Материал: Теплогазоснабжение населения и предприятий. учебное пособие для студентов бакалавриата и магистрантов. Мелькумов В.Н., Чуйкин С.В

Каждому стандартному диаметру, согласно номограммам, соответствуют два значения dн×S: первое следует принимать при подземной прокладке; второе (в скобках) – при надземной прокладке газопроводов. Толщины стенок труб распределительных сетей подземного газопровода должны быть не менее 3 мм, надземных – не менее 2 мм. В соответствии с этим для подземной прокладки трубы с наружным диаметром менее dн = 32 мм (dу = 25 мм) не применяются.

Контрольные вопросы

1.Трубопроводы из какого материала применяются при строительстве газопроводов?

2.Назовите алгоритм выбора диаметра труб с помощью номограммы.

3.Какой должна быть минимальная толщина стенок труб распределительных сетей подземного газопровода?

4.Приведите принципиальный вид номограммы для выбора диаметров трубпроводов.

4.Гидравлический расчет распределительных газовых сетей

низкого давления

Гидравлический расчет многокольцевых сетей включает гидравлическую увязку колец и определение давлений в узлах сети на расчетном режиме газопотребления. Известно, что для газопроводов низкого давления перепад давления участка

Prk rk Qrk1,75 , (2.31)

где αrk – гидравлическое сопротивление участка длиной lrk.

В результате увязки сети должен выполняться второй закон Кирхгофа для всех элементарных колец, а именно

где nk – количество участков кольца, шт.

Знак слагаемого (2.32) принимается положительном при совпадении направления течения газа на участке с направлением обхода контура кольца по часовой стрелке, отрицательным – в противоположном случае. После предварительного потокораспределения и выбора диаметров труб выполняется первый и остается невыполненным второй закон Кирхгофа, то естьдля каждого кольца

где Pk – невязка по кольцу, Па.

Для выполнения условия гидравлической увязки кольца при ручном счете допускается остаточная невязка по кольцу δPk, не превышающая 10 %, то есть

61

Для увязки колец используется приближенная формула, полученная на основе формул Лобачева – Кросса [1], позволяющая вычислить величину контурного поправочного расхода ΔQk, м3/ч.

где пу.в – число участков данного кольца, принадлежащих смежным увязанным кольцам.

Ниже изложена методика гидравлической увязки многокольцевой газовой сети низкого давления.

1. Вычисляются кольцевые невязки для каждого кольца Pk и δPk по формулам (2.33), (2.34) по результатам предварительного потокораспределения (см. столб. 8, табл. 2.4). Кольца, для которых выполняется условие (2.34) считаются увязанными;

Qk. Вносится поправка в расходы участков данного кольца, за исключением участков, принадлежащих смежным увязанным кольцам (для этих участков

где Qrk(0) – расчетный расход нулевого приближения (см. данные столб. 3, табл. 2.4),

м3/ч; Qrk(1) – исправленный расчетный расход участка первого приближения,м3/ч; Правило знаков в формуле (2.36) следующее: если кольцевая невязка

Pk>0, то для участков кольца с течением по часовой стрелке становится знак (-), против часовой – знак (+); если Pk<0, то для участков с течением по часовой стрелки становится знак (+), против часовой стрелки – знак (-);

4. Определяются потери давления участков кольца для полученных новых расходов, Qrk(1ф) , Па, по формуле пересчета

где Prk(0ф) – потери давления участка, соответствующие Qrk(0) (столб. 8, табл. 2.4), Па;

5.Вычисляется значение δPk данного и смежных с ним колец. Кольца, для которых выполняется условие (2.34), считаются увязанными;

6.Пересчитываем значение Qk для колец, смежных с увязываемыми, для которых не выполняется условие (2.34), по формуле (2.35) и из всех неувя-

занных колец сети выбираем для увязки то, у которого Qk наибольшее по абсолютному значению;

62

7.Повторяется процедура увязки выбранного кольца, начиная с пункта 3

итак далее, вплоть до увязки последнего кольца сети. Значения остаточных невязок увязанных колец Pk и δPk записываются в столбцы 13, 14, а окончательные величины Qrk и Prk – в столбцы 9, 11 табл. 2.4.

Пример расчета №3

Рассчитать распределительную сеть низкого давления (рис. 2.2) для снабжения природным газом жилого района (рис. 2.1) приняв в качестве исходных данных результаты расчета из примера 2.

Расчетное значение Pc = 1060 Па.

Решение

Вначале вычисляются потери давления участков по методу средних гидравлических уклонов, в соответствии с указаниями параграфа 2.3. Исходные данные и результаты расчета заносятся в столбцы 2, 4, 6 таблицы 2.5, составленной по образцу табл. 2.4. С этой целью выбирается главное направление 1→7→12→2→3 и вычисляется R этого направления и его ответвлений.

R1 7 12 2 3 1060/(760 450 690 730) 0,403 Па/м;

R1 10 6 (1060 0,403 760)/(200 350) 1,37 Па/м;

R7 8 (1060 0,403 760)/190 3,967 Па/м;

R10 11 (1060 0,403 760 1,37 200)/680 0,705 Па/м;

R2 9 1060 0,403(760 450 690) /180 1,635 Па/м;

R1 2 (1060 0,403 730)/460 1,665 Па/м.

Выбирается новое главное направление 1→5→4→3.

R1 5 4 3 1060/(500 1300 310) 0,502 Па/м;

R1 4 (1060 0,502 310)/750 1,206 Па/м;

R5 6 (1060 0,502 500)/860 0,941 Па/м.

После охвата всех участков вычисляется Prk по формуле (2.22) и производится проверка правильности вычислений (данные проверки здесь не производятся).

Выбираются диаметры трубопроводов участков сети с помощью номограммы и записываются значения диаметров в столбец 5 (табл. 2.5) для выбранных диаметров из той же номограммы находятся Rrkф и вычисляются Prkф, далее эти результаты заносятся в столбцы 7 и 8 таблицы, после чего переходят к гидравлической увязки сети.

Далее вычисляются контурные невязки по каждому кольцу по формуле (2.33) и (2.34), используя Prkф из столбца 8 таблицы.

Определяются величины поправочных расходов для каждого кольца по формуле (2.35), при этом считая, их независимыми друг от друга

63

64

Окончание табл. 2.5

Наибольший по абсолютной величине поправочный расход у IV кольца, с которого и начинают увязку.

Вычисляются новые значения расчетных расходов участков этого кольца по фор-

муле (2.36)

из двух не увязанных колец QkVI QkVII , поэтому производится увязка кольца VI. Для это-

го пересчитываются расходы участков этого кольца, кроме Q1-4 ,который принадлежит так же к увязанному кольцуIII и поэтому в процессе увязки не должен меняться.

перепады давления:

65