Расчет распределительных сетей района города

На участках при слиянии потоков он принимается как доля от суммарного. Для удобства расчёта эти доли принимаем равными на каждый питающий участок:

Втр = ½ ΣВпут, м3/ч                                        (33)

Расчетный расход газа складывается из транзитного и эквивалентного расходов данного участка:

Вр = Вэкв + Втр, м3/ч                                            (34)

Результаты расчётов сводим в таблицу 2.

Таблица 2. Расчет газопроводов низкого давления.

ГРП1
№	Lд		разбор		Lр		bуд		Расход
									Bп		Bэкв		Bтр		Bр
1	2		3		4		5		6		7		8		9
ГРП1-1	10		0		0		0,13		0		0		571,68		571,68
1-2	110		2		55				7,15		3,58		421,20		424,78
2-3	250		2		125				16,25		8,13		184,60		192,73
3-4	150		2		75				9,75		4,88		135,20		140,08
4-5	140		2		70				9,10		4,55		126,10		130,65
5-6	250		1		250				32,50		16,25		36,40		52,65
6-7	250		1		250				32,50		16,25		3,90		20,15
7-О1	30		1		30				3,90		1,95		0		1,95
1-8	200		2		100				13,00		6,50		130,33		136,83
8-9	245		2		122,5				15,93		7,96		114,40		122,36
9-10	250		2		125				16,25		8,13		16,25		24,38
10-О1	250		2		125				16,25		8,13		0		8,13
2-11	210		2		105				13,65		6,83		206,70		213,53
11-12	190		2		95				12,35		6,18		113,10		119,28
12-13	250		1		250				32,50		16,25		80,60		96,85
13-14	250		1		250				32,50		16,25		48,10		64,35
14-15	210		1		210				27,30		13,65		20,80		34,45
15-О2	160		1		160				20,80		10,40		0		10,40
9-16	250		1		250				32,50		16,25		49,40		65,65
16-17	130		1		130				16,90		8,45		32,50		40,95
17-О2	250		1		250				32,50		16,25		0		16,25
5-18	250		1		250				32,50		16,25		24,70		40,95
18-ОI	190		1		190				24,70		12,35		0		12,35
3-19	150		1		150				19,50		9,75		20,15		29,90
19-ОII	155		1		155				20,15		10,08		0		10,08
11-20	250		1		250				32,50		16,25		48,75		65,00
20-21	250		1		250				32,50		16,25		16,25		32,50
21-ОIII	125		1		125				16,25		8,13		0		8,13
	5405				4397,5
ГРП2
№		Lд		разбор		Lр		bуд		Расход
										Bп		Bэкв		Bтр		Bр
1		2		3		4		5		6		7		8		9
ГРП2-22		0,00		0		0		0,14		0		0		571,90		571,90
22-23		250,00		2		250,00				35,00		17,50		381,50		399,00
23-24		150,00		2		150,00				21,00		10,50		141,40		151,90
24-25		210,00		2		210,00				29,40		14,70		112,00		126,70
25-26		250,00		1		250,00				35,00		17,50		42,70		60,20
26-27		250,00		1		250,00				35,00		17,50		7,70		25,20
27-О3		110,00		2		55,00				7,70		3,85		0		3,85
22-28		200,00		2		100,00				14,00		7,00		141,40		148,40
28-29		200,00		2		100,00				14,00		7,00		127,40		134,40
29-30		250,00		2		250,00				35,00		17,50		25,20		42,70
30-31		180,00		2		90,00				12,60		6,30		12,60		18,90
31-О3		180,00		2		90,00				12,60		6,30		0		6,30
25-32		250,00		1		125,00				17,50		8,75		16,80		25,55
32-ОI		240,00		1		120,00				16,80		8,40		0		8,40
23-33		180,00		2		180,00				25,20		12,60		193,90		206,50
33-ОII		230,00		2		230,00				32,20		16,10		0		16,10
29-34		170,00		2		170,00				23,80		11,90		43,40		55,30
34-35		170,00		1		85,00				11,90		5,95		31,50		37,45
35-36		200,00		1		100,00				14,00		7,00		17,50		24,50
36-О4		250,00		2		125,00				17,50		8,75		0		8,75
33-37		240,00		2		240,00				33,60		16,80		128,10		144,90
37-38		190,00		2		190,00				26,60		13,30		101,50		114,80
38-ОIII		80,00		2		80,00				11,20		5,60		0		5,60
38-39		250,00		2		250,00				35,00		17,50		55,30		72,80
39-40		240,00		2		240,00				33,60		16,80		21,70		38,50
40-О4		155,00		2		155,00				21,70		10,85		0		10,85
		5075,00				4085,00

 

Находим средние удельные потери давления от ГРП до наиболее удаленного потребителя:

, Па/м                              (35)

ΔРдоп – располагаемый перепад давления сетей низкого давления, Па:

ΔРдоп = 1200 Па по [3, п. 3.25];

lд – длина уличной сети от ГРП до наиболее удаленного потребителя, м.

Средние удельные потери давления дают возможность принять диаметры ориентировочно близкими к необходимым. Расчетный внутренний диаметр газопровода предварительно определяем по формуле:

, см                           (36)

где    А, В, т, т1 – коэффициенты, определяемые по [3, табл. 6 и 7] в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода. Для сооружения газопроводов применяем стальные бесшовные горячедеформированные трубы по ГОСТ 8732 – 78*.

Окончательно внутренний диаметр газопровода принимаем из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший – для стальных газопроводов. При подземной прокладке допускается минимальный диаметр dу = 50 мм.

Падение давления на участке газовой сети определяем по формулам, приведённым в [3, п.3.27 – 3.40]. Для сетей низкого давления:

, Па/м                        (37)

где    l – коэффициент гидравлического трения;

d – внутренний диаметр газопровода, см;

ρ0 – плотность газа при нормальных условиях, кг/м3.

Коэффициент гидравлического трения l определяем в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса:

,                                              (38)

где    v – коэффициент кинематической вязкости газа, м2/с, при нормальных условиях:

v = 14,3 ∙ 10-6 м2/с по [11, табл. VIII];

Эквивалентную абсолютную шероховатость внутренней поверхности стенки трубы принимаем равной для новых стальных труб – 0,01 см, т.е. расчёт ведём для гидравлически гладкой стенки.

В зависимости от значения Re коэффициент гидравлического трения l определяется:

-     для ламинарного режима движения газа (Re   2000):

l= 64/Re,   (39)

для критического режима движения газа (Re = 2000 – 4000):

,                           (40)

-     для турбулентного режима движения газа:

-     При 4000 < Re < 100 000:

,                                                       (41)

При Re > 100 000:

,                                (42)

Определяем потери давления на участках. Падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная арматура и др.) учитываем путем увеличения фактической длины газопровода на 5—10 %:

, Па             (43)

1,1 – коэффициент, учитывающий  потери давления в местных  сопротивлениях.

Суммарные потери давления по участкам сравниваем с располагаемым перепадом давления, добиваясь условия:

, Па                                              (44)

Расчет кольцевых сетей газопроводов выполняем с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10 %. Уравнивание начинаем с точек встречи между ГРП и с более протяжённых, резко отличающихся друг от друга уравниваемых между собой участков как по длине, так и по нагрузке.

Расчетный перепад давления ΔРдоп в распределительной сети должен быть израсходован максимально, делая запас 10 – 15%. Но в ряде случаев для участков, расположенных вблизи ГРП,при малых расходах и в силу существующих нормативных указаний о минимальных диаметрах труб, допускаемых к укладке в землю возможно недоиспользование располагаемого перепада и более 15%.

Результаты расчета сводим в таблицу 3.

 

 

 

Таблица 3. Гидравлический расчёт газопроводов низкого давления.

№№ участка	Длина, м		Δhуд,ф, Па / м	Вр, м3/ч	Δhф, Па / м	dнxδ, мм	ΔР, Па	ΣΔР, Па	Невяз- ка
	lд	lр
1	2	3	4	5		6	9	11	12
ГРП1-1-2-3-4-5-6-7-О1
ГРП 1-1	21	21	1,233	571,68	0,85	219х7	19,635	922,79	9,468
1-2	110	55		424,78	2,18	159х5,5	131,89
2-3	250	125		192,73	1,29	133х5,5	177,375
3-4	150	75		140,08	0,94	133х5,5	77,55
4-5	140	70		130,65	2,09	108х5	160,93
5-6	250	250		52,65	1,08	89х3,5	297
6-7	250	250		20,15	0,21	89х3,5	57,75
7-О1	30	30		1,95	0,02	76x3	0,66
ГРП1-1-8-9-10-О1
ГРП 1-1	21	21	2,188	571,68	0,85	219х7	19,635	835,423
1-8	200	100		136,83	0,81	133х5,5	89,1
8-9	245	122,5		122,36	4,75	89х3,5	640,0625
9-10	250	125		24,38	0,29	89х3,5	39,875
10-О1	250	125		8,13	0,34	57x3,5	46,75
ГРП1-1-2-11-12-13-14-15-О2
ГРП1-1	21	21	0,942	571,68	0,85	219х7	19,635	929,61	4,643159
1-2	110	55		424,78	2,18	159х5,5	131,89
2-11	210	105		213,53	1,75	133х5,5	202,125
11-12	190	95		119,28	0,62	133х5,5	64,79
12-13	250	250		96,85	1,00	108х5	275
13-14	250	250		64,35	0,58	108х5	159,5
14-15	210	210		34,45	0,21	108х5	48,51
15-О2	160	160		10,40	0,16	76x3	28,16
ГРП1-1-8-9-16-17-О2
ГРП1-1	21	21	1,236	571,68	0,85	219х7	19,635	974,875
1-8	200	100		136,83	0,81	133х5,5	89,1
8-9	245	122,5		122,36	1,96	108х5	264,11
9-16	250	250		65,65	1,52	89х3,5	418
16-17	130	130		40,95	0,71	89х3,5	101,53
17-О2	250	250		16,25	0,30	76x3	82,5
ГРП2-22-23-24-25-26-27-О3
ГРП2-22	21	23,1	0,791	571,90	0,85	219х7	21,5985	827,458	8,247
22-23	250	275		399,00	1,92	159х5,5	580,8
23-24	150	165		151,90	0,40	159х5,5	72,6
24-25	210	231		126,70	0,28	159х5,5	71,148
25-26	250	275		60,20	0,20	133х5,5	60,5
26-27	250	275		25,20	0,06	133х5,5	18,15
27-О3	110	121		3,85	0,02	89х3,5	2,662
ГРП2-22-28-29-30-31-О3
ГРП2-22	21	21	1,659	571,90	0,85	219х7	19,635	901,835
22-28	200	100		148,40	0,94	133х5,5	103,4
28-29	200	100		134,40	2,24	108х5	246,4
29-30	250	250		42,70	1,72	76x3	473
30-31	180	90		18,90	0,40	76x3	39,6
31-О3	180	90		6,30	0,20	57x3,5	19,8
ГРП2-22-28-29-34-35-36-О4
ГРП2-22	21	21	1,541	571,90	0,85	219х7	19,635	1011,62	3,702495
22-28	200	100		148,40	0,94	133х5,5	103,4
28-29	200	100		134,40	2,24	108х5	246,4
29-34	170	170		55,30	1,24	89х3,5	231,88
34-35	170	85		37,45	1,30	76x3	121,55
35-36	200	100		24,50	2,20	57x3,5	242
36-О4	250	125		8,75	0,34	57x3,5	46,75
ГРП2-22-23-33-37-38-39-40-О4
ГРП2-22	21	21	0,708	571,90	0,85	219х7	19,635	974,16
22-23	250	250		399,00	1,92	159х5,5	528
23-33	180	180		206,50	0,68	159х5,5	134,64
33-37	240	240		144,90	0,37	159х5,5	97,68
37-38	190	190		114,80	0,23	159х5,5	48,07
38-39	250	250		72,80	0,27	133х5,5	74,25
39-40	240	240		38,50	0,24	108х5	63,36
40-О4	155	155		10,85	0,05	89х3,5	8,525
ГРП1-1-2-3-4-5-18-ОI
ГРП1-1	21	21	1,145	571,68	0,85	219х7	19,635	683,43	8,997700
1-2	110	55		424,78	2,18	159х5,5	131,89
2-3	250	125		192,73	1,29	133х5,5	177,375
3-4	150	75		140,08	0,94	133х5,5	77,55
4-5	140	70		130,65	2,09	108х5	160,93
5-18	250	250		40,95	0,27	108х5	74,25
18-ОI	190	190		12,35	0,20	76x3	41,8
ГРП2-22-23-24-25-32-ОI
ГРП2-22	21	21	0,961	571,90	0,85	219х7	19,635	751,003
22-23	250	275		399,00	1,92	159х5,5	580,8
23-24	150	165		151,90	0,40	159х5,5	72,6
24-25	210	231		126,70	0,28	159х5,5	71,148
25-32	250	125		25,55	0,04	133х5,5	5,5
32-ОI	250	120		8,40	0,01	108х5	1,32
ГРП1-1-2-3-19-ОII
ГРП 1-1	21	21	1,779	571,68	0,85	219х7	19,635	631,345	9,149189
1-2	110	55		424,78	2,18	159х5,5	131,89
2-3	250	125		192,73	1,29	108х5	177,375
3-19	150	150		29,90	1,12	57x3,5	184,8
19-ОII	155	155		10,08	0,69	57x3,5	117,645
ГРП2-22-23-33-ОII
ГРП2-22	21	21	1,322	571,90	0,85	219х7	19,635	694,925
22-23	250	250		399,00	1,92	159х5,5	528
23-33	180	180		206,50	0,68	159х5,5	134,64
33-ОII	230	230		16,10	0,05	108х5	12,65
ГРП1-1-2-11-20-21-ОIII
ГРП 1-1	21	21	1,117	571,68	0,85	219х7	19,635	807,4	8,152412
1-2	110	55		424,78	2,18	159х5,5	131,89
2-11	210	105		213,53	1,75	133х5,5	202,125
11-20	250	250		65,00	1,03	108х5	283,25
20-21	250	250		32,50	0,47	89х3,5	129,25
21-ОIII	125	125		8,13	0,30	57x3,5	41,25
ГРП2-22-23-33-37-38-ОIII
ГРП2-22	21	21	0,913	571,90	0,85	219х7	19,635	879,065
22-23	250	275		399,00	1,92	159х5,5	580,8
23-33	180	180		151,90	0,68	159х5,5	134,64
33-37	240	240		144,90	0,36	159х5,5	95,04
37-38	190	190		114,80	0,23	159х5,5	48,07
38-ОIII	80	80		5,60	0,01	108х5	0,88

 

 

2. Расчет газопроводов среднего давления

Сети среднего давления состоят из одного кольца с отводами к ГРП и сосредоточенным потребителям. Намечаем направление движения газа по сети и определяем резервирующую перемычку – участок III - IV.

Расчет кольцевой сети среднего давления производим при 3 режимах работы:

1)         аварийный режим 1, при котором считаем, что повреждён и выключен участок I – II. Потребители, присоединённые к повреждённой половине кольца (КУ, ПП), при данном аварийном режиме получают 50% от нормальной потребности в газе, а остальные (ГРП1, ХЗ, БПК,ГРП2) – 100%;

2)         аварийный режим 2, при котором считаем, что повреждён и выключен участок I –II. Потребители, присоединённые к повреждённой половине кольца (ГРП1, ХЗ, БПК, ГРП2) при данном аварийном режиме получают 50% от нормальной потребности в газе, а остальные (КУ, ПП),– 100%;

3)         нормальный режим, при котором часть потребителей питается по первой половине кольца, а другая – по второй при 100% нагрузке потребителей.

Потребители газа среднего давления всегда сосредоточенны и расходы газа по участкам определяем как для обычной тупиковой сети суммированием расходов по участкам.

Расчетный перепад в газопроводе среднего давления определяем в зависимости от конечного требуемого давления перед наиболее удаленным потребителем:

, МПа 2 / м                       (45)

где    Рн – давление газа после ГРС (абсолютное), МПа:

Рн = 0,4 МПа по заданию;

Рк тр – требуемое конечное давление (абсолютное), МПа:

Рк тр = 0,25 МПа для КУ и ПП;

Рк тр = 0,15 МПа для ХЗ, БПК, ГРП;

lд – расстояние до самой удалённой точки, м.

Диаметры участков предварительно определяем по формуле (38), ориентируясь на полученное среднее значение ΔРуд. При расчётах кольца по аварийным режимам на последних участках кольца принимаем завышенные диаметры, т.к. при расчёте по другому аварийному режиму по последним участкам будут значительно большие расходы газа.

Падение давления на участке газовой сети определяем по формулам, приведённым в [3, п.3.27 – 3.40]. Для сетей среднего давления:

, Па/м (46)

где    Рн – абсолютное давление в начале рассчитываемого участка газопровода, МПа;

Рк – абсолютное давление в конце рассчитываемого участка газопровода, МПа;

Р0 – давление газа при нормальных физических условиях, МПа:

Р0 = 0,101325 МПа;

lр – расчётная длина газопровода, м:

lр = 1,1 ∙ lд, м.

l – то же, что в формуле (37). Находим аналогично по формулам (39) – (42) в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса, определяемого по формуле (38).

Расчет начинаем с участка, для которого известно начальное давление Рн. Конечное давление расчетного участка определяем по формуле:

, Мпа (47)

Принимая конечное давление за начало последующего участка, находим Рк перед каждым потребителем и сравниваем с требуемым, добиваясь выполнения условия:

, Мпа (48)

При невыполнении условия, расчет частично повторяем, изменяя диаметр на отдельных участках. Диаметр газопроводов сети принимаем максимальный из двух аварийных.

После расчёта по нормальному режиму выполняем расчёт всех ответвлений и отводов к потребителям.

Результаты расчета сводим в таблицу 4.

Таблица 4.

№№ участка	Длина, км		Аф, ата2 /км	Вр, м3/ч	dнxδ, мм	А, ата2 /км	Рн, ата	Рк, ата
	lд	lр
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Аварийный режим 1 (отключён участок I - II)
ГРС - I	1,00	1,10	1,297751	2177	159x5,5	1,13	4,00	3,84
I - VII	0,47	0,52		2177	159x5,5	1,13	3,84	3,76
VII-VI	0,58	0,64		1605	159x5,5	0,70	3,76	3,70
VI - V	0,72	0,79		1564	133х5,5	1,80	3,70	3,51
V - IV	0,55	0,61		1552	133х5,5	1,78	3,51	3,35
IV - III	1,27	1,40		981	133х5,5	0,80	3,35	3,18
III - II	2,20	2,42		891	133х5,5	0,60	3,18	2,94
II - КУ	0,04	0,04		891	133х5,5	0,80	2,94	2,94
		7,5
Аварийный режим 2 (отключён участок I - VII)
ГРС - I	1,00	1,10	1,871257	2177	159x5,5	1,13	4,00	3,84
I - II	0,32	0,35		2177	159x5,5	1,13	3,84	3,79
II - III	2,20	2,42		1286	133х5,5	1,18	3,79	3,39
III - IV	1,27	1,40		1197	133х5,5	0,90	3,39	3,20
IV - V	0,55	0,61		625	133х5,5	0,25	3,20	3,18
V - VI	0,72	0,79		614	133х5,5	0,25	3,18	3,15
VI- VII	0,58	0,64		572	159x5,5	0,10	3,15	3,14
VII - ГРП1	0,04	0,04		572	108х5	1,20	3,14	3,13
		7,3
Нормальный режим
Полукольцо ГРС - I - II - III - ПП
ГРС - I	1,00	1,10	2,489785	2177	159x5,5	1,13	4,00	3,84
I - II	0,32	0,35		980	159x5,5	0,26	3,84	3,83
II - III	2,20	2,42		89	133х5,5	0,03	3,83	3,82
III - ПП	0,04	0,04		89	108х5	0,02	3,82	3,82
		3,9
Полукольцо ГРС - I - VII - VI - V - ГРП1
ГРС - I	1,00	1,10	3,720238	2177	159x5,5	1,13	4,00	3,84
I - VII	0,47	0,52		1197	159x5,5	0,35	3,84	3,82
VII - VI	0,58	0,64		625	159x5,5	0,13	3,82	3,81
VI - V	0,72	0,79		583	133х5,5	0,27	3,81	3,79
V -IV	0,55	0,61		572	133х5,5	0,26	3,79	3,77
IV -ГРП2	0,04	0,04		572	108х5	0,70	3,77	3,76
		3,7
Расчёт ответвлений
V - БПК	0,04	0,04		11	108х5	0,0120	3,79	3,7886
VI - ХЗ	0,04	0,04		42	108х5	0,006	3,77	3,7678
VII - ГРП1	0,04	0,04		572	108х5	1,20	3,77	3,76
II - КУ	0,04	0,04		891	133х5,5	0,80	3,76	3,76