РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

 

Рассчитаем надежность кольцевой газовой сети среднего города с численностью на­селения в 80 тыс. чел. и годовым потреблением газа 70 млн. м³. Бытовое, коммуналь­но-бытовое потребление газа и расход на отопление зданий составляют 43300 м³/ч. Про­мышленность потребляет 12000 м³/ч. Суммарный расход газа городом 55300 м³/ч. Схема сети высокого давления показана на рис. 5. Главные магистрали сети закольцованы. Сеть состоит из двух колец и ответвлений. Закольцовка основных потребителей обеспечивает их резервирование и повышает надежность газоснабжения.

 

рис. 5. Схема газоснабжения города.

 

Газоснабжение жилых микрорайонов (МР) осуществляется через ГРС и сети низкого давления. Сети низкого давления кольцевые. Каждый микрорайон имеет несколько точек питания, которые по низкой ступени давления объединены газопроводом таких диаметров, при которых возможно резервирование ГРП. К сетям высокого давления присоединены сетевые ГРП, районные котельные (РК), крупные коммунальные и промышленные предприятия (ПП). Сеть секционирована задвижками.

Расходы газа раз­личными потребителями приведены в табл. 10                                                                  

 

 

Таблица 10.

Расходы газа потребителями.

 

	Рк-1	Рк-2	Рк-3	Рк-4	Пп-1	Пп-2	Пп-3
Q	7000	4000	3000	1300	3000	2000	7000
Позиция	8	30	27	13	1	34	38

	Мр-1			Мр-2			Мр-3		Мр-4
Q	1000	1000	8000	2300	1000	1000	1500	2500	8000	1700
Позиция	10	11	7	29	24	26	28	31	5	9

Проведем расчет надежности городской газовой сети, показанной на рис.5. В расчетах при­мем следующие численные значения расчетных параметров:

 1/(1*год) t=10лет

 

 1/(1*год)  

проставлены длины участков; рассчитан параметр потока отказа для каждого участка ω_i=0,0025*L_i. При расчете величин ω_i/∑ω_i сумма взята для всех 75 аварийных ситуаций, возникающих при отказах как участков, так и задвижек. Недоподача газа отключаемым в j-той аварийной ситуации потребителям определялась по схеме (см. рис. 5). Для каждого отказа участка по схеме устанавливалось число задвижек, которые необходимо перекрыть при ремонте отказавшего участка. Этим определялись отключенные от сети газопроводы и все присоединенные к ним потребители.

 

                                                            Таблица 11.

 

Результаты расчетов при всех аварий­ных ситуациях, связанных с отказами участков газопроводов.

 

Номера отказавших элементов при j-й аварийной ситуации	Длина участка l, км	ωi1/год	ωi/Σωi	Неподанный газ отключенным потребителям ∆Qj, м3/ч	∆Qj/Qo	∆Qjωi/QoΣωi
1	0,5	0,00125	0,014368	3000	0,05425	0,000779448
2	1	0,0025	0,028736	3000	0,05425	0,001558895
3	0,5	0,00125	0,014368	0	0	0
4	0,4	0,001	0,011494	1000	0,018083	0,000207853
5	0,3	0,00075	0,008621	8000	0,144665	0,001247116
6	0,7	0,00175	0,020115	8000	0,144665	0,002909937
7	0,9	0,00225	0,025862	8000	0,144665	0,003741348
8	0,8	0,002	0,022989	8000	0,144665	0,003325643
9	0,5	0,00125	0,014368	8000	0,144665	0,002078527
10	0,6	0,0015	0,017241	8000	0,144665	0,002494232
11	0,7	0,00175	0,020115	3000	0,05425	0,001091227
12	0,4	0,001	0,011494	3000	0,05425	0,000623558
13	0,8	0,002	0,022989	3000	0,05425	0,001247116
14	0,9	0,00225	0,025862	3000	0,05425	0,001403006
15	0,9	0,00225	0,025862	0	0	0
16	0,6	0,0015	0,017241	9000	0,162749	0,002806011
17	0,4	0,001	0,011494	9000	0,162749	0,001870674
18	0,5	0,00125	0,014368	0	0	0
19	0,6	0,0015	0,017241	0	0	0
20	0,8	0,002	0,022989	1000	0,018083	0,000415705
21	0,7	0,00175	0,020115	1000	0,018083	0,000363742
22	0,9	0,00225	0,025862	1000	0,018083	0,000467669
23	0,8	0,002	0,022989	0	0	0
24	0,3	0,00075	0,008621	4500	0,081374	0,000701503
25	0,5	0,00125	0,014368	0	0	0
26	0,8	0,002	0,022989	4500	0,081374	0,001870674
27	0,7	0,00175	0,020115	0	0	0
28	0,6	0,0015	0,017241	0	0	0
29	0,5	0,00125	0,014368	5000	0,090416	0,001299079
30	0,4	0,001	0,011494	5000	0,090416	0,001039263
31	0,7	0,00175	0,020115	2500	0,045208	0,000909355
32	0,9	0,00225	0,025862	5000	0,090416	0,002338343
33	0,3	0,00075	0,008621	4500	0,081374	0,000701503
34	0,5	0,00125	0,014368	2500	0,045208	0,00064954
35	0,6	0,0015	0,017241	2500	0,045208	0,000779448
36	0,8	0,002	0,022989	7000	0,126582	0,002909937
37	0,4	0,001	0,011494	2300	0,041591	0,000478061
38	0,6	0,0015	0,017241	7000	0,126582	0,002182453
39	0,5	0,00125	0,014368	2300	0,041591	0,000597576
40	0,7	0,00175	0,020115	2300	0,041591	0,000836607
41	0,3	0,00075	0,008621	2000	0,036166	0,000311779
42	0,8	0,002	0,022989	5700	0,103074	0,00236952
43	0,5	0,00125	0,014368	5700	0,103074	0,00148095
44	0,6	0,0015	0,017241	2000	0,036166	0,000623558
Сумма		0,068		Сумма		0,050710856

Результаты расчетов, связанных с отказами задвижек, приведены в табл. 12. Так как параметр потока отказов для всех задвижек принят одинаковый  1/(км*год), то нет необходи­мости вводить величину ω_з в таблицу. Сумма параметров потока отказов для всех задвижек составит   

Общая сумма будет  (сумма для ω участков взята из табл. 11). На эту сумму и надо делить величину и для каждой ава­рийной ситуации. Для всех аварийных ситуаций, связанных с отказами задвижек, это отно­шение будет одинаковым и равным . Недоподачу газа в аварийных ситуациях при отказах задвижек определяем по схеме аналогично тому, как это делалось при отказах участков.

Определим показатель надежности по данным табл. 11 и 12. Суммирующий член в уравне­нии для rchc, напишем раздельно для аварийных ситуаций, связанных с отказами участков газопроводов, и для аварийных ситуаций, возникающих в результате отказов задвижек. Пер­вая часть суммы дана итогом в последней графе табл. 12, а вторая определяется произведе­нием общей суммы отношений ΔQ_j/Q₀. По табл. 12 на постоянное значение отношения ω_з к ∑ω_i. Таким образом, уравнение для определения показателя надежности запишем следующим образом:

 

 

Подставив в уравнение численные значения параметров, получим:

 

Т.к. рассчитанная величина оказалась больше 0,95 - расчет считаем законченным.

 

Таблица 12.

Результаты расчетов, связанных с отказами задвижек.

 

 

Номера отказавших элементов при j-й аварийной ситуации	Неподанный газ отключенным потребителям ∆Qj, м3/ч	∆Qj/Qo	Номера отказавших элементов при j-й аварийной ситуации	Неподанный газ отключенным потребителям ∆Qj, м3/ч	∆Qj/Qo
1	3000	0,054	20	4500	0,081
2	1000	0,018	21	1000	0,018
3	9000	0,163	22	1000	0,018
4	16000	0,289	23	5000	0,090
5	8000	0,145	24	1000	0,018
6	3000	0,054	25	2500	0,045
7	8000	0,145	26	5000	0,090
8	9000	0,163	27	4500	0,081
9	3000	0,054	28	4500	0,081
10	9000	0,163	29	2300	0,042
11	9000	0,163	30	5000	0,090
12	17000	0,307	31	2500	0,045
13	3000	0,054	32	7000	0,127
14	9000	0,163	33	4500	0,081
15	8000	0,145	34	2000	0,036
16	0	0,000	35	2000	0,036
17	3000	0,054	36	4300	0,078
18	4500	0,081	37	9300	0,168
19	0	0,000	38	7000	0,127
Сумма		2,215	Сумма		1,354

 

                                                                 .

 

 

 

 

Рис. 6. Номограмма для определения потерь давления природного газа в газопроводах среднего и низкого давления (до 1,2МПа)

 

Приложение 1. Варианты заданий расчета газопроводов среднего давления

 

	Расходы, м3/ч				Длина участка кольца 1, м					Ответвления, м
№	1	3	5	8	1-2	2-3	5-6	10-11	12-13	3	4	5	6
1	1800	800	1500	4000	2000	800	700	600	500	300	200	400	300
2	1900	900	1400	3500	2000	700	700	600	500	300	200	400	300
3	2000	1000	1300	3500	2000	800	700	600	500	300	200	400	300
4	2100	1100	1200	3500	2000	600	700	700	500	300	200	400	300
5	2200	1200	1100	3500	2000	800	700	700	500	300	200	400	400
6	2300	1300	1000	4000	1500	700	800	700	600	300	200	400	400
7	2400	1400	1100	3500	1500	800	800	600	600	300	200	500	400
8	2500	1500	1200	4000	1500	600	800	600	600	300	400	500	400
9	2600	1400	1300	3500	1500	800	800	700	600	300	400	500	500
10	2700	1300	1400	3600	1500	700	800	700	600	400	400	500	500
11	2800	1200	1500	3600	1500	800	800	700	600	400	400	500	500
12	2900	1100	1600	3600	2000	600	700	700	600	400	400	500	500
13	3000	1000	1500	4000	2000	800	700	700	500	400	500	400	600
14	3100	900	1400	4000	2000	700	700	800	500	400	500	400	600
15	3200	800	1300	4000	2000	800	700	800	500	400	500	400	600
16	3300	900	1200	4000	2000	600	800	900	500	400	500	400	600
17	3400	1000	1100	3500	2000	800	800	900	500	400	400	300	600
18	3500	1100	1000	3500	1500	600	800	900	500	400	400	300	500
19	3600	1200	1100	3800	1500	800	800	700	600	400	400	300	500
20	3700	1300	1200	3800	1500	600	800	700	600	400	400	300	500

 

 

Приложение 2. Варианты заданий для расчета системы низкого давления

 

	1, м	S2, га	S3, га	Плотность, чел/га
1	500	5.2	9.2	500
2	510	6.1	8.7	500
3	520	6.0	8.8	500
4	530	5.7	9.0	550
5	540	5.9	9.2	550
6	550	6.1	9.4	500
7	560	6.3	9.6	550
8	570	6.5	8.8	560
9	580	6.6	8.0	570
10	500	6.8	8.4	580
11	500	7.0	8.6	600
12	510	5.6	9.0	500
13	520	5.8	9.2	510
14	530	5.9	9.4	520
15	540	6.2	9.6	530
16	550	6.4	9.0	540
17	560	6.6	9,2	550
18	570	7.0	9.4	560
19	580	6.2	9.6	570
20	590	6.4	8.8	580
21	500	6.6	7.6	600
22	500	7.0	8.0	500
23	5l0	5.6	8.4	520
24	520	5.8	8.6	540
25	530	6.0	9.0	560
26	540	6.2	9.2	580
27	550	6.4	9.4	600
28	560	6.6	9.6	580

 

Приложение 3

Вариант схемы газоснабжения города

 

 

Приложение 4

Варианты заданий для расчета надежности системы газоснабжения

 

 

N	Рк-1	Рк-2	Пп-1	Пп-2	Пп-3	Мр-1 з(1)	Мр-1 з(2)	Мр-1 з(3)	Рк-4	Мр-2 з(4)	Мр-3 з(5)
1	2000	7000	1000	3000	8000	1700	700	1000	1500	2000	2000
2	7000	4000	3000	2000	7000	1000	1000	8000	1300	1700	2300
3	5000	4000	5000	7000	2000	700	1200	1200	1000	2000	2500
4	2000	6000	9000	2000	2000	1000	1000	800	1500	1700	2300
5	5000	5000	8000	1000	4000	700	1600	1200	1200	2000	2500
6	4000	6000	3000	2000	7000	800	1200	1000	1500	1700	2300
7	5000	7000	7000	2000	5000	700	800	1200	1200	2000	2500
8	3000	8000	9000	2000	2000	1200	1000	700	1000	1700	2300
9	5000	6000	6000	3000	5000	1000	500	1500	1200	2000	2500
10	3000	4000	3000	2000	7000	700	1000	1000	1500	1700	2300
11	4000	6000	8000	1000	4000	700	1500	1000	1200	2000	2500
12	1500	8500	2500	3500	8000	700	1500	150	1000	1700	2300
13	3000	8000	5000	7000	2000	1000	1000	1000	1500	2000	2500
14	4000	7000	3000	2000	7000	1000	800	1500	1500	2200	2000
15	3000	7000	1000	3000	8000	700	2000	800	1300	2000	2500
16	2000	7000	3000	3000	7000	800	1000	1700	1500	2200	2000
17	6000	4000	1000	3500	7500	700	1000	1800	1300	2000	2500
18	4000	4000	1000	4000	6000	1000	1300	800	1000	2200	2000
19	3000	3000	5000	7000	2000	900	1000	1000	1300	2000	2500
20	5000	6000	3000	3000	7000	800	1000	1500	1000	2000	2000

 

 

 

Приложение 5

Схема 1

Схема 2

 

Схема 3

 

Схема 4

 

 

Схема 5

Схема 6

 

Схема 7

 

Схема 8

 

 

Библиографический список:

1. Ионин А.А. Газоснабжение: Учебник для вузов. – 4-е изд., переработанное и дополненное – М.: Стройиздат, 1989. – 439 с.

---

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 863; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!