Материал: Проектирование и эксплуатация магистральных газопроводов, Методичка

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

8) производится сравнение N е и NеР . Должно выполняться условие

N е ≤ NеР . При невыполнении этого условия следует увеличить число mН и по-

вторить	расчет начиная с пункта 2;
9)	определяется температура газа на выходе ЦН:
		k 1
	Т НАГ Т ВС k ПОЛ ,		(54)

где k – показатель адиабаты природного газа, k = 1,31.

1.5. Примеры расчета

Пример 1. Выполнить технологический расчет магистрального газопровода протяженностью L = 520 км, для перекачки газа производительностью QГ = 31 млрд м3/год. По газопроводу транспортируется газ следующего состава:

Компонент	Метан,	Этан,	Пропан,	Двуокись	Азот,
Компонент	СН4	С2Н6	С3Н8	углерода, СО2	N2
	СН4	С2Н6	С3Н8	углерода, СО2	N2

Объемная	98,4	0,07	0,01	0,4	1,1
доля, %	98,4	0,07	0,01	0,4	1,1
доля, %

Средняя температура грунта на глубине оси газопровода Т0 = 278 К, средняя температура воздуха Тв = 283 К.

Давление в конце МГ принять рК = 2 МПа.

Выбрать рабочее давление и тип ГПА; обосновать выбор диаметра газопровода; определить количество компрессорных станций и расстояние между ними. Выполнить уточненный тепловой и гидравлический расчет участков газопровода между компрессорными станциями и произвести расчет режима работы КС.

Решение:

1. Определение диаметра газопровода и числа компрессорных станций

1.1. Расчет физических свойств перекачиваемого газа

По известному составу определяем основные физические свойства газа Плотность при стандартных условиях (9)

СТ 1а1 2а2 ... n аn 0, 669 0,984 1, 264 0, 0007

1,872 0, 0001 1,842 0, 004 1,165 0, 011 0, 679 кг / м3.

Молярная масса (10)

ММ1а1 М2а2 ... Мn аn 16, 04 0,984 30, 07 0, 0007 44, 09 0, 0001

44, 01 0, 004 28, 02 0, 011 16, 293кг / моль.

Газовая постоянная (11)

R =		R	8314, 4	510,3	Дж
						.
	М		16, 293		кг К

Псевдокритическая температура и давление (12), (13):

Т ПК 155,24(0,564 СТ ) 155,24(0,564 0,679) 193,049 К;

рПК 0,1773(26,831 ρСТ ) 0,1773(26,831 0, 679) 4, 637 МПа.

Относительная плотность газа по воздуху при стандартных условиях (14)

СТ 0,679 0,563 . 1,206 1,206

1.2. Выбор рабочего давления, типа ГПА и определение диаметра газопровода

Сучетом рекомендаций по проектированию в качестве рабочего давления

вгазопроводе выбираем р = 7,5 Мпа.

Исходя из заданной годовой производительности (QГ = 31 млрд. м3/год) и выбранного рабочего давления, по таблице 1 определяем ориентировочное значение диаметра газопровода. Таким является D = 1420 мм.

Далее для экономического обоснования выбора диаметра газопровода следовало бы взять ближайший меньший и ближайший больший диаметры. Но поскольку диаметра больше 1420 мм не существует, то для сравнения принимаем ближайший меньший диаметр D = 1220 мм.

По формуле (8) определяем суточную производительность газопровода

	Q	Г	103	31 103
Q						94,37	млн м3/сут.
			К И
	365			365	0,9

Исходя из принятого рабочего давления и суточной производительности принимаем к установке четыре газотурбинных агрегата ГПА-Ц-16, оборудованных центробежными нагнетателями ГПА-Ц-16/76. Номинальная мощность ГПА – 16000 кВт, номинальная подача – 32,6 млн м3/сут., РВС = 5,14 МПа,

РНАГ = 7,45 МПа. При этом три нагнетателя работают параллельно, один резервный.

Характеристики нагнетателя и газотурбинного привода приведена в таблицах 4 и 5.

Для строительства газопровода принимаем трубы D = 1420 мм и D = 1220 мм Харцызского трубного завода, изготовленные по ТУ 14-3-1938-2000 из стали 10Г2ФБ [3, прил. Г, табл. Г. 1].

Для принятых диаметров по формулам (1.17) и (1.16) [3] определяем значения расчетного сопротивления металла труб и толщину стенки трубопроводов:

			R n m
		R1	1		,
		R1	k1		,
			k1	kH
R1220	588 0.9	343, 64 МПа,		R1420			588 0.9	359, 02 МПа,
R1220		343, 64 МПа,		R1420				359, 02 МПа,
1	1, 4 1,1			1		1,34 1,1
	1, 4 1,1					1,34 1,1

				nP р DH					,
				2(R n		P	р)		,
			1			P
1220	1,1 7,45 1220		14,2 мм, 1420								1,1 7,45 1420	15,84	мм.

	2(343,64 1,1 7,45)									2(359,02 1,1 7,45)
	2(343,64 1,1 7,45)									2(359,02 1,1 7,45)
Принимаем		трубы стандартных			размеров 1220×15 мм, 1420×16								мм
[3, прил. Б].
Внутренний диаметр трубопроводов:
D1220 1220 2 15 1190 мм;					D1420			1420 2 16 1388				мм.
ВН						ВН

1.3. Определение расстояния между компрессорными станциями и числа КС

Пользуясь данными таблицы 3 и формулами (18) и (19), определяем значения начального и конечного давлений на линейном участке между КС:

рН рНАГ ( рВЫХ рОХЛ ) 7, 45 (0,11 0, 06) 7, 28 МПа;

рК рВС рВС 5,14 0,12 5, 26 МПа.

Полагая температуру газа на входе в линейный участок равной ТН = 303 К, а в конце участка равной температуре окружающей среды Т0 = 278 К, определим ориентировочно среднюю температуру газа на линейном участке (17):

ТСР

(Т 0 Т

Н )

278 303

290,5 К.

Среднее давление в линейном участке (28):

рК2

5, 262

рСР

рН

7, 28

6,324 МПа.

рН

7, 28 5, 26

рК

Приведенные значения давления и температуры (25) и (26):

рПР

рСР

6,324

1,364 ;

рПР

4, 637

ТПР =

ТСР

290,5

1,504 .

ТПК

193, 049

Коэффициент сжимаемости газа (24)

0, 0241рПР

СР

1 1, 68Т

0, 78Т 2

0, 0107Т 3

ПР

0, 0241 1, 364

0,879.

1 1, 68 1, 504 0, 78(1,504)2 0, 0107(1,504)3

Коэффициент динамической вязкости (40)

5,1 10 6[1 ρ

(1,1 0, 25ρ

)] [0, 037 Т

(1 0,104Т

)] [1

рПР2

]

ПР

СТ

30(ТПР 1)

5,1 10 6 [1 0,679(1,1 0,25 0,679)] [0,037 1,504(1 0,104 1,504)] [1

1,3642

]

30(1,504

12,198 10 6 Па·с.

Для определения режима течения в трубах найдем числа Рейнольдса,

воспользовавшись формулой (22):

17,75

94,37 0,563

64968840 ;

1220

ВН

1,19 12,198 10 6

Re1420 17,75

94,37 0,563

55700951.

10 6

1,388 12,198

Приняв эквивалентную шероховатость для новых труб без внутреннего антикоррозионного покрытия k = 0,03 мм, по формуле (21) найдем коэффициент гидравлического сопротивления трению:

		158		2k	0,2		158	2 3 10	5	0,2
		158		2k			158	2 3 10
ТР1220	0,067					0,067					0,00935 ;
ТР1220	0,067					0,067					0,00935 ;
			Re	DВН			64968840	1,19

		158	2 3 10	5	0,2
		158	2 3 10
ТР1420	0,067					0,00909 .
ТР1420	0,067	55700951	1,388			0,00909 .
		55700951	1,388

С учетом местных сопротивлений и коэффициента гидравлической эффективности расчетные значения коэффициентов гидравлических сопротивлений λ будут (20) следующие:

	1,05	ТР 1,05		0,00935	0,0109	;

1220		Е 2		0,952

1420	1,05	0,00909	0,0106 .
		0,952

По формуле (16) определяем расстояние между КС:


L1220	105,0872			1,195 (7,282	5,262 )	47,83	км;
	94,37	2	0,563 0,0109 0,879 290,5

L1420	105,0872			1,3885 (7,282	5,262 )	106,19	км.
	94,37	2	0,563 0,0106 0,879 290,5

Также по формуле (16) определяем длину последнего перегона, приняв давление в конце газопровода РК = 2 МПа:

LП1220		105,0872 1,195 (7,282						22 )	92,51	км;
LП1220		94,372 0,563			0,0109 0,879 290,5				92,51	км;
		94,372 0,563			0,0109 0,879 290,5
LП1420		105,0872 1,3885 (7,282						22 )	205,42		км.
LП1420		94,372 0,563			0,0106 0,879 290,5				205,42		км.
		94,372 0,563			0,0106 0,879 290,5
Определяем необходимое число КС (29):
n	L LП1220		1			520 92,51	1 9,94		;
n			1				1 9,94
1220		L1220			47,83
		L1220			47,83
n1420	520 205,42			1 3,96 .
n1420				1 3,96 .
		106,19

Округляем расчетное число КС до целого числа в большую сторону

n1220 = 10; n1420 = 4.

Смотрите также:


«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
Значение, сущность и содержание социально — педагогической деятельности в организации для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей
Проактивные методы PR-деятельности российских авиационных компаний «Россия», «Азимут»
__RGR2
__RGR2
_10_Эмиль Золя для эл версии
_11_А. Франс для эл версии
_3 тема - Диффузия