Газоснабжение города Саратов

 

 

Правильность выполненных расчетов контролируется совпадением значений расчетных расходов на головных участках системы, выходящих из ГРП, и значений расчетных часовых нагрузок этих ГРП  (допустимая неувязка 5%):

По ГРП-1: собранная по участкам нагрузка 1595 м³/ч, невязка – 2,4%.

По ГРП-2: собранная по участкам нагрузка 3080м³/ч, невязка – 4,7%.

5) исходя из найденных расчетных  расходов газа, на участках СНД и заданного располагаемого перепада давления по методу удельных потерь давления подбираем диаметры газопроводов и определяем потери давления на отдельных участках и суммарные в полукольцах. При использовании номограммы [4] для определения удельных потерь давления учитываем отличие плотности заданного газа при нормальных условиях от номинальной , для которой составлена номограмма. С этой целью корректируется расчетный расход газа на участках по формуле:

,

Потери в местных сопротивлениях в распределительных газопроводах принимаем равными 10% линейных потерь давления от трения.

В первую очередь подбираем диаметры главных колец и направлений, пропускающих наибольшие транзитные расходы газа. В соответствии с требованиями надежности диаметры газопроводов в этих кольцах на разных участках должны назначаться одинаковыми или близкими по размеру (соседние значения по сортаменту труб, используемых для систем газоснабжения). При подборе диаметров второстепенных колец и направлений (включая тупиковые ответвления) используются оставшиеся перепады давления.

После выбора диаметров и определения  потерь давления производят гидравлическую увязку давлений газа в узловых точках  сети.  Допускается неувязка потерь давления в полукольцах, а также  между направлениями от разных ГРП  до точек слияния газовых потоков  не более 10%.

Результаты гидравлического расчета оформляются в виде таблицы 10.

 

 

Таблица 10.

Номер кольца	Характеристика  участка					Определение потерь давления
	номер	факт. Длина lj, м	Расчетная длина 1,1lj, м	расход газа, м3/ч	dнxδ	Плотность газа при ну, кг/м3	На участке, ∆pj, Па	Невязка потерь давления %
1	3-4	150	165	41	159х5,5	0,82	7	-6
	4-5	510	561	117	219х7,0	0,82	31
	5-6	340	374	219	219х7,0	0,82	64
	6-7	140	154	286	219х7,0	0,82	43
	7-8	450	495	351	219х7,0	0,82	199
	8-9	380	418	512	219х7,0	0,82	334
	9-10	310	341	642	273х9,0	0,82	141
	10-11	310	341	690	273х9,0	0,82	161
	11-12	190	209	829	273х9,0	0,82	138
							1117
	12-13	300	330	618	273х9,0	0,82	235
	13-14	300	330	356	159х5,5	0,82	673
	14-15	380	418	295	219х7,0	0,82	122
	15-2	140	154	213	273х9,0	0,82	9
	2-3	330	363	75	273х9,0	0,82	3
							1050
	12-ГРП1	80	88	1598	273х9,0	0,82	367
2	20'-21	160	176	27	60х3	0,82	451	1
	21-9	250	275	55	108х5,0	0,82	140
	9-10	310	341	642	273х9,0	0,82	141
	10-11	310	341	690	273х9,0	0,82	161
	11-12	190	209	829	273х9,0	0,82	138
							1032
	20-20'	180	198	25	108х5,0	0,82	25
	19-20	90	99	35	108х5,0	0,82	23
	18-19	210	231	102	159х5,5	0,82	49
	17-18	410	451	199	159х5,5	1,82	619
	13-17	300	330	240	159х5,5	0,82	67
	12-13	300	330	618	273х9,0	0,82	235
							1017
	12-ГРП1	80	88	1595	273х9,0	0,82	71
3	35-35'	240	264	51	133Х5,5	0,82	41	-7
	35'-36	120	132	168	133Х5,5	0,82	517
	36-37	510	561	341	273х9,0	0,82	74
	37-38	250	275	508	273х9,0	0,82	74
	38-24	200	220	702	273х9,0	0,82	107
	24-25	250	275	952	325x5,0	0,82	83
	25-26	250	275	1016	325x5,0	0,82	93
	26-28	550	605	1760	530x7,0	0,82	197
							1186
	35-34	190	209	52	76х3	0,82	488
	34-32'	180	198	121	108х5,0	0,82	421
	32'-32	180	198	315	273х9,0	0,82	23
	32-31	170	187	396	273х9,0	0,82	32
	31-30	170	187	866	273х9,0	0,82	134
	30-29	180	198	991	273х9,0	0,82	182
	29-28	100	110	1088	273х9,0	0,82	120
							1280
	28-ГРП2	80	88	3080	325х6,0	0,82	242
4	43-42	190	209	34	133Х5,5	0,82	16	5
	42-41	380	418	123	133Х5,5	0,82	315
	41-40	370	407	195	219х7,0	0,82	57
	40-27	450	495	340	219х7,0	0,82	188
	27-26	240	264	468	219х7,0	1,82	353
	26-28	550	605	1760	530x7,0	0,82	197
							1125
	43-44	360	396	69	159х5,5	0,82	41
	44-45	320	352	198	159х5,5	0,82	245
	45-31	270	297	308	159х5,5	0,82	463
	31-30	170	187	866	273х9,0	0,82	134
	30-29	180	198	991	273х9,0	0,82	182
	29-28	100	110	1088	273х9,0	0,82	120
							1185
	28-ГРП2	80	88	3080	325х6,0	0,82	242
5	20-20'	180	198	25	108х5,0	0,82	25	-3
	19-20	90	99	35	108х5,0	0,82	23
	19-33	90	99	71	108х5,0	0,82	80
	33-32'	180	198	122	273х9,0	0,82	4
	34-32'	180	198	121	108х5,0	0,82	421
	35-34	190	209	52	76х3	0,82	488
							1041
	20'-21	160	176	27	60х3	0,82	451
	21-36	270	297	19	159х5,5	0,82	3
	35'-36	120	132	168	133Х5,5	0,82	517
	35-35'	240	264	51	133Х5,5	0,82	41
							1012
	28-ГРП2	80	88	3080	325х6,0	0,82	242
6	21-9	250	275	55	108х5,0	0,82	140	4
	9-10	310	341	642	273х9,0	0,82	141
	10-11	310	341	690	273х9,0	0,82	161
	11-12	190	209	829	273х9,0	0,82	138
	12-13	300	330	618	273х9,0	0,82	127
	13-17	300	330	240	219х7,0	0,82	67
	17-18	410	451	199	219х7,0	0,82	317
	18-19	210	231	102	219х7,0	0,82	49
							1140
	21-36	270	297	19	159х5,5	0,82	3
	36-37	510	561	341	273х9,0	0,82	74
	37-38	250	275	508	273х9,0	0,82	74
	38-24	200	220	702	273х9,0	0,82	107
	24-25	250	275	952	325x5,0	0,82	83
	25-26	250	275	1016	325x5,0	0,82	93
	26-28	550	605	1760	530x7,0	0,82	197
	28-29	100	110	1088	273х9,0	0,82	120
	29-30	180	198	991	273х9,0	0,82	182
	30-31	170	187	866	273х9,0	0,82	134
	31-32	170	187	396	273х9,0	0,82	32
	32-32'	180	198	315	273х9,0	0,82	23
	32'-33	180	198	122	159х5,5	0,82	57
	33-19	90	99	71	159х5,5	0,82	11
							1191

 

 

В последнюю очередь подбираем диаметры участков тупиковых ответвлений. Результаты расчета тупиков представлены в таблице 11.

Таблица 11.

 

Гидравлический расчет тупиковых  ответвлений СНД.

Характеристика  участка						Располагаемый напор, Па
номер	факт. Длина lj, м	Расчетная длина 1,1lj, м	расход газа, м3/ч	dнxδ	dв, см		Плотность газа при ну, кг/м3	Число Рейнольдса Re	На участке, ∆pj, Па	На участке общие, ∆pj, Па
1-2'	320	352	31	89х3,5	8,2	1200	0,82	10779	155	287
2'-2	180	198	115	133х5,5	12,2		0,82	26582	132
16-15	320	352	28	76x3,0	7	1200	0,82	11175	268	268
22-38	200	220	26	89х3,5	8,2	1200	0,82	9078	71	71

 

 

Трассировка уличных распределительных  газопроводов

системы среднего давления.

 

Газопроводы среднего давления  являются верхним иерархическим уровнем  системы газоснабжения района города, так как от их работоспособности  зависит бесперебойность газоснабжения  всех потребителей. По этой причине  система среднего давления (ССД) спроектирована  по кольцевой схеме, а головной участок, соединяющий источник газоснабжения (ГРС) с кольцевой частью системы, имеет дублирующий газопровод. Газ от ГРС по трубопроводам ССД непосредственно подается промышленным и коммунально-бытовым предприятиям в соответствии с принятыми ранее решениями, а также в сетевые ГРП. В силу ограниченного количества потребителей в курсовом проекте используется ССД, состоящая из  одного кольца, проходящего по ближайшим к этим потребителям улицам.

 Для прокладки газопроводов ССД использованы уличные проезды, которые уже использованы для прокладки газопроводов СНД, также избегая прокладки за пределами застройки района. Подключение сосредоточенных потребителей к кольцевому газопроводу осуществляется с помощью тупиковых ответвлений, длина которых для повышения надежности газоснабжения должна быть минимальной.

В целях управления газовыми потоками в системе необходимо предусмотреть  установку отключающих устройств: в узлах разветвления газопроводов, на тупиковых ответвлениях для отключения отдельных потребителей, через каждые 300…400 м в кольцевой части системы для отключения отдельных ее участков (секционирующие запорные устройства).

Принятые в настоящем разделе  решения оформляются графически на генплане района в виде схемы  трассировки газопроводов, которая  прикладывается к пояснительной  записке.

 

 

 

Гидравлический расчет распределительных  газопроводов ССД.

 

Гидравлический расчет ССД производится по методике [2, гл.6] с использованием номограмм [6] для определения потерь давления в газопроводах среднего (высокого) давления. В целях упрощения расчетов проверка работоспособности системы в аварийных режимах не производится.

Для проведения расчета на основе выполненной трассировки ССД  составляется расчетная схема, на которой  изображается контур уличных газопроводов, ГРС, потребители газа среднего давления с указанием их расчетных расходов и требуемых давлений, границы (номера) гидравлических участков, которыми являются узловые точки системы. Для каждого участка указывается его фактическая длина в километрах (с округлением до сотых долей).

Затем рассчитывается распределение  потоков (расходов) в системе при  нормальном гидравлическом режиме, когда  все участки находятся в работоспособном  состоянии. Точка схода газовых  потоков в кольце намечается в  узле ответвления к диктующему потребителю  системы. В качестве диктующего принимается потребитель наиболее удаленный от ГРС и имеющий наибольшее требуемое давление – ПП№2. Расчетный расход диктующего потребителя распределяется между двумя участками кольца, примыкающими к узлу подключения ответвления к этому потребителю. Расход диктующего потребителя распределен между этими участками поровну. Расчетные расходы газа на остальных участках кольца ССД определяются по правилу сложения узловых расходов и их значения указываются на расчетной схеме.

Гидравлический расчет ССД производится по перепаду квадратов давления. В  качестве начального давления газа принимается абсолютное давление на выходе из источника (ГРС). В качестве конечного давления принято абсолютное давление, требуемое для нормальной работы диктующего потребителя, увеличенное на 5%. Резерв давления необходим для увеличения пропускной способности системы при аварийных гидравлических режимах.

При назначении диаметров трубопроводов  для повышения надежности ССД  целесообразно принимать постоянный диаметр кольца. Подбор такого диаметра осуществляется по номограмме  исходя из расчетного расхода газа в кольце и характеристики кольца , которые определяются по формуле

,

 

где 0,59 –  коэффициент расчетного расхода; - коэффициенты обеспеченности потребителей газовым топливом, принят ; - расчетные расходы газа потребителей, в м³/ч, с корректировкой при отличии заданной плотности газа от плотности газа, для которого составлена номограмма; - протяженность наиболее длинного полукольца в км (коэффициент 1,1 учитывает местные сопротивления).

После назначения диаметров всех участков кольца производится расчет давлений газа в узловых точках при пропуске расчетных расходов (с поправкой  на отличие плотности газа). Соблюдается  последовательность расчета от ГРС  по ходу движения газа сначала в  одном полукольце, затем во втором. Абсолютное давление газа в конце  рассматриваемого -го участка вычисляется по формуле:

,

где - соответственно, абсолютное давление газа в начале и в конце участка; -протяженность участка в км (1,1 – коэффициент, учитывающий потери в местных сопротивлениях); - характеристика участка (принимается по номограмме в зависимости от выбранного диаметра и расчетного расхода).

Результаты расчета оформляются  в форме таблицы 12.

 

Гидравлический расчет газопроводов ССД

Таблица 12.

Характеристика  участка					Давление в  начале участка (абс.), Pрj, кПа	Плотность газа при  ну, кг/м3	Расчетная разница  квадратов давлений pн2-рк2, МПа2	Давление в  конце участка (абс.), Pкj, МПа
номер	факт. Длина lj, м	Расчетная длина 1,1lj, м	Расчетный асход газа Lj, м3/ч	dнxδ, мм
ГРС-1	0,04	0,04	11440	219x7,0	0,5	0,82	0,00298	0,4970
2-3	0,08	0,09	7870	159х5,5	0,4970	0,82	0,00285	0,4941
3-4	0,04	0,04	7792	159х5,5	0,4941	0,82	0,00140	0,4927
4-5	0,03	0,03	7659	133х5,5	0,4927	0,82	0,00101	0,4917
5-6	0,05	0,06	5559	133х5,5	0,4917	0,82	0,00090	0,4908
6-7	1,5	1,65	3925	133х5,6	0,4908	0,82	0,01365	0,4767
7-8	1,6	1,76	985	159х5,5	0,4908	0,82	0,00494	0,4857
								0,01
11-2	0,02	0,02	3570	219x7,0	0,4970	0,82	0,00017	0,4968
10-11	0,08	0,08	3479	219x7,0	0,4968	0,82	0,00055	0,4963
9-10	0,07	0,08	3401	159х5,5	0,4963	0,82	0,00247	0,4938
8-9	0,07	0,08	1001	76х3	0,4963	0,82	0,01050	0,4856
								0,0114
							∆, %	-1,13
3 -ХЗ1	0,04	0,04	78	57x3,0	0,4941	0,82	0,00022	0,4939
4-Баня	0,04	0,04	133	57x3,0	0,4927	0,82	0,00060	0,4921
6-ГРП1	0,06	0,07	1634	108х5,0	0,4908	0,82	0,00412	0,4866
11-Прач	0,04	0,04	91	57x3,0	0,4963	0,82	0,00029	0,4960
9-ПП1	0,06	0,07	2100	159х5,5	0,4856	0,82	0,00080	0,4848
8-ПП2	0,06	0,07	2000	159х5,5	0,4857	0,82	0,00073	0,4850
10-ХЗ2	0,04	0,04	78	57x3,0	0,4938	0,82	0,00022	0,4936
7-ГРП2	0,06	0,07	2941	108х5,0	0,4767	0,82	0,01316	0,4627
5-ПП3	0,06	0,07	2400	159х5,5	0,4917	0,82	0,00104	0,4906

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По завершении расчета давлений во всех узловых точках кольца проверяется  увязка потерь давления в полукольцах (от точки разветвления до точки  схода менее 10%).

Точка схода – 7:

(0,01-0,0114)/0,0114*100%=1,13% < 10%.

Подбор оборудования сетевых ГРП.

 

Основное  оборудование: газовый фильтр, предохранительный  запорный клапан, запорная арматура, приборы  КИПа.

        11        12            7                            7                           7            11        12 

     6

 

                                                                                    

        9                         10

13          8

ДМ

                                                                        13                      13

      

                                     1                          2          3          4     1        5

 

1. Задвижка  для отключения основного технологического оборудования.
2. Газовый фильтр с дифференциальным манометром.
3. Предохранительный запорный клапан.
4. Регулятор давления газа с командным прибором пилотом.
5. Диффузор.
6. Предохранительный сбросной клапан.
7. Сбросные (продувочные) свечи.
8. Байпас.
9. Запорный орган (задвижка на байпас).
10. Регулировочный кран на байпасе.
11. Показывающие манометры.
12. Записывающие манометры.

 

Необходимая для выбора основного  оборудования исходная информация о  давлениях газа и диаметрах газопроводов на входе и выходе  сетевых  ГРП  принимается по результатам  гидравлических расчетов ССД и СНД. К основному оборудованию относятся: газовые фильтры, предохранительные  запорные и сбросные клапаны (ПЗК  и ПСК), регуляторы давления.

Газовые фильтры, ПЗК и ПСК подбираются по справочным данным [2] по пропускной способности и диаметру условного прохода с учетом рабочего давления. Приняты газовые фильтры волосяные сварные марки 3895-00 с давлением до 6 кгс/см². ПЗК принят марки ПКН-50. ПСК принят марки ПСК-50.

Пригодность предварительно выбранных ранее регуляторов давления (как правило марки РДУК–2) проверяем сопоставлением их пропускной способности в рабочих условиях с расчетным часовым расходом газа, проходящим через ГРП. Согласно требованиям [3] регулятор считается выбранным правильно, если его пропускная способность на 15…20% больше максимального расчетного расхода газа. Пропускная способность регулятора давления в зависимости от условий его эксплуатации может быть рассчитана по полуэмпирической формуле. Для регуляторов марки РДУК-2 необходимая формула приведена в [3]. Потери давления до регулятора в газопроводе, задвижке, ПЗК и фильтре приняты равными 7 кПа.