Гидравлический расчет межцехового газопровода

Содержание

Определение расчетных расходов газа

Определение характеристик природного газа

Для определения низшей теплоты сгорания и плотности природного газа составляется таблица 1.

Таблица 1 – Характеристики природного газа Туймазинского

Месторождения

Компонент	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	N2+ ред.	СО2
Содержание, об. %	39,5	20,0	18,5	7,7	4,2	10,0	0,1
Теплота сгорания , МДж/м3	35,76	63,65	91,14	118,53	146,18	-	-
Плотность , кг/м3	0,717	1,356	2,0037	2,7023	3,457	1,251	1,977

Низшая теплота сгорания сложного газа , МДж/м³, определяется по закону аддитивности:

, (1)

где и − соответственно низшая теплота сгорания, МДж/м³, и доля

компонента газовой смеси.

Плотность газа , кг/м³, определяется по формуле

, (2)

где ρ_i − соответственно плотность, кг/м³, отдельного компонента газовой смеси.

ρ=0,717·0,395 +1,356·0,20+2,0037·0,185+2,7023·0,077 +3,457·0,042+ +1,251·0,10 +1,977·0,001=1,41 кг/м³.

Определение расхода газа котельной

Для определения расхода газа на отдельных участках определяем расход газа одним котлом КСВа-1,0.

Расход газа на котел, м³/ч, определяем по формуле

(3)

где Q – тепловая мощность котла, МВт;

– низшая теплота сгорания газа, МДж/м³;

η – КПД котла (η=0,92).

67 м³/ч.

В котельной установлено пять котлов КСВа-1,0. Общий расход газа на котельную составляет 335 м³/ч.

2 Газоснабжение завода «Электроагрегат»

Условия прокладки наружного газопровода высокого

Давления

Завод «Электроагрегат» расположен вне территории района на расстоянии 700 м от границы застройки района. Объектами газоснабжения на территории завода являются столовая с расходом 30 м³/ч, термическое отделение арматурного цеха с расходом газа 620 м³/ч, гальванический цех с расходом газа 975 м³/ч, котельная с расходом газа 335 м³/ч, термическое отделение цеха корпусов и фитингов с расходом газа 740 м³/ч и ремонтно-механический цех с расходом газа 1020 м³/ч. Общий расход газа на завод 3500 м³/ч.

Снабжение завода предусматривается от подземного газопровода высокого давления П категории, расположенного на расстоянии 700 м от территории завода. Давление газа в точке врезки 0,515 МПа.

От точки врезки в существующий газопровод высокого давления до территории завода предусмотрена подземная прокладка газопровода на глубине 0,8 м от поверхности земли до верхней образующей трубы. На территории завода предусмотрена подземная прокладка газопровода от границы завода до ПУРГ и надземная прокладка газопровода по стенам производственных зданий и на отдельно стоящих опорах высотой 2,5 м, а в местах проезда автотранспорта высотой 5,0 м. В точке выхода газопровода из земли предусматривается устройство футляра и установка задвижки и изолирующего соединения. Кроме этого отключающие устройства предусматриваются на входе и выходе пункта учета расхода газа шкафного типа и перед каждым газоиспользующим объектом. В качестве отключающих устройств газоиспользующих объектов приняты задвижки (у ПУРГ) и шаровые краны, установленные на стенах зданий на высоте, обеспечивающей удобство обслуживания (1,5 м).

Учет расхода газа

На территории завода предусматривается учет расхода газа отдельно каждым потребителем (цехом) и общезаводской учет расхода газа в ПУРГ-800, установленном на территории завода. Пункт учета расхода газа состоит из шкафной установки, технологического оборудования для учета расхода газа, двух газовых обогревателей с дымоходами. В состав технологического оборудования входят счетчик газа СГ-800 с расходом газа 4000 м³/ч при давлении 0,4 МПа и фильтр волосяной ФГМ-150. Шкафная установка представляет собой металлический шкаф с теплоизоляцией. Для обслуживания технологического оборудования предусмотрены двери, для обеспечения естественной вентиляции – жалюзи, для обогрева технологического оборудования – обогреватели, установленные под днищем шкафной установки.

Технологическое оборудование пункта состоит из двух линий: рабочей и обводной. С целью очистки газа от механических примесей перед счетчиком предусмотрена установка фильтра. Для корректировки показаний счетчика по температуре и давлению транспортируемого газа предусмотрены термометр манометрический и манометр самопишущий. Для визуального наблюдения за давлением газа и измерения перепада давления на фильтре предусмотрен манометр с клапанами. Подача газа к обогревателям осуществляется через вентиль и регулятор давления газа. Обводная линия предназначена для обеспечения бесперебойной подачи газа при ремонте рабочей линии и снабжена краном. Для сброса газа во время ремонта предусмотрен продувочный трубопровод с краном.

Гидравлический расчет межцехового газопровода

Пропускная способность газопроводов должна приниматься из условий создания при максимально допустимых потерях давления газа наиболее экономичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивость работы ГРП и газорегуляторных установок (ГРУ), а также работы горелок потребителей в допустимых диапазонах давления газа.

Расчетные внутренние диаметры газопроводов определяются исходя из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.

Значения расчетной потери давления газа при проектировании газопроводов всех давлений для промышленных предприятий принимаются в зависимости от давления газа в месте подключения с учетом технических характеристик принимаемого к установке газового оборудования, устройств автоматики безопасности и автоматики регулирования технологического режима тепловых агрегатов.

Падение давления для сетей среднего и высокого давлений определяются по формуле

(4)

где P_н – абсолютное давление в начале газопровода, МПа;

Р_к – абсолютное давление в конце газопровода, МПа;

Р₀ = 0,101325 МПа;

l – коэффициент гидравлического трения;

l – расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м;

d – внутренний диаметр газопровода, см;

r₀ – плотность газа при нормальных условиях, кг/м³;

Q₀ – расход газа, м³/ч, при нормальных условиях;

Для наружных надземных и внутренних газопроводов расчетную длину газопроводов определяют по формуле

(5)

где l₁ – действительная длина газопровода, м;

Sx – сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода;

При выполнении гидравлического расчета газопроводов расчетный внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле

(6)

где d_p – расчетный диаметр, см;

А, В, т, т¹ – коэффициенты, определяемые по [2] в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода;

Q₀ – расчетный расход газа, м³/ч, при нормальных условиях;

DР_уд – удельные потери давления, МПа/м, определяемые по формуле

(7)

где DР_доп – допустимые потери давления, МПа/м;

L – расстояние до самой удаленной точки, м.

А=Р₀/(Р_т162p²), (8)

где Р₀ = 0,101325 МПа;

Р_т – усредненное давление газа (абсолютное) в сети, МПа.

, (9)

где Р_н, Р_к – соответственно начальное и конечное давление в сети, МПа.

МПа.

Принимаем тупиковую схему газоснабжения. Выполняем трассировку межцехового газопровода высокого давления. Разбиваем сеть на отдельные участки. Расчетная схема межцехового газопровода приведена на рисунке 1.1.

Определяем удельные потери давления для межцеховых газопроводов:

МПа/м.

Таким образом:

.

Предварительно определяем расчетный внутренний диаметр на участках сети:

Для участков 1-2, 2-3, 3-4: см. Принимаем

Ду 125 мм.

Для участка 4-5: см. Принимаем Д_у 125 мм.

Для участка 5-6: см. Принимаем Д_у 125 мм.

Для участка 6-7: см. Принимаем Д_у 100 мм.

Для участка 7-8: см. Принимаем Д_у 100 мм.

Для участка 8-9: см. Принимаем Д_у 65 мм.

Для участка 4-10: см. Принимаем Д_у 25 мм.

Для участка -11: см. Принимаем Д_у 65 мм.

Для участка 6-12: см. Принимаем Д_у 80 мм.

Для участка 7-13: см. Принимаем Д_у 50 мм.

Для участка 8-14: см. Принимаем Д_у 80 мм.

Потери давления в ПУРГ складываются из потерь давления в счетчике и потерь давления в фильтре. Потери давления в счетчике принимаются равными 800 Па. Потери давления в фильтре определяются по формуле

, (10)

где Р – абсолютное давление газа перед фильтром, МПа;

– потеря давления в корпусе и на кассете, Па.

Абсолютное давление газа перед фильтром ФГМ-150 0,559 МПа. Потери давления газа по графику в корпусе 800 Па, на кассете - 130 Па. Плотность газа в нормальных условиях 1,41 кг/м³. Падение газа в корпусе фильтра составит

Па.

Падение газа на кассете фильтра составит

Па.

Общие потери давления газа в ПУРГ составят 3052 Па.

Рисунок 1 – Расчетная схема межцехового газопровода

Перечень местных сопротивлений по участкам сети приведен в таблице 2.

Таблица 2 – Ведомость местных сопротивлений

Гидравлический расчет межцехового газопровода выполняем в таблице 3.

Таблица 3 – Гидравлический расчет межцехового газопровода

N уч.	lд, м	Qp, м3/ч	dнхd, мм	lЭ, м		lр, м	А	Аlр·10-3	10·Рн МПа	10·Рк МПа
1-2			133х4	-	-	773,30	8,0	6,19	6,15	5,62
2-3			133х4	5,20	1,9	41,88	8,0	0,34	5,62	5,59
Пункт учета расхода газа					5,59	5,56
3-4			133х4	5,20	2,9	55,08	8,0	0,44	5,56	5,52
4-5			133х4	5,15	1,2	68,18	7,8	0,53	5,52	5,47
5-6			133х4	5,10	1,8	58,18	5,5	0,32	5,47	5,44
6-7			108х4	4,95	1,4	77,93	6,5	0,51	5,44	5,40
7-8			108х4	4,75	1,8	37,55	3,5	0,13	5,40	5,38
8-9			76х3	3,15	5,0	58,75	3,9	0,23	5,38	5,36
Ответвления
4-10			32х3	0,85	5,2	54,42	1,5	0,082	5,52
5-11			76х3	2,5	4,8	16,00	5,7	0,091	5,47	5,46
6-12			76х3	2,6	4,8	16,48	12,8	0,21	5,44	5,42
7-13			57х3	1,7	4,8	47,16	5,5	0,26	5,40	5,38
8-14			76х3	2,7	4,8	46,96	15,0	0,70	5,38	5,32

12
3
Далее ⇒