2.2.2. Гидравлическая увязка колец.
Производим гидравлическую увязку колец. Сначала рассчитаем первые поправочные круговые расходы ΔQ́k для всех колец, по формуле:
Рассчитаем по формуле поправки ΔQ"k, учитывающие ошибки в соседних кольцах, и полные круговые расходы ΔQk,
где
Δpij/Qij – относительная потеря давления на общих с соседними кольцами участках
ΔQ́j – первая поправка соседнего кольца
Вводим поправочные расходы во все кольца, определяем новые расчетные расходы для всех участков и новые значения потерь давления. Все расчеты сводим в табл. 9. Проведенные расчеты показывают высокую точность увязки колец.
Процент ошибки составил:
δ1=6,17%; δ2=7,82%; δ3=-5,44%;
Вводим поправочные расходы и производим перерасчет. В результате одной итерации все кольца были увязаны с ошибкой менее 10%. Таким образом, задача потокораспределения при новых диаметрах колец решена.
Проверим полноту использования расчетного перепада давления в сети. Направления: 9-5-4-8, ΔР=580,8 Па; 9-13-12-8, ΔР=660 Па; 9-5-6-10, ΔР=678 Па; 9-13-12-16-17, ΔР=981,5 Па; 9-13-14-18-17, ΔР=989,3 Па.
В итоге второго этапа расчета можно отметить, что, используя методику ранжировки колец, по значимости и усредняя их диаметры, можно существенно улучшить структуру кольцевой сети и повысить надежность газоснабжения. Но для повышения надежности необходимы дополнительные металловложения. В изложенном примере материальная характеристика разработанного варианта превышает на 15 % материальную характеристику сети, полученную в первом этапе расчета, структура сети которого характеризовалась меньшей надежностью. Однако, теория и практика показывают, что расходы на повышение надежности всегда окупаются за счет снижения ущерба от ненадежности систем. Поэтому следует рекомендовать для использования второй, более надежный вариант.
2.3. Расчет тупиковых ответвлений.
При расчете тупиковых ответвлений стремимся использовать весь расчетный перепад давления. Все расчеты сводим в табл. 9 . Расчетные расходы берем из табл. 6 . Располагаемые перепады, на которые подбираем диаметры, рассчитываем по данным последней графы табл. 8 . Располагаемый перепад для участка 4-3 определяем, исходя из потерь давления по направлению 9-5-4, которые равны: 445,5+85,8=531,3. Располагаемый перепад для участка 4-3 равен: 1000-531,3=468,7 Па. Диаметры газопроводов принимаем не менее 50 мм.
Проверяем степень использования расчетного перепада в сети по основным направлениям. Определяем потери давления по направлениям: 9-5-4-3, ΔР=927,3 Па; 9-5-1, ΔР=940,5 Па ; 9-5-6-2, ΔР=853,6 Па; 9-5-6-7, ΔР= 813,12 Па; 9-13-12-11, ΔР= 737Па; 9-13-14-15, ΔР=898,2 Па ;
Таблица 9.
Гидравлический расчет тупиковых газопроводов.
№ участка |
Lотв |
Qр |
Распологаемые |
D |
dP/L |
dP |
1,1*dP |
|
dP |
dP/L |
|||||||
4_3 |
200 |
24,0428571 |
468,7 |
2,3435 |
60 |
1,8 |
360 |
396 |
5_1 |
250 |
46,40625 |
554,5 |
2,218 |
76 |
1,8 |
450 |
495 |
6_2 |
250 |
46,40625 |
366,4 |
1,4656 |
89 |
0,8 |
200 |
220 |
6_7 |
510 |
47,8125 |
321,85 |
0,631078431 |
108 |
0,32 |
163,2 |
179,52 |
12_11 |
200 |
24,0428571 |
373 |
1,865 |
76 |
0,5 |
100 |
110 |
14_15 |
510 |
47,8125 |
280,6 |
0,550196078 |
108 |
0,32 |
163,2 |
179,52 |
Таблица 8.
Гидравлическая увязка кольцевой сети (второй этап расчета).
№ кольца |
участки |
предварительное распределение расходов |
поправочные расходы dQ |
первая итерация |
||||||||||
№ |
№ сосед кольца |
L, м |
dнхs, мм |
dQp, м3/ч |
dP/L= |
dP, Па |
dP/dQp |
dQуч, м3/ч |
Qp, м3/ч |
dP/L= |
dP, Па |
1,1*dP |
||
1 |
13_12 |
2 |
300 |
219 |
-498,88125 |
-0,76 |
-228 |
0,457023 |
-10,389869 |
136,870343 |
-362,0109 |
-0,4 |
-120 |
132 |
12_16 |
--------- |
400 |
159 |
-210,6 |
-0,8 |
-320 |
1,519468 |
-10,389869 |
-220,9899 |
-0,8 |
-320 |
352 |
||
16_17 |
--------- |
300 |
159 |
-66,825 |
-0,05 |
-15 |
0,224467 |
-10,389869 |
-77,21487 |
-0,05 |
-15 |
16,5 |
||
13_14 |
3 |
300 |
219 |
565,59375 |
0,95 |
285 |
0,503895 |
-90,12434024 |
475,46941 |
0,7 |
210 |
231 |
||
14_18 |
--------- |
400 |
159 |
210,6 |
0,75 |
300 |
1,424501 |
-10,389869 |
200,21013 |
0,67 |
268 |
294,8 |
||
18_17 |
-------- |
300 |
159 |
66,825 |
0,03 |
9 |
0,13468 |
-10,389869 |
56,435131 |
0,02 |
6 |
6,6 |
||
|
|
|
|
|
|
31 |
4,264034 |
|
|
|
29 |
|
||
2 |
9_5 |
3 |
150 |
219 |
-754,5375 |
-1,505 |
-225,75 |
0,29919 |
-147,260212 |
-226,9946832 |
-981,5322 |
-2,7 |
-405 |
445,5 |
5_4 |
--------- |
300 |
219 |
-148,55625 |
-0,2 |
-60 |
0,403887 |
-147,260212 |
-295,8165 |
-0,26 |
-78 |
85,8 |
||
4_8 |
--------- |
150 |
159 |
-36,90401786 |
-0,02 |
-3 |
0,081292 |
-147,260212 |
-184,1642 |
-0,6 |
-90 |
99 |
||
9_13 |
3 |
150 |
219 |
1294,5375 |
4 |
600 |
0,463486 |
-226,9946832 |
1067,5428 |
3 |
450 |
495 |
||
13_12 |
1 |
300 |
219 |
498,88125 |
0,795 |
238,5 |
0,47807 |
-136,870343 |
362,01091 |
0,4 |
120 |
132 |
||
12_8 |
--------- |
150 |
159 |
36,90401786 |
0,04 |
6 |
0,162584 |
-147,260212 |
-110,3562 |
-0,2 |
-30 |
33 |
||
|
|
|
|
|
|
555,75 |
1,247855 |
|
|
|
-33 |
|
||
3 |
9_5 |
2 |
150 |
219 |
754,5375 |
1,48 |
222 |
0,29422 |
79,73447125 |
226,9946832 |
981,53218 |
2,7 |
405 |
445,5 |
5_6 |
--------- |
300 |
219 |
355,33125 |
0,4 |
120 |
0,337713 |
79,73447125 |
435,06572 |
0,57 |
171 |
188,1 |
||
6_10 |
--------- |
150 |
159 |
40,978125 |
0,03 |
4,5 |
0,109815 |
79,73447125 |
120,7126 |
0,27 |
40,5 |
44,55 |
||
9_13 |
2 |
150 |
219 |
-1294,5375 |
-4 |
-600 |
0,463486 |
226,9946832 |
-1067,543 |
-3 |
-450 |
495 |
||
13_14 |
1 |
300 |
219 |
-565,59375 |
-1,2 |
-360 |
0,636499 |
90,12434024 |
-475,4694 |
-0,68 |
-204 |
224,4 |
||
14_10 |
--------- |
150 |
159 |
-40,978125 |
-0,04 |
-6 |
0,14642 |
79,73447125 |
38,756346 |
0,02 |
3 |
3,3 |
||
|
|
|
|
|
|
-619,5 |
1,988153 |
|
|
|
-34,5 |
|
||