Задача 7.

Концевой участок магистрального газопровода длиной l = 10 км и диаметром d = 1400 мм используется для аккумуляции газа с целью покрытия суточной неравномерности потребления.

Максимальное допустимое давление газа при аккумуляции Р_max =55 ат, минимальное при потреблении Р_min =16 ат.

Определить на сколько часов работы котельной хватит газа, накопленного в газопроводе, если мощность котельной Q = 20 МВт, а ее КПД .

Для используемого газа принять:

- Q _н = 36704 кДж/м³;

- R = 51,5 ;

- ρ _ну = 0,76 кг/м³.

Решение.

Продолжительность работы котельной на аккумулированном запасе теплоты:

, час.

- количество аккумулированной теплоты (МВт*ч);

-мощность котельной (МВт) – см. условие задачи;

-КПД котельной – см. условие задачи.

Количество аккумулированной теплоты:

,кДж.

-низшая теплота сгорания природного газа (кДж/м³)– см. условие задачи;

-аккумулированный запас газа в м³ при н.у.;

Аккумулированный запас газа:

,м³ .

-плотность газа при н.у. – см. условие задачи;

-запас газа в газопроводе, кг.

,кг.

-масса газа в газопроводе при максимальной аккумуляции, кг;

-масса газа в газопроводе при потреблении, кг.

.

.

V - объем участка газопровода, м³ .

Т и R – см. условие задачи;

Р – давление, см. условие задачи, нужно перевести из ат (техническая

атмосфера) в кгс/м².

1 ат = 10 000 кгс/м²

.

,кДж.

необходимо выразить в МВт х ч:

1 Вт х ч = 3600 Дж = 3,6 кДж

1 МВт х ч = 3,6 х 10⁶ кДж

.

Задача 7 (для студентов)

Концевой участок магистрального газопровода длиной l и диаметром d используется для аккумуляции газа с целью покрытия суточной неравномерности потребления. Максимальное допустимое давление газа при аккумуляции Р_max , минимальное при потреблении Р_min .

Определить на сколько часов работы котельной хватит газа, накопленного в газопроводе, если мощность котельной Q , КПД .

Исходные данные см. таблицу 7.

Для используемого газа принять:

- Q _н = 36704 кДж/м³; Таблица 7

№ вар.	Рmax, ат	Рmin, ат	L, км	d, мм	Q, МВт
1	50	10	5,0	800	10	0,6
2	55	11	5,5	900	11	0,61
3	45	12	6,0	1000	12	0,62
4	40	13	6,5	1200	13	0,63
5	35	14	7,0	1400	14	0,64
6	30	15	7,5	1600	15	0,65
7	52	10	8,0	800	16	0,66
8	57	12	8,5	900	17	0,67
9	47	14	9,0	1000	18	0,68
10	42	16	9,5	1200	19	0,69
11	37	10	10,0	1400	20	0,6
12	32	12	5,0	1600	21	0,61
13	54	14	5,5	800	22	0,62
14	59	16	6,0	900	23	0,63
15	49	10	6,5	1000	24	0,64
16	44	12	7,0	1200	25	0,65
17	39	14	7,5	1400	26	0,66
18	34	16	8,0	1600	27	0,67
19	48	10	8,5	800	28	0,68
20	43	12	9,0	900	29	0,69
21	38	14	9,5	1000	30	0,6
22	33	16	10,0	1200	31	0,61
23	28	10	5,0	1400	32	0,62
24	55	12	5,5	1600	33	0,63
25	51	14	6,0	800	34	0,64
26	46	16	6,5	900	35	0,65
27	41	10	7,0	1000	36	0,66
28	36	12	7,5	1200	37	0,67
29	31	14	8,0	1400	38	0,68

- R = 51,5 ;

- ρ _ну = 0,76 кг/м³.

Наличие влаги в сжиженных углеводородных газах значительно осложняет эксплуатацию систем газоснабжения. Пары углеводородов, входящих в состав сжиженных газов, при отрицательных температурах превращаются в жидкость, т.е. образуется конденсат.

Соответственно и водяные пары, находящиеся в газе, образуя ледяные или снеговые пробки, переходят в жидкое состояние, а затем – в лед.

Сам по себе конденсат сжиженного газа при неблагоприятных условиях может закупоривать газопроводы, клапаны регуляторов давления, запорную арматуру. Закупорке способствуют ледяные пробки.

Кроме того, углеводороды с водой образуют кристаллогидраты, которые также приводят к закупорке газопроводов.

Для предотвращения образования ледяных и снеговых пробок и кристаллогидратов необходимо, чтобы относительная влажность газа (степень насыщения газа водяными парами) была меньше либо равна 60% при самой низкой расчетной температуре в газопроводе.

Кристаллогидраты представляют собой белые кристаллические тела, похожие на снег или лед (в зависимости от условий их образования). При этом гидраты возникают при температуре , значительно превышающей температуру образования льда.

Однако, каждый из углеводородов характеризуется максимальной температурой, выше которой ни при каком повышении давления нельзя вызвать гидратообразование газов.

Эта температура называется критической температурой гидратообразования. Чем тяжелее углеводородный газ, тем скорее он в присутствии влаги образует гидрат.

Образовавшиеся углеводородные гидраты можно разложить подогревом газа, снижением его давления или вводом веществ (например, метанол), уменьшающих упругость водяных паров и тем самым понижающим температуру точки росы.