Отчёт по производственной практике в компании «ГАЗ-КОННЕКТ»

Методы  гидравлического расчета газопроводов

При проектировании трубопроводов выбор размеров труб осуществляется на основании гидравлического  расчета, определяющего внутренний диаметр труб для пропуска необходимого количества газа при допустимых потерях  давления или, наоборот, потери давления при транспорте необходимого количества газа по срубам заданного диаметра. 
Сопротивление движению газа в трубопроводах слагается из линейных сопротивлений трения и местных сопротивлений: сопротивления трения «работают» на всей протяженности трубопроводов, а местные создаются только в пунктах изменения скоростей и направления движения газа (углы, тройники и т.д.). Подробный гидравлический расчет газопроводов осуществляется по формулам, приведенным в СП 42-101–2003, в которых учтены как режим движения газа, так и коэффициенты гидравлического сопротивления газопроводов. Здесь приводится сокращенный вариант. 
Для расчетов внутреннего диаметра газопровода следует воспользоваться формулой: 
 
dp = (626Аρ₀Q₀/ΔP_уд)^1/m1 (5.1) 
 
где dp — расчетный диаметр, см; А, m, m1 — коэффициенты, зависящие от категории сети (по давлению) и материала газопровода; Q₀ — расчетный расход газа, м³/ч, при нормальных условиях; ΔР_уд — удельные потери давления (Па/м для сетей низкого давления) 
 
ΔP_уд = ΔP_доп /1,1L (5.2) 
 
Здесь ΔР_доп — допустимые потери давления (Па); L — расстояние до самой удаленной точки, м. Коэффициенты А, m, m1 определяются по приведенной ниже таблице. 
 
Внутренний диаметр газопровода принимается из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший — для стальных газопроводов и ближайший меньший — для полиэтиленовых. 
 
Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удаленного прибора) принимаются не более 1,80 кПа (в том числе в распределительных газопроводах — 1,20 кПа), в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах — 0,60 кПа. 
 
Для расчета падения давления необходимо определить такие параметры, как число Рейнольдса, зависящее от характера движения газа, и коэффициент гидравлического трения λ. Число Рейнольдса — безразмерное соотношение, отражающее, в каком режиме движется жидкость или газ: ламинарном или турбулентном.  
 
Переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит по достижении так называемого критического числа Рейнольдса R_eкp. При Re < Re_кp течение происходит в ламинарном режиме, при Re > Re_кp — возможно возникновение турбулентности. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения.  
 
Число Рейнольдса как критерий перехода от ламинарного к турбулентному режиму течения и обратно относительно хорошо действует для напорных потоков. При переходе к безнапорным потокам переходная зона между ламинарным и турбулентным режимами возрастает, и использование числа Рейнольдса как критерия не всегда правомерно.  
 
Число Рейнольдса есть отношение сил инерции, действующих в потоке, к силам вязкости. Также число Рейнольдса можно рассматривать как отношение кинетической энергии жидкости к потерям энергии на характерной длине. 
Число Рейнольдса применительно к углеводородным газам определяется по следующему соотношению: 
 
Re = Q/9πdπν (5.3) 
 
где Q — расход газа, м³/ч, при нормальных условиях; d — внутренний диаметр газопровода, см; π - число пи; ν — коэффициент кинематической вязкости газа при нормальных условиях, м²/с (см. таб. 2.3).  
Диаметр газопровода d должен отвечать условию: 
 
(n/d) < 23 (5.4)  
 
где n — эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, принимаемая равной: 
 
- для новых стальных — 0,01 см;  
- для бывших в эксплуатации стальных — 0,1 см;  
- для полиэтиленовых независимо от времени эксплуатации — 0,0007 см. 
 
Коэффициент гидравлического трения λ определяется в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса. Для ламинарного режима движения газа (Re ≤ 2000): 
 
λ = 64/Re (5.5) 
 
Для критического режима движения газа (Re = 2000–4000): 
 
λ = 0,0025 Re^0,333 (5.6) 
 
Eсли значение числа Рейнольдса превышает 4000 (Re > 4000), возможны следующие ситуации. Для гидравлически гладкой стенки при соотношении 4000 < Re < 100000: 
 
λ = 0,3164/25 Re^0,25 (5.7) 
 
При значении Re > 100000: 
 
λ = 1/(1,82lgRe – 1,64)² (5.8) 
 
Для шероховатых стенок при Re > 4000: 
 
λ = 0,11[(n/d) + (68/Re)]^0,25 (5.9) 
 
После определения вышеперечисленных параметров падение давления для сетей низкого давления вычисляется по формуле 
 
P_н – P_к = 626,1λQ²ρ₀l/d⁵ (5.10) 
 
где P_н — абсолютное давление в начале газопровода, Па; Р_к — абсолютное давление в конце газопровода, Па; λ — коэффициент гидравлического трения; l — расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м; d — внутренний диаметр газопровода, см; ρ₀ — плотность газа при нормальных условиях, кг/м³; Q — расход газа, м³/ч, при нормальных условиях; 
 
Расход газа на участках распределительных наружных газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа, следует определять как сумму транзитного и 0,5 путевого расходов газа на данном участке. Падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная арматура и др.) учитываются путем увеличения фактической длины газопровода на 5–10%. 
 
Для наружных надземных и внутренних газопроводов расчетная длина газопроводов определяется по формуле: 
 
l = l₁ + (d/100λ)Σξ (5.11) 
 
где l₁ — действительная длина газопровода, м; Σξ — сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода; d — внутренний диаметр газопровода, см; λ — коэффициент гидравлического трения, определяемый в зависимости от режима течения и гидравлической гладкости стенок газопровода. 
 
Местные гидравлические сопротивления в газопроводах и вызываемые ими потери давления возникают при изменении направления движения газа, а также в местах разделения и слияния потоков. Источники местных сопротивлений — переходы с одного размера газопровода на другой, колена, отводы, тройники, крестовины, компенсаторы, запорная, регулирующая и предохранительная арматура, конденсатосборники, гидравлические затворы и другие устройства, приводящие к сжатию, расширению и изгибу потоков газа. Падение давления в местных сопротивлениях, перечисленных выше, допускается учитывать путем увеличения расчетной длины газопровода на 5–10%. Расчетная длина наружных надземных и внутренних газопроводов 
 
l = l₁ + Σξl_э (5.12) 
 
где l₁ — действительная длина газопровода, м; Σξ — сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода длиной l₁, l_э — условная эквивалентная длина прямолинейного участка газопровода, м, потери давления на котором равны потерям давления в местном сопротивлении со значением коэффициента ξ = 1. 
 
Эквивалентная длина газопровода в зависимости от режима движения газа в газопроводе: 
— для ламинарного режима движения 
 
l_э = 5,5•10^-6Q/v (5.13) 
 
— для критического режима движения газа 
 
l_э = 12,15d^1,333v^0,333/Q^0,333 (5.14) 
 
— для всей области турбулентного режима движения газа 
 
l_э = d/[11(k_э /d + 1922vd/Q)^0,25] (5.15) 
 
При расчете внутренних газопроводов низкого давления для жилых домов допустимые потери давления газа на местные сопротивления, % от линейных потерь: 
- на газопроводах от вводов в здание до стояка — 25; 
- на стояках — 20; 
- на внутриквартирной разводке — 450 (при длине разводки 1–2 м), 300 (3–4 м), 120 (5–7 м) и 50 (8–12 м), 
 
Приближенные значения коэффициента ξ для наиболее распространенных видов местных сопротивлений приведены в табл. 5.2. 
Падение давления в трубопроводах жидкой фазы СУГ определяется по формуле: 
 
H = 50λV²ρ/d (5.12) 
 
где λ — коэффициент гидравлического трения (определяется по формуле 5.7); V — средняя скорость движения сжиженных газов, м/с. 
 
С учетом противокавитационного запаса средние скорости движения жидкой фазы принимаются:  
- во всасывающих трубопроводах — не более 1,2 м/с;  
- в напорных трубопроводах — не более 3 м/с. 
 
При расчете газопроводов низкого давления учитывается гидростатический напор Нg, даПа, определяемый по формуле 
 
H_g = ±lgh(ρ_a – ρ₀) (5.13) 
 
где g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с²; h — разность абсолютных отметок начальных и конечных участков газопровода, м; ρ_а — плотность воздуха, кг/м³, при температуре 0°С и давлении 0,10132 МПа; ρ₀ — плотность газа при нормальных условиях кг/м³. 
 
При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не более 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов высокого давления. 
 

Таблица 5.2. Коэффициенты местных сопротивлений  ξ при турбулентном движении газа (Re > 3500)

Приглашаем к  сотрудничеству

Проектные, строительные, монтажные и эксплуатационные организации, специализирующиеся на топливно-энергетических объектах.

Открываем региональные представительства

+7(812)335-4950 fas@fas.su

Газоснабжение - ВИДЕО 
Смотреть!

Электроснабжение - ВИДЕО 
Смотреть!

Построенные объекты

Объекты ОАО «Великолукский мясокомбинат», 2012

Завод по производству полуфабрикатов McDonalds, 2012

Газоснабжение дома и бани, 2012

Газификация частного дома, 2012

Газификация автосалона и сервиса , 2011

Газоснабжение производственной базы в г. Щелково, 2011

Газификация и электроснабжение комплекса частных  домов , 2010

Газоснабжение коттеджного поселка. Мурманск, 2010

Газификация производства в Московской обл., г. Ивантеевка, 2010

Газификация частного дома в д. Сенькино , 2010

Установка системы отопления в жилом  комплексе Парголово, 2009

Газоснабжение коттеджного поселка "Зайчихино", 2009

Поселок Комарово - установка системы отопления  в ресторанном комплексе, 2008

Газоснабжение промышленного предприятия "Регент Нетканые Материалы", 2008

Установка системы газоснабжения в коттеджном поселке "Заозерье", 2008

Установка системы на пропан-бутане для частного дома в Приозерском районе, 2008

Газоснабжение жилого комплекса "Усадьба князя  Гагарина", 2008

Газификация жилого дома в поселке Удальцово, 2008

Газоснабжение жилого комплекса в г. Тольятти, 2008

Газоснабжение производственного комплекса "Изоком", 2008

Газоснабжение коттеджного поселка "Сарочаны", 2008

Газификация коттеджного поселка "Павловская слобода", 2008

Установка электрогенератора и газоснабжение  коттеджей в поселке "Озерный  кот", 2008

Газификация базы отдыха "Авроровец", 2008

Газоснабжение литейного производства, 2007

Частный объект в поселке Пески, 2007

Газоснабжение коттеджа в поселке Соколинское, Выборгский район, 2007

Газификация загородного дома в Васкелово, 2007

Газификация частного дома в поселке Разлив, 2007

Установка системы газоснабжения в поселке  Озерное, 2006

Новости компаний

02 ноября 2012

«Автокомплекс»: смотр передовых технологий состоялся

05 октября 2012

«ХимГазКомплект» приглашает на Московскую международную выставку «Автокомплекс-2012»

20 июля 2012

«ХимГазКомплект» приглашает на GAS SUF

Все новости компаний

Новости индустрии

19.12.2012

Объем российского рынка сжиженного газа вырос на 11%

18.12.2012

KOGAS предложили строить СПГ-терминал в Украине. Опять

17.12.2012

«Газпром» продолжает реализацию СПГ-проекта по Штокмановскому месторождению

14.12.2012

Роснедра в 2013 году намерены выставить на аукцион 24 углеводородных участка в ХМАО

13.12.2012

Gazprom Marketing&Trading Singapore планирует покупать СУГ у катарской Tasweeq

Архив новостей

Рабочее давление, кгс/см², (0,1 МПа)

Св. 25 до 100 включ.

Св. 12 до 25 включ.

Условный диаметр, мм

300 и менее

Св. 300 до 600 включ.

Св. 600 до 800 включ.

Св. 800 до 1000 включ.

Св. 1000 до 1200 включ.

Св. 1200 до 1400 включ.

300 и менее

Св. 300

Радиусы опасных зон, м

75

125

150

200

225

250

75

100

Вид грунтов

Крутизна откосов при  глубине выемки, м, не менее

1,5

3

5

Насыпные и неуплотненные

1 : 0,67

1 : 1

1 : 1,25

Песчаные и гравийные

1 : 0,50

1 : 1

1 : 1

Супесь

1 : 0,25

1 : 0,67

1 : 0,85

Суглинок

1 : 0

1 : 0,50

1 : 0,75

Глина

1 : 0

1 : 0,25

1 : 0,50

Лессы и лессовидные

1 : 0

1 : 0,50

1 : 0,50