Расчет газопроводов низкого давления

Закольцованную и пронумерованную по кольцам газовую сеть разбиваем на участки и находим расчётные длины. Длины участков определяем по границам изменения расходов (обычно длина квартала), а при большой протяжённости (более 250 м) разбиваем участки и в пределах неизменяющихся расходов.

Определяем удельный расход газа на сеть для одного ГРП:

м3/(ч • м) (29).

где ?lр — суммарная длина расчетных участков сети, м;

n — количество ГРП.

Расчётные длины на участках в зависимости от условий питания потребителей принимаем:

lр = lд — при двухстороннем отборе газа;

lр = 0,5 • lд — при одностороннем отборе газа;

lд — действительная длина участка газопровода, м;

Суммарный (путевой) расход газа, равномерно расходуемый на участке, определяем по формуле:

м3/ч (30).

Расчет бытовых потребителей характерен тем, что на каждом участке распределения газа проходит равномерный отбор газа. Для упрощения расчета переменные по длине магистрали расходы газа могут быть условно заменены одним постоянным расходом Вэкв, эквивалентным им по величине вызываемых суммарных линейных потерь давления. Следовательно, эквивалентный расход на участке будет составлять некоторую долю путевого расхода газа Впут. Эквивалентный расход принимаем в размере 50% от путевого.

Вэкв = 0,5 • Впут, м3/ч (31).

Для неконцевых участков сети учитываем транзитные расходы Втр. Величина транзитного расхода зависеть от принятого потокораспределения. Он находится последовательно от нулевых точек до ГРП.

На участках при разделении потоков транзитный расход составит сумму путевых расходов следующих по ходу газа участков:

Втр = ?Впут, м3/ч (32).

На участках при слиянии потоков он принимается как доля от суммарного. Для удобства расчёта эти доли принимаем равными на каждый питающий участок:

Втр =? ?Впут, м3/ч (33).

Расчетный расход газа складывается из транзитного и эквивалентного расходов данного участка:

Вр = Вэкв + Втр, м3/ч (34).

Результаты расчётов сводим в таблицу 2.

Таблица 2. Расчет газопроводов низкого давления.

Находим средние удельные потери давления от ГРП до наиболее удаленного потребителя:

Па/м (35).

• ?Рдоп — располагаемый перепад давления сетей низкого давления, Па:
• ?Рдоп = 1200 Па по [3, п. 3.25];

lд — длина уличной сети от ГРП до наиболее удаленного потребителя, м.

Средние удельные потери давления дают возможность принять диаметры ориентировочно близкими к необходимым. Расчетный внутренний диаметр газопровода предварительно определяем по формуле:

см (36).

где А, В, т, т1 — коэффициенты, определяемые по [3, табл. 6 и 7] в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода. Для сооружения газопроводов применяем стальные бесшовные горячедеформированные трубы по ГОСТ 8732– — 78*.

Окончательно внутренний диаметр газопровода принимаем из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший — для стальных газопроводов. При подземной прокладке допускается минимальный диаметр dу = 50 мм.

Падение давления на участке газовой сети определяем по формулам, приведённым в [3, п. 3.27 — 3.40]. Для сетей низкого давления:

Па/м (37).

где l — коэффициент гидравлического трения;

d — внутренний диаметр газопровода, см;

?0 — плотность газа при нормальных условиях, кг/м3.

Коэффициент гидравлического трения l определяем в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса:

(38).

где v — коэффициент кинематической вязкости газа, м2/с, при нормальных условиях:

v = 14,3 • 10−6 м2/с по [11, табл. VIII];

Эквивалентную абсолютную шероховатость внутренней поверхности стенки трубы принимаем равной для новых стальных труб — 0,01 см, т. е. расчёт ведём для гидравлически гладкой стенки.

В зависимости от значения Re коэффициент гидравлического трения l определяется:

— для ламинарного режима движения газа (Re 2000):

l= 64/Re (39).

для критического режима движения газа (Re = 2000 — 4000):

(40).

• — для турбулентного режима движения газа:
• — При 4000 < Re < 100 000:

(41).

При Re > 100 000:

(42).

Определяем потери давления на участках. Падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная арматура и др.) учитываем путем увеличения фактической длины газопровода на 5—10%:

Па (43).

1,1 — коэффициент, учитывающий потери давления в местных сопротивлениях.

Суммарные потери давления по участкам сравниваем с располагаемым перепадом давления, добиваясь условия:

Па (44).

Расчет кольцевых сетей газопроводов выполняем с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10%. Уравнивание начинаем с точек встречи между ГРП и с более протяжённых, резко отличающихся друг от друга уравниваемых между собой участков как по длине, так и по нагрузке.

Расчетный перепад давления? Рдоп в распределительной сети должен быть израсходован максимально, делая запас 10 — 15%. Но в ряде случаев для участков, расположенных вблизи ГРП, при малых расходах и в силу существующих нормативных указаний о минимальных диаметрах труб, допускаемых к укладке в землю возможно недоиспользование располагаемого перепада и более 15%.

Результаты расчета сводим в таблицу 3.

Таблица 3. Гидравлический расчёт газопроводов низкого давления.

№№ участка.	Длина, м.	?hуд, ф, Па / м.	Вр, м3/ч.	?hф, Па / м.	dнx?, мм.	?Р, Па.	??Р, Па.	Невязка.
lд.	lр
ГРП1−1-2−3-4−5-6−7-О1.
ГРП 1−1.			1,233.	571,68.	0,85.	219×7.	19,635.	922,79.	9,468.
1−2.			424,78.	2,18.	159×5,5.	131,89.
2−3.			192,73.	1,29.	133×5,5.	177,375.
3−4.			140,08.	0,94.	133×5,5.	77,55.
4−5.			130,65.	2,09.	108×5.	160,93.
5−6.			52,65.	1,08.	89×3,5.
6−7.			20,15.	0,21.	89×3,5.	57,75.
7-О1.			1,95.	0,02.	76×3.	0,66.
ГРП1−1-8−9-10-О1.