Шпаргалка по "Газоснабжению"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23. Определение  расчетных расходов газа по  нормам годового потребления  и по номинальным расходам.

Городские системы  ГС не имеют  аккумулирующих емкостей, расположенных  у потребителей, а емкости самих  газовых сете малы (3-4% от max часовой и пропускной способности), поэтому имеем жесткую связь между подачей газа в город и расходом его потребителями. Для нормального функционирования системы ежечасовая подача должна строго соответствовать потреблению, если потребление окажется больше подачи, то давление газа в сети упадет и будет нарушено нормальное ГС => пропускная способность газовых сетей и элементов систем должна рассчитываться на пиковые max часовые расходы газа. Т.к. системы имеют большую материалоемкость и большую стоимость, то max часовой расход тщательно обосновывается.

 Определение расчетных расходов  производится по: 1) по нормам газового  потребления; 2) по номинальным расходам  газа приборами или по их  теплопроизводительности. 1метод: max часовой расход для городских газопроводов всех давлений и назначение определяется по годовым расходам и коэффициентом неравномерности: Vр = Vч.max = Kч.г.max · Vгод/8760 = VГод/m, м3\ч; где Vр – расчетный расход газа, м3\ч; Кч.г.max –максимальный коэффициент часовой неравномерности за год; m – число часов использования max-а; Из этой формулы следует определение числа часов использования max. Если бы потребление газа в течении года было бы равномерным и равным час.max, то весь расход потребили бы за m часов, который равен числу часов использования max.: ;коэффициент часов максимума за год определяется следующим образом: Кч.г.max = Kм.г.max · Ксм.max · Кч.с.max; где Км.г.max – коэффициент месячной неравномерности за год, Ксм.max – коэффициент суточной неравномерности за месяц, Кч.с.max – коэффициент часовой неравномерности за сутки.

СНБ «ГС» рекомендует определить расчетный  расход газа на хоз.-быт.-ком.нужды, как долю годового по формуле: Vр = Кm · Vгод; где Кm – коэф.часового max (коэф.перехода от годового к расчетному расходу газа), кот.завис.от числа потребителей. Кm = 1/m; Расчетный расход для промышленных предприятий и отопительных котельных определяется по формуле: с учетом числа часового использования максимального, значение которого приводится в справочной литературе.

Число часов использования максимума  для отопительных котельных определяется по формуле:

 m = 24n(отоп)[(tв – tн)/(tв – tн.ср)]; где n(отоп) – продолжительность отопительного периода, сут; tв – расч.температура внутреннего воздуха в помещении; tн – расчетная темп-а наруж.в-ха; tн.ср – средняя температура наружного воздуха за отопительный период. Число часов max для пром. предприятий зависит от вида производства, технологического процесса, соотношения отоп.и технологической нагрузки и числа раб-х смен в сутки. Для жил.зд., отдельных кварталов, ком.-быт., с\х и пром.потреб.и населенных пунктов сельской местности расчет расходов допускается определять по сумме номинальных расходов газа, принимаемой по тех.хар-ке газовых приборов или по тепловой нагрузке приборов с учетом коэффициент одновременного действия: Vp = ∑(m до i)Ko · Vном · n_i, где Ko – коэффициент одновременной работы однотипных групп приборов. Он учитывает вероятность одновременной работы определенного числа газовых приборов и зависит от числа установленных приборов и газового оборудования квартир. Значение коэф.одновр.приводится в СНБ «ГС»; m – количество типовых приборов или однотипных групп оборудования; Vном – номинальный расход газа прибором или группой; Vном = 3600Qномi/Qн; где Qномi – номинальная тепловая нагрузка газового прибора; n_i – количество однотипных приборов или групп.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24. Определение потерь  давления в газопроводах с  учетом изменения плотности газа.

В основе проектирования сетей лежит гидравлический расчет газопровода. Он выполняется на основании  общих уравнений газовой динамики, установившей связь между диаметром, расходом газа и перепадом давления для газопровода известной длины  и конструкции. Из этих уравнений  можно определить любой параметр, по заданным значениям двух остальных.

При расчете  движения газа в газопроводе необходимо учитывать изменение его плотности, т.к. давление по длине падает (потери на преодоление всех сопротивлений). Только газопроводы низкого давления могут рассчитывать без учета  плотности газа, т.е. принимая, что  по ним движется несжимаемая среда.

В общем случае давление газа в газопроводе является нестационарное, что обусловлено  переменным режимом работы промыслов, компрессорных станций, переменным потреблением. При проектировании газопроводов в большинстве случаев можно  не учитывать нестационарное течение  и рассчитывать диаметров газопровода  на постоянный расход в течение определенного  отрезка времени (час или сутки).

Движение  газа принимаем как изотермическое, а его температуру, равной темп-ре грунта.  Параметры, определяющие поток: Р, ρ и ω, и система для нахождения этих параметров состоит из 3 ур.: ур. движения, неразрывности, состояния.

1) Первое  определяет потери давления на  преодоление гидравлических сопротивлений: 

где λ –  коэф. трения (безразмерный коэффициент сопротивления),

d – внутренний диаметр газопровода. Т.к. ρ переменная, то ω при постоянном диаметре будет также переменной. 2) Для учета изменения ρ в зависимости от давления используется ур. состояния;                                        P = ρ · R · T,

где R – унив.газ.const. Это ур. для ид. газов, поведение пр.газов при малых давлениях близко к ид.

3) Ур. неразрывности:                         .

Оно выведено, применяя Закон сохранения массы  к элементарному объему газа F·dx. Если за это время ∂τ  масса газа в объеме F·dx увеличится, что приводит к увеличению ρ,то это увеличение д.б. скомпенсировано притоком газа в рассмотренный объем. При стационарном режиме движения:              ρω=const; ,

где M – массовый расход,

F – площадь поперечного сеч.,

 – плотность при  н.у.,

 – скорость при  н.у., – объемный расход газа, приведенный к атм.усл.

Преобразуем, заменив скорости расходами: ; ρ·ω² = Vo²·ρo²/F²·ρ;

Отношение ρ  выразим через отношение давлений, исп.ур.сост.:

 затем получаем:

Проинтегрировав при λ=const и T=const в пределах от до и от х₁=0 до х₂=l (l – длина г.пр.):

^;

Осн.ур.для расчета г.пр.выс.и низ.давл.для изотермического течения. Для городских г.пр. tгаза при расчетных нагрузках близка в 0⁰ => => ^;

При давлении свыше 1,2МПа следует учитывать  отклонение от ид.газов с пом.эмпирического коэф.сжимаемости, завис.от P и T:  ^;

 Формула для расчета маг.г.пр. Далее получаем зависимость для г.пр.низк.давл.:

 

 Для г.пр.низ.давл. Pср.ариф. =  Po => 

 Коэф.трения зависит от режима движения, материала г.пр., способа изготовления, качества монтажа и экспл. Для лам.реж.дв.: λ=64/Re (Пуазель); при критическом режиме ф-ла Зайченко:  ; при турбулентном режиме ф-ла Альтшуля: ; Также можно найти по таблицам и номограммам для выс.давл: (Vг, м3\ч – А, МПа2\км), где ^{– уд}.ср.годичный перепад давления; для низкого давления: (Vг, м3\ч –R, Па/м), где R – уд.потери давления: ;

 

25. Определение  потерь давления на местных  сопротивлениях

1 – подземный газопровод 

2 – стояк

3 – сопло газовых горелок  приборов (условно)

Доп.давление: Если отдельные участки г.пр.имеют различные геометрические отметки, то для г.пр.низ.давл.возникают доп.избытки давления, величина которых пропорциональна разности пл-ей воздуха и газа. В сечении I- I вблизи поверхности земли в газопроводе будет абсолютное давление Pг(I) и барометрическое Pб(I)

С увеличением высоты давление в  г.пр.и барометрическое будет падать. Pг(I) = Pг(II) – g · ρг · H; Pб(II) = Pб(I) – g · ρв · H; При использовании газа необходимо знать избыточное давление, т.к. оно определяет г.производительность установок и приборов.  Избыточное давление в сечении I- I и II - II Pизб(I) = Pг(I) – Pб(I); Pизб(II) = Pг(II) – Pб(II); Pизб(II) = Pизб(I) + g · H(ρв – ρг); Изб.давление растет на величину: ∆P = g · H(ρв – ρг); Доп.давление падает с повышением высоты, т.к. абсолютное давление в г.пр.падает в меньшей степени, чем барометрическое. При подъеме г.пр.разность отметок H (разность геометрических отметок в конце и начале газопровода) будет положительной, а при опускании – отрицательной. Если газ тяжелее воздуха (пропан), то доп.давление будет отрицательным и избыточное давление в г.пр.будет падать. Доп. изб.давление учитывается при расчете городских и пром.г.пр.низк.давления при резко выраженном рельефе местности, а также при расчете внутридомовых и цеховых г.пр.

Местные сопротивления: определяются по формуле: ∆Pмс = ∑ξ · ω² · ρ / 2; Иногда при расчете МС учитывают через эквивалентные длины: ∆Pмс = λ · lэкв · ω² · ρ / 2d; lэкв = ∑ξ · d / λ; Используя формулы для определения коэф.трения и принимая ∑ξ = 1 можно получить уравнение для расчета эквивалентной длины при единичном МС: lэкв` = d/λ; По этим выражениям построены номаграммы. Расчетная длина г.пр.равна сумме фактической длины и эквивалентной: lр = lф + ∑ξ · lэкв`; При расчете распределительных городских сетей ∆Pмс обычно учитывается как доля от потерь на трение (5-10%). При расчете распределительных г.пр.небольшой протяженности и сложной конфигурации, при расчете внутридомовых и цеховых г.пр.потери давления на МС следует рассчитывать по изложенной методике, т.е. через эквивалентные длины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26. Расчетные схемы подачи  газа из сети.

1) Vо = Vт (общий=транзиту): транзитный г.пр., потребители к кот.присоед.только в конце уч., т.е. участок несет const расход по длине и нет отбора газа по пути движения и расчетный расход равен фактическому, т.е. транзитному. 2) Vт = 0; Vо = Vп; участок распределительного г.пр., к которому присоединено большое число мелких потребителей (отдельные стояки жил.дома, отдельные жилые здания, отдельные мелк.ком.,быт.,общ.потребители). Отличительная особенность этих схем, что весь газ, поступающий в г.пр.полностью распределяется потребителям по пути следования, т.е. этот участок несет только путевой расход. 3) Vо =  Vп + Vт; наиболее общая схема отдачи газа, когда участок несет и путевой и транзитный расход. Проектирование сетей с учетом всех ответвлений к отдельным мелким потребителям представляет трудоемкую задачу, поэтому возникает необходимость в разработке такой схемы, которая наиболее точно отражала бы действительную картину и была приемлемой в инж.практике с точки зрения трудоемкости. При расчете гор.г.сетей допускаются упрощения: считая отдачу газа по длине г.пр.равномерной, т.о. путевой расход для каждого участка будет пропорциональным его длине. Вводится понятие удельного путевого расхода – кот.явл-ся отношением путевого расхода к длине участка.: Vуд = Vп/L, (м3\ч · м), L – длина участка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27. Методика определения  путевых расходов газа.

Вводится понятие удельного  путевого расхода который равняется отношению путевого расхода на участке к длине участка. V_уд  = V_п/l  

Путевые расходы вычисляются в  предположении, что на газифицируемой территории бытовые и мелкие коммунальные потребители распределены равномерно, а их интенсивность определяется плотностью населения, то методика определения  путевого расхода следующая: 1) всю  территорию разбивают на площади  с одинаковой плотностью населения, которые получают газ от определенных контуров сети (районы или кварталы); 2) вычисляется кол-во газа, потребляемое этими площадями; 3) вычисляют удельным путевые расходы путем деления потребляемого кол-ва газа отдельными площадями на периметр сети, от которого эти площади питаются; 4) определяется путевые расход участка, умножая его удельные расход на длину, при этом удельный расход участка равен сумме удельных  расходов по обе стороны участка; путевые расходы для отдельных участков газопровода определятся по соотношению: 

V_п(1-2) = [V_F1/l_1-2-6 + V_F2/l_1-2-3-4-5-1] · l_1-2;

Где V_F – это потребление газа на площади F м³/ч,   l –длинна участка.

Расчетный расход газа для распределительного газопровода, несущего путевой и  транзитный расход:

V_p = Vт + α · V_п; где α – коэф., зависящий от соотношения V_п и Vт(транзитного расхода) и числа мелких потребителей, составляющих путевую нагрузку. В среднем α = 0,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28. Расчет тупиковых газопроводов  низкого давления.

Имеется разветвленная  газовая сеть с небольшим числом ответвлений к отдельным потребителям с заданным сосредоточенным расходом. Известно начальное и конечное давление в сети.

Гидравлический  расчет производится путем определения  потерь давления на участках основной магистрали. Гидравлический расчет ответвлений  газовой сети производится с учетом выравнивая сопротивления газовых сетей и требуемого давления газа у потребителей.

Последовательность  расчета:

1) опр-ся расч.расход газа на участках пути суммируя сосредоточенных расходов, начиная от последнего потребителя.

2) нах-м распол.давление: ∆Pp = Pн – Pк;

3) ср.уд.падение давления на расчетном направлении:

Rср = ∆Pp/1,1∑l;

 где 1.1 – коэф., учит-й потери на МС;

∑l – суммарная длина участков расчетного направления.

4) по расч.расходу на уч.и по вел-е Rср подбираются диаметры участков по номограммам, диаметр сети подбир-ся так, чтобы при расчетном расходе газа действительные уд.потери на участках как можно ближе приближались к ср.знач-ю.

5) для выбранных  диам.уч-в опр-м удельные потери давления на них по номограммам и если плотность газа отлич-ся от плот-ти стандартного газа (0,73кг\м3), то в величину Rт вводим поправку на плот-ть:

Rф = Rт · ρо / ρ_табл;

Rф – фактические уд.потери.

6) находим  суммарный коэф.МС на уч-х, эквивалентная длина для единичного МС и расчетная длина участка:

lр = l + ∑ξ · lэкв`;

7) падение  давления:

Rф · lр;

8) суммарное  падение: 

∑(Rф · lр);

эта сумма  не д.превышать расчетный перепад давления. Если необходимо – изменяем диаметр;

9) после увязки  осн.маг.произ-м расчет ответвлений.

 Примечание 1: ГР г.пр.с путевым расходом произ-ся по расчетному расходу (Vр = Vт + 0,5Vп) обычным способом по образцу простых транзитных г.пр.

Примечание 2: при расчете простой кольцевой  сети она разбивается на 2 полукольца и производится расчет каждого по образцу тупиковых, затем произ-т их взаим.увязку. Сложная кольцевая сеть разбив-ся на неск.тупиковых.