Расчет кольцевых газопроводов

1.1. Расчет кольцевых газопроводов

В отличие от тупиковых газовых сетей, в которых направления потоков и рас- четные расходы газа на участках сети определены, в многокольцевых сетях и направ- ления потоков, и количества газа, протекающие по расчетным участкам, не постоян- ны. Задачей гидравлического расчета таких сетей является определение диаметров участков сети, которые обеспечивают равномерность гидравлического режима всей сети и подачу всем потребителям требуемых количеств газа при заданных перепадах давления. Если в тупиковых сетях из трех величин: расхода газа, допустимого перепа- да давления и диаметра газопровода – неизвестна одна, то задача решается легко. В кольцевых сетях, когда потоки газа могут распределиться по полукольцам неравно- мерно, из указанных трех величин известна только одна, а две другие необходимо оп- ределить.

Решение такой задачи базируется на двух условиях. Во-первых, на рассмотренном выше условии равновесия узла. Если приток газа к узлу считать положительным расходом, а выход газа из узла и расход газа в самом узле – отрицательным, то алгебраическая сумма расчетных расходов газа в узле должна быть равна нулю. Во-вторых, на условии, по которо- му сумма потерь давления в одном полукольце равна сумме потерь давления в другом по- лукольце:

Dp1 + Dp2 = Dp3 + Dp4 + Dp5.

(51)

Если условно считать давление газа в кольце по часовой стрелке положитель- ным, а противоположное отрицательным, то указанное условие можно сформулиро- вать так: алгебраическая сумма потерь давления в любом кольце должна быть равна нулю (рис. 20). Практически это условие выполнить не всегда удается и допускают, что невязка потерь давления в полукольцах не должна превышать 10 % от наименьшей потери давления в одном из полуколец.

Рис. 20. Схема кольцевого газопровода

При подборе диаметра полукольца необходимо предусмотреть возможность его работы в аварийном режиме.

Определение аварийного расхода газа производится по формуле

V = V + å(V K ),ав i обi

раб

(52)

i=1

где V_ав – аварийный расход газа по магистральному кольцевому газопроводу, м³/ч;

раб р

– расчетный расход рабочего полукольца, м³/ч; V_i – расход i-х потребителей газа

на аварийном полукольце, м³/ч; K_обi– коэффициент i-х потребителей газа.

Коэффициент обеспеченности газом при аварийных ситуациях для бытовых потребителей (ГРП) можно принять в пределах от 0,8 до 0,85; для отопительно- производственных котельных – от 0,7 до 0,75 в зависимости от наличия резервного топлива; для промышленных предприятий – от 0,5 до 0,9.

Рабочее полукольцо должно обеспечить пропуск в среднем 75 % расхода от аварийного участка.