4. Гидравлический расчет внутреннего газопровода котельной

Задана котельная с тремя котлами Е-1/9-Г. Каждый котел оборудован одной горелкой типа Г-1 с максимальным расходом газа 113 м³/ч.

Номинальное давление газа перед горелкой 850 Па.

Диаметр присоединительного газового патрубка горелки d_вн = 78 мм.

Коэффициент рабочего регулирования К_р.р = 4,3 ГРУ расположена внутри котельной.

Рисунок 4 - Аксонометрическая схема газопровода

Принимаем диаметр газопровода на участке 2-3-4-5-6-7-8-9 – d_н x S = 89x35 (труба электросварная с прямым швом по ГОСТ-10704-76)

Определяем режим движения газа на участке 2-9 по формуле:

- режим турбулентный;

где Q – расход газа, м³/ч

d – внутренний диаметр газопровода, см

- коэффициент кинематической вязкости, м²/с.

Определим эквивалентную длину прямолинейных участков газопровода по формуле:

, (45)

где n – эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, n =0,01 см для стальных труб.

Тогда, для участков 2…9 эквивалентная длина участков составляет:

Принимаем диаметр газопровода для оставшихся участков тот же – 89х35 и определяем эквивалентные длины газопроводов:

участок 1-2 – Q = 226 м³/ч

участок 0-1 – Q = 339 м³/ч

Расчетная длина участков для внутренних газопроводов определяется по формуле:

где l₁ – действительная длина газопровода, м;

–сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Например, для участка 8-9 сумма коэффициентов местных сопротивлений равна: два отвода -2х1,1 = 2,2 и задвижка – 0,5, l₁=1,3м и расчетная длина l = 1,3+(2,2+0,5)*3,14=9,778м. Для остальных участков расчеты сведены в таблицу 16.

Определим удельные потери давления по участкам по следующей формуле:

Па/м

Для участка 0-1

Для участка 1-2

И для всех остальных участков

Общие потери по каждому участку определяются по формуле:

Так, для участка 8-9

По остальным участкам расчеты сведены в таблицу 16.

При расчете газопроводов низкого давления необходимо учитывать гидростатический напор на вертикальных участках газопровода по формуле:

Таких участков три: 3-4, 5-6, 7-8.

Например для участка 3-4:

Так как на этом участке приходится преодолевать стремление газа легче воздуха подниматься вверх, то этот напор принимается со знаком плюс (+).

На участке же 7-8 гидростатический напор вычитаем из общих потерь давления. Все остальные расчеты сведены в таблицу 8.1.

Из таблицы видно, что общие потери давления в газопроводе от ГРУ (точка «0») до горелки последнего котла (точка «9») составляют 1138,7 Па.

С учетом номинального давления газа перед горелкой 850 Па давление газа на выходе из ГРУ, после регулятора, должно быть равно или больше 1138,7+8502000 Па и так как оно меньше 5000 Па, то принятые диаметры газопровода можно оставить.

Табл. 16. Потери давления по участкам внутреннего газопровода котельной

№ участка	Расчетный расход газа, м3/ч	Внутренний диаметр газопровода см	Длина участка l1, м	Эквивалентная длина участка ld, м	Сумма коэффициентов местных сопротивлений	Расчетная длина l, м	Удельные потери давления Н, Па/м	Потери давления на участке , Па	Разность высот, м	Гидростатический напор, Па	Фактические потери давления, Па
8-9	113	8,2	1,3	3,14	1,1+1,1+0,5=2,7	9,778	5,417	53,0	-	-	53,0
7-8	113	8,2	0,5	-	-	0,5	5,417	2,7	0,5	-1,638	1,1
6-7	113	8,2	0,7	3,14	1,1+1,1+0,5=2,7	9,178	5,417	49,7	-	-	49,7
5-6	113	8,2	1,0	-	-	1,0	5,417	5,4	1,0	3,276	8,7
4-5	113	8,2	2,7	3,14	1,1+1,1+0,5=2,7	11,178	5,417	60,6	-	-	60,6
3-4	113	8,2	0,5	-	-	0,5	5,417	2,7	0,5	1,638	4,3
2-3	113	8,2	4,4	3,14	1,1	7,854	5,417	42,5	-	-	42,5
1-2	226	8,2	4,4	3,443	1,5	9,565	19,7366	188,8	-	-	188,8
0-1	339	8,2	7,8	3,587	1,5+1,1=2,6	17,126	42,623	730	-	-	730
Всего потерь											1138,7