулу, [1]:

,

где (∆р)_т = 98650 Па, (р₂)_т = 99636 Па, ;

- давление за регулятором. 

Перепад давления:

;  

      

    Эта формула справедлива при условии ;

    Условие выполняется. 

    Регулятор давления должен быть подобран так, чтобы  максимальная загрузка была не более 85% , минимальная не менее 10% от .

    Через РД проходит газ, направляемый промышленным и коммунально-бытовым потребителям, следовательно:

    Загрузка  в часы максимального потребления  газа

    Максимальная загрузка не более 85%. Условие выполняется. Загрузка регулятора в часы минимального потребления газа

    Минимальная загрузка не менее 10%. Условие выполняется.

    Таким образом, выбранный нами регулятор  давления РДУК – 2-200 пригоден для установки в ГРП. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Заключение 

          Был произведен расчет общезаводского газопровода с заданными  нагрузками и давлениями вначале газопровода и у последнего цеха. В результате расчета мы определили расходы газа по объекту газоснабжения: _, , _, н _, а также общий расход газа по объекту . Далее был предложен ситуационный план (согласно заданию), на котором указаны месторасположение цехов, расчетные участки, отводы, задвижки, конденсатоотводчики и т.д. Согласно ситуационному плану, строилась общая расчетная схема, на которой указывались длины участков и расходы газа (объемные), проходящие через определенные сечения газопровода.

    После этого расчета был произведен гидравлический расчет межцехового  газопровода низкого давления. В  результате этого расчета были подобраны  диаметры труб газопровода, с учетом условий равномерного распределения  потерь по участкам газопровода, постепенным  уменьшением диаметров при продвижении  к последнему потребителю тупикового газопровода и суммы всех потерь, не превышающей половины конечного  давления в газопроводе.

Диаметры участков газопровода составили: d_1,2,3=350 мм, d_4,5=300 мм.

    Окончанием  расчета является гидравлический расчет газопровода среднего давления (от ввода до ГРП), а также подбор регулятора давления. В результате этого расчета  определили диаметр трубопровода до ГРП, с учетом условия ограничения  по давлению. Диаметр составил 150 мм. Был произведен выбор фильтра: волосяной фильтр  допускаемой пропускной способности 4900 м³/ч. Затем приступили к выбору регулятора давления для ГРП. При подборе РД была определена его пропускная способность, также в соответствии с ограничением по загрузке был выбран регулятор давления РДУК-2-200 с диаметром клапана 105 мм и пропускной способностью 6000 нм³/ч .

    . 
 
 
 
 
 
 

    Список  используемых источников

1. Методическое  пособие.

2. Н. Л. Стаскевич.  Справочное руководство по газоснабжению.-Л.: Недра,1960.-871с.