Расчет тупиковых газопроводов

 

Если к тупиковому газопроводу, питаемому из одной точки, подключены сосредоточенные потребители газа, то определение диаметров участков газопровода ведут по суммарным расходам газа на участках и допускаемой потере давления. Отбор сосредоточенных расходов газа имеет место в распределительных газо­проводах среднего или высокого давления, а также во внутренних газопроводах жилых и производственных зданий. Потребители, подключаемые к распределительным газопроводам низкого давле­ния, за исключением сосредоточенных, разбирают газ из сети неравномерно, и закономерность разбора установить трудно. Для упрощения задачи допускают, что бытовыми и коммунально-бытовыми потребителями газ по пути его следования в трубе расходуется равномерно (расход газа, отбираемый на участке газопровода, называется путевым расходом на данном участке). Однако чаще всего по участку проходят и те количества газа, которые предназначены для других участков. Для данного же участка этот расход газа будет считаться транзитным.

Рассмотрим схему расходов газа по участкам (рис. 4.1).

 

Рис. 4.1. Схема изменения расхода газа на участках сети:

А₁, А₂, А₃ – путевые расходы; Б₁, Б₂ – транзитные расходы

 

Очевидно, что на участке 3 - 4 имеется только путевой расход; на участке 2 - 3 расход складывается из собственного путевого рас­хода А₂ и транзитного расхода Б₂; на участке 1 - 2 кроме соб­ственного путевого расхода А₁ имеется транзитный расход Б₁ = А₂+Б₂, предназначенный для двух последующих участков. Естественно, что диаметры труб первых участков должны быть больше диаметров труб последующих участков. Если взять изоли­рованно участок 2 - 3 из этой сети и определить расчетный расход газа V_р в промежуточной точке, то этот расход будет склады­ваться из транзитного расхода V_т и какой-то части путевого расхода V_п, т. е.

Vр = V_т + k ∙ V_п,

где k – коэффициент, учитывающий долю путевого расхода газа в данной точке и зависящий от отношения V_т / V_п следующим образом:

 

Vт / Vп	1/100	1/10
k	0,576	0,565	0,526	0,5	0,5

Для газовых сетей населенных пунктов обычно транзитный расход газа во много раз больше путевого, поэтому для определе­ния расчетных расходов газа на участках пользуются соотноше­нием

Vр = V_т +0,5 V_п.

Для дальнейших расчетов введем понятие об удельных расхо­дах газа. Удельный расход по длине есть отношение общего расчетного часового расхода газа, м³/ч, к суммарной длине газовой сети, м:

V_{уд L} = V_{р час} /ΣL_{i .}

В больших городах с различным характером застройки и не­одинаковой плотностью населения удельные расходы вычисляются отдельно для каждого района.

Удельный расход газа, отнесенный к единице площади застройки, находим по формуле

V_{уд f} = V_{р час} / F,

где V_{р час} - расчетный часовой расход газа, м³/ч;

F - площадь застройки, га.

Диаметры газопроводов определяются по расходу газа и по допустимым потерям давления. Выбор рас­четных перепадов давления в сетях низкого давления принимается, исходя из допустимых колебаний тепловых нагрузок бытовых газовых приборов. При снабжении потребителей природным газом с низшей теплотой сгорания 8000—10000 ккал/м³ давление газа перед бытовыми газовыми приборами принимают 120 или 200мм вод. ст. Исходя из этого, при давлении газа на выходе из ГРП, равном 300 мм вод.ст., суммар­ный перепад давления в газовых сетях по СНиП ре­комендуется принимать равным 180мм вод. ст., в том числе: в уличных газопроводах 120, в дворовых и домовых — 60мм вод. ст. Таким образом, при расчетах уличных распределительных газовых сетей следует ориентироваться на перепад давления в 120 мм вод. ст.

Все единицы измерения принимать в соответствии с СИ.

Пример расчета тупиковой газовой сети

Жилой поселок однородной застройки снабжается при­ходным газом (р = 0,73 кг/м³) в количестве 750 м³/ч. Подача газа в распределительную газовую сеть (рис. 4.2) осуществляется из ГРП под давлением 300 мм вод. ст. Определить расчетные расходы газа и диаметры газопроводов на участках сети.

 

 

 

Рис. 4.2. Схема тупиковой газовой сети

Решение

Удельный расход газа в сети

V_р.час= 750/(350 + 300 + 350 + 200 + 300) = 0,5 м³/(ч∙м).

Путевые расходы газа:

- на участке 1-2:

V_п.1-2 = L_1-2∙ V_{уд l} =350∙0,5 = 175 м³/ч;

- на участке 2-3:

V_п.2-3 = 300∙0,5 = 150 м³/ч

и т. д.

Сумма путевых расходов газа составляет 750 м³/ч.

Расчетные расходы газа на участках сети:

- на участке 3-4 V_р.3-4 = 87,5 м³/ч;

- на участке 2-3 кроме путевого имеется транзитный расход

V_т.2-3 = 175 + 150 = 325 м³/ч; V_р.2-3= 325 + 0,5 ∙ 150 = 400 м³/ч

и т. д.

Результаты вычислений путевых и расчетных расходов сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1