Производим подбор диаметров для всех участков.

Потери на местные сопротивле­ния принимаем равными 10 % линейных, тогда допустимые потери давления на трение со­ставят:

Поскольку пути движения газа до концевых точек и точек встречи потоков весьма различны, поэтому принимаем разные удельные потери давления ΔPт/L_уч для разных направлений.

Рассмотрим основные направления:

1)9-5-4-8;  150+300+150 =600 м;

2) 9-13-12-8, ∑ L_уч = 600 м;

3) 9-5-6-10, ∑ L_уч =600 м;

4) 9-13-14-10, ∑ L_уч =600 м;

5) 9-5-4-3, ∑ L_уч =650 м.

6) 9-5-6-7, ∑ L_уч =960 м.

Сравнение удельных потерь давления показывает их различие (например: 1,4/0,948=1,476). Учитывая изложенное, производим корректировку ΔР_т/L_уч. Сперва подбираем диаметры основных участков. Для оставшихся участков корректируем ΔР_т/L_уч  и подбираем диаметры. Целесообразно, по ходу расчета, оценивать возможные невязки в кольцах и учи­тывать их при назначении диаметров. Следует отметить, что чем точнее будет осуществлен предварительный подбор диаметров кольцевой сети, тем меньше труда будет затрачено на увязку сети и дальнейшие расчеты. Диаметры подбираем так, чтобы выполнить второй закон Кирхгофа, т.е. чтобы на предварительном этапе расчета потери давления по правой и левой ветви каждого кольца были приблизительно равны.

На основании полученных расчетных расходов и изложенных подсчетов возможных удельных потерь давления были подобраны диаметры для всех участков кольцевой сети. Результаты расчетов приведены в табл.7. При гидравлическом расчете использовались но­мограммы на рис.6.

 

После предварительного распределения расходов определяем ошибки в кольцах, характеризующие степень невыполнения второго закона Кирхгофа.

        

     

В результате расчета ошибка в кольцах не превысила 10%, (т. е. максимальную по СНиПу), поэтому дальнейшую увязку можно не производить.

                                                                                                                                      Таблица 7.

 

Гидравлический расчет кольцевой сети.

 

№ кольца	участки				предварительное распределение расходов
	№	№ сосед кольца	L, м	dнхs, мм	dQp, м3/ч	dP/L=	dP, Па	dP/dQp
1	13_12	2	300	219	-498,88125	-0,75	-225	0,451009
	12_16	---------	400	140	-210,6	-1,4	-560	2,659069
	16_17	---------	300	140	-66,825	-0,15	-45	0,673401
	13_14	3	300	219	565,59375	0,95	285	0,503895
	14_18	---------	400	140	210,6	1,4	560	2,659069
	18_17	--------	300	140	66,825	0,15	45	0,673401
							60	7,619844
2	9_5	3	150	219	-754,5375	-1,5	-225	0,298196
	5_4	---------	300	133	-148,55625	-0,95	-285	1,918465
	4_8	---------	150	76	-36,90401786	-1,2	-180	4,877518
	9_13	3	150	273	1294,5375	1,55	232,5	0,179601
	13_12	1	300	219	498,88125	0,8	240	0,481076
	12_8	---------	150	76	36,90401786	1,2	180	4,877518
							-37,5	12,63237
3	9_5	2	150	219	754,5375	1,5	225	0,298196
	5_6	---------	300	159	355,33125	1,3	390	1,097567
	6_10	---------	150	76	40,978125	1,4	210	5,124685
	9_13	2	150	273	-1294,5375	-1,6	-240	0,185394
	13_14	1	300	219	-565,59375	-1	-300	0,530416
	14_10	---------	150	76	-40,978125	-1,4	-210	5,124685
							75	12,36094

 

ВТОРОЙ ЭТАП РАСЧЕТА СЕТИ.

2.2.1.Несмотря на то, что при предварительном распределении потоков учитывались глав­ные направления и были выделены два главных кольца, взаимозаменяемости в кольцевой сети осуществить не удалось.

Действительно, нет ни одного кольца, диаметры которого мало отличались бы друг от друга. Поэтому эти кольца нельзя рассматривать как резервированные элементы. Дейст­вительно, если, например, отключить участок 8-5, то вся система будет находиться в ава­рийном режиме, и у многих потребителей давление газа значительно упадет и они, практи­чески, останутся без газа. Для повышения надежности скорректируем диаметры выбранных основных колец III и I. За принцип корректировки примем примерное сохранение постоян­ной материальной характеристики кольца. Это естественно, так как речь идет лишь о изме­нении структуры кольца по диаметрам, без изменения ее геометрии и нагрузки. Учитывая то, что кольцо, рассчитанное по среднему гидравлическому уклону с уменьшающимися диаметрами по мере уменьшения нагрузки, характеризуется меньшей величиной материаль­ной характеристики М, чем кольцо с постоянным диаметром, при определении диаметра кольца материальную характеристику кольца несколько увеличиваем. Проведем усреднение диаметров колец.

Кольцо III.

∑L₃=1200 м

Такого диаметра по используемому в проекте сортаменту нет. Поэтому кольцо конструиру­ем из двух ближних диаметров по сортаменту: 219x6 и 159x4. Участки 9-5,  9-13, как основные, примыкающие к точке питания кольца 9, оставим диаметром 219x6. Участок 13-14 и 5-6

 также оставим диаметром 219x6, так как они транспортируют газ в ответвления. Участки 6-10 и 14-10 примем диаметром 159x4. Тогда

 

Материальная характеристика превышает М, полученную в результате расчета в первом эта­пе на 16,5%. Дополнительная стоимость повысит надежность газоснабжения. Соответственно средний диаметр кольца III будет равен dcp=204мм.

Кольцо I.

d_ср=321700/2000=163,7 мм.

Проектируем также кольцо из ближних двух диаметров: участки 13-12 и 13-14 диа­метром 219x6, эти диаметры изменять нельзя, так как они были приняты в кольце высшего ранга - III; участок 13-12 сохраняем диаметром 219x6, так как этот участок транспортирует газ в зону кольца II; участки 12-16, 16-17, 14-18 и 18-17 принимаем диаметром 159x4. Материальная ха­рактеристика равна M—354000. Она превышает принятую ранее на 8,12 %. Соответствую­щий средний диаметр будет dcp~177 мм. Оставляем принятые диаметры.

Кольцо II.

d_ср= 221200/1200=168,5 мм.

Проектируем также кольцо из ближних двух диаметров: участки 9-5 и 9-13 диа­метром 219x6, эти диаметры изменять нельзя, так как они были приняты в кольце высшего ранга - III; участки 5-4 и 13-12 также принимаем диаметром 219х6 мм. Участки 4-8 и 12-8 принимаем диаметром 159x4 мм.М=244800, она превышает выбранную ранее на 21%.

Соответствую­щий средний диаметр будет dcp~204 мм. Оставляем принятые диаметры.

В результате расчета ошибка в кольцах  превысила 10%, (т. е. максимальную по СНиПу), поэтому производим гидравлическую увязку колец.

 

 

Гидравлическая увязка колец.

Производим гидравлическую увязку колец. Сначала рассчитаем первые поправоч­ные круговые расходы ΔQ́_k для всех колец, по формуле:

 

 

Рассчитаем по формуле  поправки ΔQ"_k, учитывающие ошибки в соседних кольцах, и полные круговые расходы ΔQ_k,

где

Δp_ij/Q_ij – относительная потеря давления на общих с соседними кольцами участках

ΔQ́_j – первая поправка соседнего кольца

Вводим поправочные расходы во все кольца, определяем новые расчетные расходы для всех участков и новые значения потерь давления. Все расчеты сводим в табл. 9. Прове­денные расчеты показывают высокую точность увязки колец.      

Процент ошибки составил:

δ₁=6,17%; δ₂=7,82%; δ₃=-5,44%;   

Вводим поправочные расходы и производим перерасчет. В результате одной итера­ции все кольца были увязаны с ошибкой менее 10%. Таким образом, задача потокораспреде­ления при новых диаметрах колец решена.

Проверим полноту использования расчетного перепада давления в сети. Направления: 9-5-4-8, ΔР=580,8 Па; 9-13-12-8, ΔР=660 Па; 9-5-6-10, ΔР=678 Па; 9-13-12-16-17, ΔР=981,5 Па; 9-13-14-18-17, ΔР=989,3 Па.

В итоге второго этапа расчета можно отметить, что, используя методику ранжировки колец, по значимости и усредняя их диаметры, можно существенно улучшить структуру кольцевой сети и повысить надежность газоснабжения. Но для повышения надежности необходимы дополнительные металловложения. В изложенном примере материальная характеристика разработанного варианта превышает на 15 % материальную характеристику сети, получен­ную в первом этапе расчета, структура сети которого характеризовалась меньшей надежно­стью. Однако, теория и практика показывают, что расходы на повышение надежности всегда окупаются за счет снижения ущерба от ненадежности систем. Поэтому следует рекомендо­вать для использования второй, более надежный вариант.

2.3. РАСЧЕТ ТУПИКОВЫХ ОТВЕТВЛЕНИЙ.

 

При расчете тупиковых ответвлений стремимся использовать весь расчетный перепад давления. Все расчеты сводим в табл. 9 . Расчетные расходы берем из табл. 6 . Располагае­мые перепады, на которые подбираем диаметры, рассчитываем по данным последней графы табл. 8 . Располагаемый перепад для участка 4-3 определяем, исходя из потерь давления по направлению 9-5-4, которые равны: 445,5+85,8=531,3. Располагае­мый перепад для участка 4-3 равен: 1000-531,3=468,7 Па. Диаметры газопроводов принимаем не менее 50 мм.

Проверяем степень использования расчетного перепада в сети по основным направлениям. Определяем потери давления по направлениям: 9-5-4-3, ΔР=927,3 Па; 9-5-1, ΔР=940,5 Па ; 9-5-6-2, ΔР=853,6 Па; 9-5-6-7, ΔР= 813,12 Па; 9-13-12-11, ΔР= 737Па; 9-13-14-15, ΔР=898,2 Па ;

 

Таблица 9.

Гидравлический расчет тупиковых газопроводов.

 

№ участка	Lотв	Qр	Распологаемые		D	dP/L	dP	1,1*dP
			dP	dP/L
4_3	200	24,0428571	468,7	2,3435	60	1,8	360	396
5_1	250	46,40625	554,5	2,218	76	1,8	450	495
6_2	250	46,40625	366,4	1,4656	89	0,8	200	220
6_7	510	47,8125	321,85	0,631078431	108	0,32	163,2	179,52
12_11	200	24,0428571	373	1,865	76	0,5	100	110
14_15	510	47,8125	280,6	0,550196078	108	0,32	163,2	179,52

                                                                                    

Таблица 8.

Гидравлическая увязка кольцевой сети (второй этап расчета).

 

№ кольца	участки				предварительное распределение расходов				поправочные расходы dQ	первая итерация
	№	№ сосед кольца	L, м	dнхs, мм	dQp, м3/ч	dP/L=	dP, Па	dP/dQp		dQуч, м3/ч	Qp, м3/ч	dP/L=	dP, Па	1,1*dP
1	13_12	2	300	219	-498,88125	-0,76	-228	0,457023	-10,389869	136,870343	-362,0109	-0,4	-120	132
	12_16	---------	400	159	-210,6	-0,8	-320	1,519468		-10,389869	-220,9899	-0,8	-320	352
	16_17	---------	300	159	-66,825	-0,05	-15	0,224467		-10,389869	-77,21487	-0,05	-15	16,5
	13_14	3	300	219	565,59375	0,95	285	0,503895		-90,12434024	475,46941	0,7	210	231
	14_18	---------	400	159	210,6	0,75	300	1,424501		-10,389869	200,21013	0,67	268	294,8
	18_17	--------	300	159	66,825	0,03	9	0,13468		-10,389869	56,435131	0,02	6	6,6
							31	4,264034					29
2	9_5	3	150	219	-754,5375	-1,505	-225,75	0,29919	-147,260212	-226,9946832	-981,5322	-2,7	-405	445,5
	5_4	---------	300	219	-148,55625	-0,2	-60	0,403887		-147,260212	-295,8165	-0,26	-78	85,8
	4_8	---------	150	159	-36,90401786	-0,02	-3	0,081292		-147,260212	-184,1642	-0,6	-90	99
	9_13	3	150	219	1294,5375	4	600	0,463486		-226,9946832	1067,5428	3	450	495
	13_12	1	300	219	498,88125	0,795	238,5	0,47807		-136,870343	362,01091	0,4	120	132
	12_8	---------	150	159	36,90401786	0,04	6	0,162584		-147,260212	-110,3562	-0,2	-30	33
							555,75	1,247855					-33
3	9_5	2	150	219	754,5375	1,48	222	0,29422	79,73447125	226,9946832	981,53218	2,7	405	445,5
	5_6	---------	300	219	355,33125	0,4	120	0,337713		79,73447125	435,06572	0,57	171	188,1
	6_10	---------	150	159	40,978125	0,03	4,5	0,109815		79,73447125	120,7126	0,27	40,5	44,55
	9_13	2	150	219	-1294,5375	-4	-600	0,463486		226,9946832	-1067,543	-3	-450	495
	13_14	1	300	219	-565,59375	-1,2	-360	0,636499		90,12434024	-475,4694	-0,68	-204	224,4
	14_10	---------	150	159	-40,978125	-0,04	-6	0,14642		79,73447125	38,756346	0,02	3	3,3
							-619,5	1,988153					-34,5

 

---

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 351; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!