2.8.2. Однониточный газопровод с путевыми отборами и подкачками
Пусть газопровод состоит из участков, границами которых служат пункты отборов (подкачек). Эти участки – простые трубопроводы (рис.1.)
Рисунок.1.Схема газопровода постоянного диаметра с путевыми отборами (подкачками).
Отборы (подкачки) q1, q2, qi, и т. д. заданы, следовательно, известны расходы на участках. Требуется определить давления в узловых точках газопровода.
Для каждого из участков сложного газопровода на основании формулы:
выразим величину разности квадратов давлений:
;
;
.
Предварительно,
должны быть определены коэффициенты
гидравлического сопротивления λi
. Это не вызывает затруднений, поскольку
Qi
, Di
известны. Если отборы (подкачки) не
велики, то целесообразным оказывается
трубопровод постоянного диаметра, тогда
складывая эти уравнения почлено и
учитывая, что
и
,
будем иметь:
.
Для эквивалентного газопровода данное уравнение будет иметь вид:
.
Для полученных двух уравнений следует, так как равны левые части этих уравнений то и правые части этих уравнений тоже равны. Тогда получаем:
,
после сокращения
.
При
квадратичном режиме течения
,
получим
.
Приняв
равное
общей длине газопровода
,
получаем, что расход в эквивалентной
магистрали равен:
.
Давление в i-той узловой точке с учетом принятых допущений составляет:
.
Появление сброса (ответвления, утечки) приводит к снижению производительности на участке после сброса (правый участок), что при неизменных затратах мощности на станциях вызывает нарушению баланса энергии в МГ, и для его восстановления - к повышению производительности на начальном участке (левый участок).
На левом участке повышение производительности приводит к снижению степени сжатия КС и ускорению падения давления в линейной части, что приводит к повышению давления в газопроводе, нарастающем от станции к станции до места сброса. Понижение производительности правого участка вызывает повышение степени сжатия КС и замедление падения давления в линейной части и, соответственно, возрастание давления по мере удаления от места сброса.
Таким образом, на участке сброса наблюдается смена характера изменения давления, от снижения к возрастанию.
Ориентировочным значением производительности Q задаются в пределах
,
(2.1)
где q - пропускная способность МГ; qс - величина сброса.
Признаком правильности выбора производительности служит снижение давления от станции к станции на левом участке и повышение на правом, равенство давления в конце МГ заданному и полное использование располагаемой мощности на КС левого участка. Возможные нарушения работы связаны с возможностью помпажа на КС правого участка и перегрузкой ГПА на КС левого участка.
При подкачке (подключении) имеет место обратная картина: производительность левого участка снижается, правого увеличивается, давление на левом участке возрастает, на правом снижается. Во всем трубопроводе давление возрастает, достигая максимума в пределах участка подкачки.