1. Графоаналітичний розрахунок розгалуженої газової мережі середнього тиску

За завданням нам дано розгалужену газову мережу середнього тиску, яка живиться від ГРС та забезпечує газом 6 споживачів:

завод будівельних виробів ЗБВ із витратою газу 1060 м³/год ,

механічний завод МЗ із витратою газу 1720 м³/год ,

районна котельня РК із витратою газу 7040 м³/год ,

завод ковальськопресового обладнання КПО з витратою газу 550 м³/год ,

газорегулюючий пристрій ГРП з витратою газу 2820 м³/год ,

хлібзавод ХЗ із витратою газу 2170 м³/год ,

Для надійного газопостачання абсолютний тиск на вході кожного споживача повинен бути не меншим 0,15 МПа, а вхідний тиск на вході в газову систему середнього тиску з ГРС – не більше 0,3 МПа.

З даної схеми газопостачання знаходимо основний напрямок руху газу – від джерела живлення до найбільш віддаленого споживача. Наносимо його на розрахункову схему, проводимо нумерацію вузлів від початку основного напрямку руху газу до його кінця, а також інші вузлові точки схеми (рисунок 1.1).

1060

год

2850

м

/

год

Рисунок 1.1 – Схема газової мережі середнього тиску

Основний напрямок - від ГРС до ХЗ через вузли 1,2,3,4,5.

Визначаємо розрахункові витрати газу для кожної ділянки газової мережі. Для цього необхідно йти з кінця основного напрямку, збираючи витрати газу відповідних споживачів усіх відгалужень і відводів :

Q_5-ХЗ = 2170 м³/год.;

Q_3-ГРП = 2850 м³/год.;

Q_4-5 = Q_ХЗ +Q_3-ГРП = 2170 + 2850 = 5020 м³/год.;

Q_4-КПО = 550 м³/год.;

Q_3-4- = Q_4-5 +Q_4-КПО =5020+550= 5570 м³/год.;

Q_3-РК = 7040 м³/год.;

Q_2-3 = Q_3-4 + Q_3-РК ­­ = 5570 + 7040 = 12610 м³/год.;

Q_2-МЗ = 1720 м³/год.;

Q_1-2 = Q_2-3 +Q_2-МЗ ­­ = 12610+ 1720 = 14330 м³/год.;

Q_1-ЗБВ = 1060 м³/год.;

Q_ГРС-1 = Q_1-2 +Q_1-ЗБВ = 14330+ 1060 = 15390 м³/год.

Оптимальні діаметри газопроводу знаходимо за допомогою номограми для розрахунку газових мереж середнього і високого тиску для сталевих труб. Для цього виконуємо гідравлічний розрахунок ділянок. Розпочинаємо його з ділянок, котрі лежать на основному напрямку руху газу.

Для врахування додаткових втрат тиску у місцевих опорах вводимо поняття розрахункової довжини L_р :

L_р = 1,1 L (1.1)

де L – довжина ділянки

Обчислюємо параметр _ср, який представляє собою відношення різниці квадратів початкового і кінцевого тисків газу до розрахункової довжини ділянки газопроводу:

, (1.2)

де - початковий тиск на ділянці;

- кінцевий тиск на ділянці;

- сума розрахункових довжин напрямку.

Для кожної ділянки основного напрямку руху газу за розрахунковою витратою Q та параметром А_ср, використовуючи номограму для розрахунку газових мереж високого та середнього тиску (додаток ), знаходимо необхідний діаметр. Одержане значення заокруглюємо до найближчого більшого стандартного значення, для якого знову ж таки за номограмою знаходимо фактичне значення параметру А.

Проводимо розрахунок параметру А_ср. Визначаємо діаметр газопроводу та А_ф для кожної ділянки газопроводу основного напрямку. При розрахунку послідовно-працюючих ділянок враховуємо, що кінцевий тиск для попередньої ділянки є початковим тиском для наступної. Обчислення розпочинаємо з першої ділянки (ділянка ГРС-1 на рисунку 1.1),

При визначеному діаметрі для кожної ділянки основного напрямку руху газу знаходимо тиск на її кінці :

, (1.3)

де Р - тиск на початку ділянки;

А_і - параметр визначеного стандартного значення діаметра ділянки;

L_p - розрахункова довжина ділянки.

Початковий тиск ділянки є вихідний тиск з ГРС (0,3 МПа). Усі результати обчислень заносимо у таблицю 1.1. Кінцевий тиск останньої ділянки не повинен бути меншим за заданий (0,15 МПа). У випадку, коли тиск кінцевий значно більший, аналогічно проводимо коригування (зменшення) діаметра попереднього газопроводу . Результати коригування також заносимо у таблицю 1.1.

Після завершення розрахунку основного напрямку аналогічно виконуємо розрахунок відводів в точках 1, 2, 3, 4, 5. При цьому, при визначенні параметру А_ср за початковий тиск приймаємо раніше розрахований тиск у відповідній точці основного напрямку.

При обчисленні параметра А_ср­ відводів в точках 1,2,3,4,5 отримане його значення є більшим, ніж максимальне на монограмі, тому для цих ділянок приймаємо А_ср=А_max=1 · 10^-1 МПа²/км. При цьому ми одержуємо завищені значення діаметрів ділянок і, як наслідок, – резерви тиску газу на вході споживачів. Даний недолік буде ліквідовано на етапі уточненого аналітичного розрахунку газової мережі.

При цьому ми одержуємо завищені значення діаметрів ділянок і, як наслідок, – резерви тиску газу на вході споживачів. Даний недолік буде ліквідовано на етапі уточненого аналітичного розрахунку газової мережі.

Результати обчислень заносимо в таблицю 1.1.

Таблиця 1.1 – Результати графоаналітичного розрахунку газової мережі середнього тиску

Ділянка	Довжина, км			Розрахункова витрата газу Q, м3/год.		Діаметр та товщина стінки труби Dз, мм	Параметр А, МПа2/км	Абсолютний тиск газу, МПа
	l		lp					на початку ділянки Рп	в кінці ділянки Рк
Основний напрямок руху
ГРС-1	0,200		0,220	15390		2735	3,5 · 10-2	0,300	0,287
1-2	0,150		0,165	14330		2735	2,8 · 10-2	0,287	0,279
2-3	0,310		0,341	12610		2735	1,9 · 10-2	0,279	0,267
3-4	0,240		0,264	5570		2195	1,3 · 10-2	0,267	0,261
4-5	0,210		0,231	5020		2195	1,3 · 10-2	0,261	0,255
5-ХЗ	0,290		0,319	2170		1083	4,9 · 10-3	0,255	0,222
		=1,540
Коригування основного напрямку руху
4-5	0,210		0,231	5020		1594,5	5,2 · 10-2	0,261	0,237
5-ХЗ	0,290		0,319	2170		1083	4,8 · 10-3	0,237	0,202
		=0,814
Відвід в точці 1
1-ЗБВ	0,300		0,330	1060		893	6,5 · 10-2	0,287	0,247
Відвід в точці 2
2-МЗ	0,32		0,352	1720		1083	3,5 · 10-2	0,279	0,256

Продовження таблиці 1.1

Ділянка	Довжина, км		Розрахункова витрата газу Q, м3/год.	Діаметр та товщина стінки труби Dз, мм	Параметр А, МПа2/км	Абсолютний тиск газу, МПа
	l	lp				на початку ділянки Рп	в кінці ділянки Рк
Відвід в точці 3
3-РК	0,200	0,220	7040	1594,5	8,5 · 10-2	0,267	0,230
Відвід в точці 4
4-КПО	0,200	0,220	550	763	4,5 · 10-2	0,261	0,241
Відвід в точці 5
5-ГРП	0,1	0,11	2850	1083	7,5 · 10-2	0,237	0,219