Конструктивные элементы газопроводов

Главная страница
Контакты

    Главная страница



Конструктивные элементы газопроводов



страница7/27
Дата19.08.2017
Размер6.09 Mb.
ТипМетодические указания


1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   27

Конструктивные элементы газопроводов

На газопроводах применяются следующие конструктивные элементы:

трубы; запорно-регулирующая арматура; линзовые компенсаторы; сборники конденсата; футляры; колодцы; опоры и кронштейны для наружных газопроводов; системы защиты подземных газопроводов от коррозии; контрольные пункты для измерения потенциала газопроводов относи­тельно грунта и определения утечек газа.

Трубы составляют основную часть газопроводов, по ним транспортируется газ к потребителям. Все соединения труб на газопроводах выполняются только сварными. Фланцевые соединения допускаются только местах установки запорно-регулирующей арматуры.


      1. Трубы


Для строительства систем газоснабжения следует применять стальные прямошовные, спиральношовные сварные и бесшовные трубы, изготавливаемые из хорошо свариваемых сталей, содержащих не более 0,25 % углерода, 0,056 % серы и 0,046 % фосфора. Для газопроводов, например, применяется сталь углеродистая обыкновенного качества, спокойная, группы В ГОСТ 14637-89 и ГОСТ 16523-89 не ниже второй категории марок Ст. 2, Ст. 3, а также Ст. 4 при содержании в ней углерода не более 0,25 %.

А - нормирование (гарантия) механических свойств;

Б - нормирование (гарантия) химического состава;

В - нормирование (гарантия) химического состава и механических свойств;

Г - нормирование (гарантия) химического состава и механических свойств на термообработанных образцах;

Д - без нормируемых показателей химического состава и механических свойств.

Рекомендуется применять трубы следующих групп пос­тавки:

- при расчетной температуре наружного воздуха до - 40 °С - группу В;

- при температуре - 40 °С и ниже - группы В и Г.

При выборе труб для строительства газопроводов следует применять, как правило, трубы, изготовленные из более дешевой углеродистой стали по ГОСТ 380-88 или ГОСТ 1050-88.


      1. Детали газопроводов


К деталям газопроводов относятся: отводы, переходы, тройники, заглушки.

Отводы устанавливаются в местах поворотов газопроводов на углы 90° , 60° или 45°.

Переходы устанавливаются в местах изменения диаметров газопрово­дов. На чертежах и схемах их изображают следующим образом

Тройники служат для закрытия и герметизации торцевых частей тупи­ковых участков газопроводов. Их применяют в местах подключения к газопроводам потребителей.

Заглушки служат для закрытия и герметизации торцевых частей тупиковых участков газопроводов. Заглушки представляют собой круг со­ответствующего диаметра, выполненный из стали тех же марок, что и газопровод.

  1. Гидравлический расчёт газопроводов

Основная задача гидравлических расчетов заключается в том, чтобы определить диаметры газопроводов. С точки зрения методов гидравли­ческие расчеты газопроводов можно разделить на следующие типы:



  • расчет кольцевых сетей высокого и среднего давления;

  • расчет тупиковых сетей высокого и среднего давления;

  • расчет многокольцевых сетей низкого давления;

  • расчет тупиковых сетей низкого давления.

Для проведения гидравлических расчётов необходимо иметь следующие исходные данные:

  • расчетную схему газопровода с указанием на ней номеров и длин участков;

  • часовые расходы газа у всех потребителей, подключенных к данной сети;

  • допустимые перепады давления газа в сети.

Расчетная схема газопровода составляется в упрощенном виде по плану газифицируемого района. Все участки газопроводов как бы вып­рямляются и указываются их полные длины со всеми изгибами и поворотами. Точки расположения потребителей газа на плаке определяются местами расположения соответствующих ГРП или ГРУ.

    1. Гидравлический расчет кольцевых сетей высокого и среднего давления

Гидравлический режим работы газопроводов высокого и среднего давления назначается из условий максимального газопотребления.

Расчёт подобных сетей состоит из трёх этапов:


  • расчет в аварийных режимах;

  • расчет при нормальном потокораспределении ;

  • расчёт ответвлений от кольцевого газопровода.

Расчетная схема газопровода представлена на рисунке 1. Длины от­дельных участков указаны в метрах. Номера расчетных участков указа­ны числами в кружках. Расход газа отдельными потребителями обозначен буквой V и имеет размерность м3/ч. Места изменения расхода газа на кольце обозначены цифрами 0, 1, 2, ..... , и т. д. Источник питания газом (ГРС) подключен к точке 0.

Газопровод высокого давления имеет в начальной точке 0 избыточ­ное давление газа Р Н =0,6 МПа. Конечное давление газа Р К = 0,15 МПа. Это давление должно поддерживаться у всех потребителей, подключен­ных к данному кольцу, одинаковым независимо от места их расположе­ния.

В расчетах используется абсолютное давление газа, поэтому расчет­ные РН =0,7 МПа и РК=0,25 МПа. Длины участков переведены в километры.

Для начало расчёта определяем среднюю удельную разность квадратов давлений:


А СР = (Р2н - Р2к) / 1,1 l I , (32)
где l i - сумма длин всех участков по расчётному направлению, км.

Множитель 1,1 означает искусственное увеличение длинны газопровода для компенсации различных местных сопротивлений (повороты, задвижки, компенсаторы и т. п.).

Далее, используя среднее значение АСР и расчетный расход газа на соответствующем участке, по номограмме определяем диаметр газопровода и по нему, используя ту же номограмму, уточняем значе­ние А для выбранного стандартного диаметра газопровода. Затем по уточненному значению А и расчетной длине, определяем точное значе­ние разности Р2н - Р2к на участке. Все расчеты сводят в таблицы.


6 ГРП



L=0,07км

(18)

L=1,68км


(17)

L=0,37км

(16)

L=0,07км

(14)

L=0,66км

(15)

L=0,07км

(18)



0

14

15

16

17


(32)

L=0,08


(33)

L=0,08


(34)

L=0,06


(35)

L=0,05



(1)

L=0,2км



V14

19,525


V15

26,78


V16

85,235


V17

433,01


1

13

(19)

L=0,12


(31)

L=0,17


V1

26,78


V13

3,543


(13)

L=0,43км



(2)

L=0,21км


12


(30)

L=0,07


V12

85,235


2

(20)

L=0,11


(12)

L=0,23км



V2

1883,52



11

(29)

L=0,06


(3)

L=0,14км



V11

15208,94



(11)

L=0,04км


3


(21)

L=0,08


V3

3,543


10

(28)

L=0,15


V10

26,78



(4)

L=0,41км




(10)

L=0,11км

4

(22)

L=0,16


V4

1131,22

9

(27)

L=0,15


V9

1883,52



V5

26,78


V6

19,525


V7

433,01


V8

3,543



(23)

L=0,04



(24)

L=0,12


(25)

L=0,07


(26)

L=0,1

5

6

7

8

(5)

L=0,83км



(6)

L=0,14км



(7)

L=0,16км



(8)

L=0,11км



(9)

L=0,2км

Рисунок 1 - Расчётная схема кольцевого газопровода высокого давления

      1. Расчет в аварийных режимах

Аварийные режимы работы газопровода наступают тогда, когда откажут в работе участки газопровода, примыкающие к точке питания 0. В нашем случае это участки 1 и 18. Питание потребителей в аварийных режимах должно осуществляться по тупиковой сети с условием обязательного поддержания давления газа у последнего потребителя Р К = 0,25 МПа.

Результаты расчетов сводим в таблицы 7 и 8.

Расход газа на участках определяется по формуле:



VР = 0,59 ОБ iV i), 3 / ч), (33)

где К ОБ i - коэффициент обеспеченности различных потребителей газа;



V i - часовой расход газа у соответствующего потребителя, м3/ч.

Для простоты коэффициент обеспеченности принят равным 0,8 у всех потребителей газа.

Расчетную длину участков газопровода определяют по уравнению:

l Р = 1,1 l Г, (км), (34)

Средняя удельная разность квадратов давлений в первом аварийном режиме составит:



А СР = (0,72 - 0,252) / 1,1• 6,06 = 0,064 (МПа2 / км),

l i = 6,06 (км),


Таблица 7 - Аварийный режим на участке 1

Отказал участок 1

№ уч.

d У

мм


l Р

км


V Р

м3 / ч



Р2н-Р2к

l Р



Р2н-Р2к ,

МПа2



1

2

3

4

5

6

18

500

0,077

10053,831

0,045

0,003465

17

500

1,848

9849,4501

0,04

0,07392

16

500

0,407

9809,2192

0,04

0,01628

15

500

0,726

9796,579

0,04

0,02904

14

400

0,077

9787,3632

0,19

0,01463

13

400

0,473

9785,6909

0,19

0,08987

12

400

0,253

9745,46

0,18

0,04554

11

250

0,044

2566,8403

0,1

0,0044

10

250

0,121

2554,2002

0,1

0,0121

9

250

0,22

1665,1787

0,053

0,01166

8

250

0,121

1663,5064

0,053

0,006413

7

250

0,176

1459,1257

0,045

0,00792

6

250

0,154

1449,9099

0,045

0,00693

5

250

0,913

1437,2697

0,045

0,041085

4

200

0,451

903,3339

0,045

0,020295

3

150

0,154

901,6616

0,2

0,0308

2

100

0,363

12,64016

0,031

0,011253







lР=6,578







(Р2н-Р2к)=0,425601



P К = (0,7 2 - 0,425601) - 0,1 = 0,1537696 Ошибка: 1,5 % 5 %

Отсюда следует, расчёт сделан правильно.


Переходим к расчету во втором аварийном режиме.
Таблица 8 - Аварийный режим на участке 18

Отказал участок 18

№ уч.

d У

мм


l Р

км


V Р

м3 / ч



Р2н-Р2к

l Р



Р2н-Р2к ,

МПа2



1

2

3

4

5

6

1

500

0,22

10053,831

0,045

0,0099

2

500

0,231

10041,191

0,045

0,010395

3

500

0,154

9152,1692

0,038

0,005852

4

500

0,451

9150,4969

0,038

0,017138

5

400

0,913

8616,5611

0,1

0,0913

6

400

0,154

8603,9209

0,1

0,0154

7

400

0,176

8594,7051

0,1

0,0176

8

400

0,121

8390,3244

0,1

0,0121

9

400

0,22

8388,6521

0,1

0,022

10

400

0,121

7499,6307

0,085

0,010285

11

400

0,044

7486,9905

0,085

0,00374

12

125

0,253

308,37082

0,085

0,021505

13

125

0,473

268,1399

0,06

0,02838

14

125

0,077

266,4676

0,06

0,00462

15

125

0,726

257,2518

0,06

0,04356

16

125

0,407

244,61169

0,06

0,02442

17

125

1,903

204,38072

0,045

0,085635







lР=6,644







(Р2н-Р2к)=0,42383


P К = (0,7 2 - 0,42383) - 0,1 = 0,1572353 Ошибка: 2,9 % 5 %

Отсюда следует, расчёт сделан правильно.

На этом расчет во втором аварийном режиме заканчивается.

Зная потери давления на каждом участке, определяем абсолютное давление в каждой точке в обоих аварийных режимах:


P i = (P 2Н - (P 2Н - P 2К) i), (35)
где (P 2Н - P 2К) - сумма разности квадратов давлений на участках, предшествующих точке определения давления.

Все расчеты по определению давлений в различных точках кольца можно свести в таблицу.



Таблица 9 – Расчет при отказе участка

Номер точки на кольце

Отказал участок 1

Отказал участок 19




Давление газа, МПа

Давление газа, МПа

0

0,7

0,7

1

0,2537696

0,6928925

2

0,2750491

0,6853503

3

0,3262698

6810675

4

0,3560154

0,6683674

5

0,409673

0,5961669

6

0,418055

0,5831081

7

0,4274131

0,567816

8

0,4348505

0,5570592

9

0,4480569

0,5369497

10

0,4613621

0,5272855

11

0,4661062

0,523727

12

0,5126353

0,5027773

13

0,593856

0,473714

14

0,6060487

0,4688123

15

0,6295514

0,4197916

16

0,6423512

0,3896216

17

0,6975206

0,2572353

Давление газа в точках подключения к кольцу потребителей необходимо знать для определения диаметров ответвлений при гидравлическом расчете последних.



      1. Расчет ответвлений

В этом расчете определяются диаметры газопроводов, подводящих газ от кольцевого газопровода к потребителям V 1, V 2, ..... , и т. д. Для этого используется расчет давления в точках изменения расходов 1, 2, 3, .... 17 сведенный в таблицу. Перепад давлений в точке подключения газопровода ответвления к кольцевому газопроводу и заданным конечным давлением у потребителя.

Для определения начального давления из таблицы 7,8 для одной и той же точки выбираем наименьшее абсолютное давление газа. Далее определяется удельная разность квадратов давлений на участке:
A = (P 2Н - P 2К) / 1,1 • l Г i, (МПа2 / км), (36)
По номограмме определяем диаметр газопровода.

Все расчеты по определению диаметров ответвлений сводим в таблицу.


Таблица 10- Расчет ответвлений



Номер ответвления.

Начальное давление,

МПа


Конечное давление, МПа

Длина участка,

Км


Расход газа,

м3 / ч



Диаметр условный,

мм


19

0,2538

0,25

0,12

26,78

125

20

0,275

0,25

0,11

1883,52

200

21

0,3263

0,25

0,08

3,543

100

22

0,356

0,25

0,16

1131,22

150

23

0,4097

0,25

0,04

26,78

100

24

0,418

0,25

0,12

19,525

100

25

0,4274

0,25

0,07

433,01

100

26

0,4348

0,25

0,1

3,543

100

27

0,448

0,25

0,15

1883,52

250

28

0,4614

0,25

0,15

26,78

100

29

0,4661

0,25

0,06

15208,94

300

30

0,5028

0,25

0,07

85,235

100

31

0,4737

0,25

0,17

3,543

100

32

0,4688

0,25

0,08

19,525

100

33

0,4198

0,25

0,08

26,78

100

34

0,3896

0,25

0,06

85,235

100

35

0,2572

0,25

0,05

433,01

150



      1. Расчёт при нормальном потокораспределении

Нормальное потокораспределение предполагает движение газа от питания кольца в обе стороны.

Точка схода обоих потоков газа должна находиться где-то на кольце. Эта точка определяется из следующих условий - расходы газа по обоим направлениям кольца должны быть примерно одинаковыми.

Расчёты при нормальном потокораспределении рекомендуется свести в таблицу.

* Знаки "+" и "-" означают условное деление потоков газа на положительные (направление по часовой стрелке) и отрицательные (движение против часовой стрелки).

Для определения ошибки надо просуммировать по модулю все числа в графе 6 и оценить разность положительных и отрицательных чисел в этой же графе по нижеприведенной формуле

Ошибка составляет: 0,04934 • 100 / 0,5 • 0,37968 = 25,99 %

Диаметры участков газопровода в этом режиме выбираются из таб­лицы расчетов в аварийных режимах. Для каждого участка принимается наибольший из двух диаметров. При этом размеры диаметров на голов­ных участках кольца будут наибольшими. Далее размеры диаметров бу­дут монотонно убывать в направлении точки схода потоков.

Таблица 11


NО

участка.


Расход на участке,

м3



Диаметр газопровода,

мм


Длина участка,

км


Р2Н2К/l,

МПа2/км



Р2Н2К,

МПа2



Р2Н2К/VУЧ,

• 10-6




1

2

3

4

5

6

7

1

-10650,2445

500

0,2

0,052

0,0104

0,976

2

-10623,4645

500

0,21

0,052

0,01092

1,026

3

-8739,9445

500

0,14

0,034

0,00476

0,545

4

-8736,4015

500

0,41

0,034

0,01394

1,596

5

-7605,1815

400

0,83

0,085

0,07055

9,277

6

-7578,4015

400

0,14

0,085

0,0119

1,57

7

-7558,8765

400

0,16

0,085

0,0136

1,799

8

-7125,8665

400

0,11

0,075

0,00825

1,158

9

-7122,3235

400

0,2

0,075

0,015

2,106

10

-5238,8035

400

0,11

0,039

0,00429

0,819

11

-5212,0235

400

0,04

0,039

0,00156

0,299

12

+9996,9165

400

0,23

0,122

0,02806

2,807

13

+10082,1515

400

0,43

0,122

0,05246

5,203

14

+10085,6945

400

0,07

0,122

0,00854

0,847

15

+10105,2195

500

0,66

0,045

0,0297

2,939

16

+10131,9995

500

0,37

0,045

0,01665

1,643

17

+10217,2345

500

1,68

0,045

0,0756

7,399

18

+10650,2445

500

0,07

0,05

0,0035

0,329
















= 0,37968

= 42,34•10-6




















Для определения удельной разности квадратов давлений на участке используют номограмму. Их определяют по известным диаметру и расходу и вносят в графу 5 таблицы. Зная расчетные длины участков, вычисляют разности квадратов давлений на участках и вносят их в графу 6 таблицы.

Критерием правильности расчёта является равенство сумм положительных и отрицательных значений Р2н - Р2к. Если равенства нет, то разность этих значений не должна превышать 10 % от половины абсолютного значения суммы чисел в графе 6 таблицы. В нашем примере эта разность составляет 25,99 %, что слишком много.

Следовательно, расчёт надо повторить.

Для снижения ошибки надо подсчитать так называемый круговой расход по формуле:
V = 2н - Р2к) 106 / 2 Р2н - Р2к) / Vi, (37)
V = 0,04934 • 106 / 2 • 42,34 = 582,66 6003/ч),

Сумма в знаменателе этой формулы берется из графы 7 таблицы 11.

Увеличим все положительные расходы на 600 м3/ч, а все отрицательные расходы уменьшим также на 600 м2/ч. Повторим расчет при новых зна­чениях расходов на участках.
Таблица 12


NО

Участка.


Расход на участке,

м3



Диаметр газопровода,

мм


Длина участка,

км


Р2Н2К/l,

МПа2/км



Р2Н2К,

МПа2



Р2Н2К/VУЧ,

• 10-6




1

2

3

4

5

6

7

1

-11250,2445

500

0,2

0,06

0,012

0,976

2

-11223,4645

500

0,21

0,06

0,0126

1,026

3

- 9339,9445

500

0,14

0,037

0,00518

0,545

4

-9336,4015

500

0,41

0,037

0,01517

1,596

5

-8205,1815

400

0,83

0,1

0,083

9,277

6

-8178,4015

400

0,14

0,1

0,014

1,57

7

-8158,8765

400

0,16

0,1

0,016

1,799

8

-7125,8665

400

0,11

0,085

0,00935

1,158

9

-7725,3235

400

0,2

0,085

0,017

2,106

10

-5838,8035

400

0,11

0,048

0,00528

0,819

11

-5812,0235

400

0,04

0,048

0,00192

0,299

12

+9396,9165

400

0,23

0,117

0,02691

2,807

13

+9482,1515

400

0,43

0,117

0,05031

5,203

14

+9485,6945

400

0,07

0,117

0,00819

0,847

15

+9505,2195

500

0,66

0,038

0,02508

2,939

16

+9531,9995

500

0,37

0,038

0,01406

1,643

17

+9617,2345

500

1,68

0,038

0,06384

7,399

18

+10050,2445

500

0,07

0,045

0,00315

0,329
















= 0,38304

= 43,5•10-6
















+0,00004



Ошибка составляет: 0,00004 • 100 / 0,5 • 0,38304 = 0,02 %,

После введения кругового расхода ошибка снизилась до 0,02%, что приемлемо.

На этом гидравлический расчет газопровода высокого дав­ления заканчивается.




    1. Каталог: ld
      ld -> Пётр Великий в творчестве А. С. Пушкина
      ld -> Воспитание гражданина на основе краеведческого и поискового направления через «Музейный уголок славы А. Козина», «Археологический уголок» и деятельность школьного музея А. С. Пушкина
      ld -> Курсовая работа Философские взгляды Платона и Аристотеля
      ld -> Реферат Сравнение взглядов на модель государства у Платона и Аристотеля
      ld -> Аль-Фараби
      ld -> Темы рефератов по патофизиологии
      ld -> Заместитель Министра образования
      ld -> Ф. А. Брокгауз И. А. Ефрон Энциклопедический словарь (Р) Словарь Брокгауза и Ефрона – 11 Ра
      ld -> Глава Политическая организация Младшего жуза накануне вхождения в состав Российской империи 1
      ld -> Как подготовить реферат Реферат
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   27

  • Трубы
  • Детали газопроводов
  • Гидравлический расчёт газопроводов
  • Гидравлический расчет кольцевых сетей высокого и среднего давления
  • Расчет в аварийных режимах
  • Расчет ответвлений
  • Расчёт при нормальном потокораспределении