Газоснабжение населёного пункта (стр. 8 из 19)

4. Рассчитывается распределение потоков газа при нормальном режиме работы сети и определяются давления газа во всех узловых точках.

5. Проверяются диаметры ответвлений к сосредоточенным потребителям при расчетном гидравлическом режиме. В случае необходимости диаметры отводов увеличиваются до необходимых размеров.

В связи с тем, что указанные номограммы составлены для расчета стальных газопроводов, полученные значения диаметров, вследствие более низкого коэффициента шероховатости полиэтиленовых труб, следует уменьшать на 5-10%.

Гидравлический расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец при максимальном использовании допустимой потери давления газа. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10%.

При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не болев 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с - для; газопроводов среднего давления, 26 м/с - для газопроводов высокого давления.

В проекте нагрузки распределены следующим образом:

На ШРП №1 – 101,8 м³/ч;

На ШРП №2 – 22 м³/ч;

На ШРП №3 – 101,8 м³/ч;

На ШРП №4 – 18,2 м³/ч;

На ШРП №5 – 161 м³/ч;

На ШРП №6 – 18,2 м³/ч;

Котельная №1 – 727,9 м³/ч;

Котельная №2 – 727,9 м³/ч;

Промышленное предприятие – 392 м³/ч;

Расчетный расход газа потребителями ∑V_р=2292,7 м³/ч;

Таблица 9. Расчетные длины участков

№уч.	Длины участков кольца										Длины участков ответвлений
	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-8	8-9	9-10	10-1	2-11	3-12	4-13	5-14	6-15	7-16	8-17	9-18	10-19
l,м	224	257	142	124	258	218	97	180	18	92	11	113	95	113	11	67	23	70	23

∑ l=1610 м.

Определим диаметр кольца по расчетному расходу:

V_p=0,59×0,7×2268,5=937 м³/ч,

и удельному падению квадрата давления:

кПа²/м.

Потери давления на местные сопротивления приняты в размере 10% от линейных потерь.

Диаметр газопровода определяем по номограмме, он равен 160 мм.

Производим расчеты для аварийных режимов при выключении головных участков 1-10 и 1-2. Узловые расходы на участках принимаем равными 0,7 V_p.

При отключении участка 1-10 кольцевая сеть становится тупиковой. По выбранному диаметру и расходу на участке по номограмме определяем величину удельного падения квадрата давления и давление в конце участка по формуле

(15)

где Р_к – давление в конце участка, Па;

L– длина участка, м;

R_д – действительная величина удельного падения квадрата давления,

кПа²/м.

В процессе расчета выяснилось, что кольцевой газопровод диаметром 160 мм обеспечивает необходимое давление в концевых точках.

Рассчитаем диаметры ответвлений для аварийных режимов при подаче газа потребителям в объеме V=К_об×V_р, м³/ч. Сначала определим давление газа в начале всех ответвлений. Из сравнения двух значений начальных давлений для каждого ответвления Р_н.отв. выбираем наименьшее. Для этого давления и подбираем диаметр ответвления при условии, чтобы давление в конце ответвления Р_к.отв. было не менее 100 кПа. Кроме того, диаметры менее 63 мм не проектируем.

Результаты расчета представлены в приложении А.

1.5.2 Гидравлический расчет тупиковой дворовой сети низкого давления

Внутридворовые газопроводы запроектированы надземно, на металлических опорах и по фасадам зданий на кронштейнах на высоте 2,2 м. В местах пересечения с внутридворовыми проездами предусмотрен подъем газопровода на опорах на высоту 5 м.

Гидравлический расчет внутридворовых газопроводов проводят в следующей последовательности.

1. На генплане квартала проектируют газовые сети по тупиковой схеме.

2. Намечают расчетные участки от точки подключения к распределительному уличному газопроводу до отключающего устройства на вводе в здание.

3. Определяются средние ориентировочные удельные потери давления на расчетной ветке от точки подключения к распределительному газопроводу до наиболее удаленного газифицированного здания:

(16)

где 250 – нормативный перепад давления, Па, по [ ];

1,1 – 10% на местные сопротивления;

∑l – суммарная длина расчетной ветки, м;

Диаметры участков газопроводов определяют по расчетному расходу газа V_р, м³/ч, и значению удельных ориентировочных потерь давления

, Па/м. Расчетная таблица заполняется в следующей последовательности:

1. Ориентируясь по средней удельной потере давления и расчетным расходам газа на участках, по приложению подбираем диаметры газопроводов на участках сети.

2. Для выбранных диаметров газопроводов на участках по приложению определяем действительные удельные потери давления.

3. Умножая действительные потери давления на участках на длину этих участков, определяем полные потери давления на каждом участке.

4. Суммируем потери давления на участках расчетной ветки и результат сравниваем с нормативным расчетным перепадом давления.

В случае недоиспользования или превышения расчетного перепада давления изменяем диаметр газопровода на одном или нескольких участках с тем, чтобы свести невязку до величины не более 10%. Изменения диаметров фиксируем в графах 8, 9, 10. Результаты расчета представлены в приложении А

1.6 Расчет регуляторов давления для ШРП

В настоящее время ГРП сооружаются, как правило, по типовым проектам или применяются шкафные (блочные) ГРП полной заводской готовности.

Поэтому проектирование сетевых ГРП сводится к подбору необходимого регулятора давления и привязке соответствующего ему типового проекта или выбору соответствующего шкафного ГРП.

Пропускная способность регулятора давления определяется по одной из приведенных ниже формул:

- для докритической области истечения газа

Q_o=5260×K_v×ε×

(17)

Для критического режима истечения газа, т.е. при соблюдении неравенства

(18)

где Q_o– пропускная способность регулятора давления, м³/ч;

К_v – коэффициент пропускной способности регулятора;

ε – коэффициент, учитывающий изменение плотности газа при движении через дроссельный орган регулятора;

Р₁÷Р₂ – абсолютное давление газа до и после регулятора, МПа;

ρ_о – плотность газа при нормальных условиях, кг/м³;

Т₁ – температура газа перед регулятором, °К;

Z₁ – коэффициент, учитывающий сжимаемость газа, при Р₁ до 1,2 МПа принимается равным 1.

Расчет производят в следующей последовательности.

Определяется режим движения газа, исходя из величины начального и конечного давления газа на регуляторе.

Определяется коэффициент расхода регулятора, по формулам (17) и (18).

Подбираем регулятор давления, обладающий близким по значению коэффициентом расхода К_v.

Определяется пропускная способность подобранного регулятора при исходных значениях начального и конечного давления газа перед ним. Определяется загрузка регулятора или запас пропускной способности по сравнению с производительностью ШРП. Согласно СНиП 42-01-2002 этот запас должен составлять не менее 15% - 20%.

Исходные данные для расчета:

- расчетная производительность ШРП №1, №3 в размере 101,8 м³/ч, ШРП №2 – 22 м³/ч, ШРП №4, №6 – 18,2 м³/ч, ШРП №5 – 161 м³/ч;

- давление газа перед ШРП, 0,3 МПа;

- давление газа после ШРП, 3 кПа.

Для ШРП №1, №3.

Р₁=0,3+0,101=0,401 МПа; Р₂=0,003+0,101=0,104

Р₂÷Р₁=0,104÷0,401=0,26, т.е. Р₂÷Р₁<0,5;

Следовательно, далее расчет ведем по формуле (18). Учитывая, что на регуляторе срабатывается большой перепад давления, потерями давления в ШРП до регулятора можно пренебречь. Далее определяем коэффициент расхода регулятора по (18)

По полученному значению К_v=1,4 подбираем регулятор с ближайшим большим значением этого коэффициента, РД-50, у которого К_v=22.

Далее по (18) определяем пропускную способность этого регулятора при тех же значениях начального и конечного давления газа.

Q_o=5260×22×0,7×0,401×

=1300 м³/ч

Определяем загрузку регулятора

%<80-85%

Таким образом, принятый к установке регулятор давления газа РД-50 имеет достаточный резерв производительности.

Как уже отмечалось выше, в настоящее время выпускаются шкафные ГРП полной заводской готовности. Их паспортные характеристики приведены в [11]. Поэтому дальнейший подбор регуляторов давления произведем по пропускной способности, приведенной в таблице 3.22 в [11], согласно [2].

Для ШРП №2 принимаем к установке регулятор давления типа РД-32М с пропускной способностью 110 м³/ч, резерв производительности которого вполне приемлем для наших условий.

Аналогично, для ШРП №4, №6 выбираем РД-32М.