Какое давление в сети кольце высокого давления

Составляем расчетную схему сети, на которой показываем все газопроводы высокого давления, промышленное предприятие — ПП, ГРП, и все другие потребители. На выходе из ГРС принимаем абсолютное давление газа 0,69 МПа. Абсолютное давление перед конечными потребителями принимаем 0,43 МПа.

Расчет кольцевой сети высокого давления для трёх режимов работы:

— аварийный режим 1 – газ движется по кольцу по часовой стрелке;

— аварийный режим 2 – газ движется по кольцу против часовой стрелки;

— нормальный (расчетный) режим.

Расчет аварийного режима 1.

Составляем расчетную схему кольца при аварийном режиме 1.

Определяем и проставляем на схеме расчетные расходы газа по участкам сети, начиная с конечного участка кольца. Предварительный выбор диаметров кольцевой сети производим по расчетному расходу газа Vp, м3/ч, и среднеквадратичному перепаду давления А, МПа2/км, для рассматриваемого направления газового потока. Определяем расчетные расходы газа Vp, м3/ч, по сумме произведений расходов на соответствующий коэффициент обеспеченности

Vрэкв =0,59·∑ Vi ·Коб , (39)

где Коб – коэффициент обеспеченности потребителей газа в аварийной ситуации;

Vi – расчетный расход газа на i-ого потребителя в нормальных условиях.

Расчет сводим в таблицу 7

Таблица 7 – Расчётные расходы газа

Определяем среднеквадратичный перепад давления А, МПа2/км,

(40)

где Рн – абсолютное давление газа после ГРС, МПа;

Рк – абсолютное давление газа перед наиболее удаленным от ГРС потребителем, МПа [9];

S L – общая протяженность газопроводов этого направления, км;

1,1 – коэффициент, учитывающий потери давления в местных сопротивлениях, путем увеличения фактической длины расчетных участков газопроводов на 10%.

Основной диаметр газопровода выбираем по номограмме для расчета газопроводов высокого давления по [2,приложению 5]. Линии расхода Vрэкв, м3/ч, и среднеквадратичного перепада давления А, (МПа)2/км, пересекаются в точке, лежащей между двумя диаметрами d1 и d2, мм. Такие диаметры участков газопровода сети назначаем, выполняя гидравлический расчет; при этом больший принимаем на участках ближайших к ГРС, а меньший – на участках удаленных от ГРС. Если значения Vрэкв и А пересекаются на одной из линий диаметров, то кольцевая сеть может быть принята единого диаметра при использовании располагаемого давления с допустимой невязкой.

Расход газа на участке после ГРС всегда значительно больше эквивалентного расхода кольцевой сети, поэтому целесообразно принять его на калибр больше наибольшего диаметра кольца.

Далее по номограмме для принятого диаметра и известного расхода находим действительные значения среднеквадратичного перепада давления на 1 км газопровода, а затем рассчитываем перепад давления для известной расчетной длины участка. Давление газа в начале участка задано – Рн, МПа, давление газа Рк, МПа, в конце участка определяем по формуле

(41)

Полученное давление является начальным для последующего участка.

Диаметры ответвлений принимаем меньше диаметров участков кольцевой сети.

Расчет следует считать правильным, если использован располагаемый перепад давлений и величина давления в конце последнего участка будет ровна принятой. Допустимая невязка должна быть в пределах 10%.

Аналогичным образом выполняется расчёт сети газопроводов аварийного режима 2. Расчет сети при нормальном(расчетном) режиме работы сводится к следующему:

— выбираем расчетные направления потоков газа от ГРС к потребителям из условия подачи газа каждому из них по кратчайшему пути;

— составляем расчетную схему;

— принимаем диаметры газопроводов по участкам, наибольшееиз двух вариантов выполненных расчетов сети для аварийных режимов;

— для расчетных расходов газа и принятых диаметров газопроводов, определяем потери давления на участках, и величины давления газа в точках врезки ответвлений.

Расчет ответвлений производим для наименьших давлений в точках врезки их в сеть. По давлению и расходу газа определяем величину среднеквадратичного перепада давления – А, (МПа)2/км. По известным величинам Vр и А принимаем диаметр газопровода d, мм, и уточняем величину давления газа в конце ответвления. Величины давления газа в точках врезки ответвлений в сеть при нормальном режиме превышают значения в аварийных режимах, т.е.устойчивая работа системы в нормальном режиме с подачей потребителям расчетного расхода газа обеспечена. Если давление в точке врезки ответвления при нормальном режиме равно или меньше давления в аварийном режиме, следует действительную величину давления газа перед потребителем при расчетном расходе газа. Она должна быть близка к Рк, МПа. Если это условие не соблюдается, увеличить диаметр ответвления. Расчет сводим в таблицу 8.

Таблица 8 – Гидравлический расчет сети высокого давления

Подбор оборудования ГРП

1.6.1 Подбор оборудования ГРП1 (высокого давления )

Подбор и расчёт оборудования ГРП (высокого давления)выполняем по формулам в соответствии с источником [2].

Исходными данными для расчета являются:

— расчетный расход газа, Vр =1262,17 м3/ч;

— давление газа на вводе в ГРП, Pвх=0,600 МПа (абсолютное);

— плотность газа ρо=0,95 кг/м3;

— давление газа после ГРП Pг=5000 Па (избыточное).

Принимаем к установке стальной фильтр ФГМ — 50 с диаметром соединительного патрубка 50 мм, и давлением в нём Рф = 0,600 МПа.

Потери давления в чистом фильтре ΔРф, Па,

(42)

где ΔРгр – потери давления в чистом фильтре, по источнику [8], Па; определяем в зависимости от пропускной способности при атмосферном давлении Ро = 0,101 МПа и плотности газа rгр = 1 кг/м3; ΔРгр=4200 Па;

Vгр – расход газа по графику, Vгр=1500 м3/ч.

Потери газа в чистом фильтре не должны превышать 40% от максимально допустимого перепада давления в фильтре в процессе эксплуатации.

Предохранительный клапан приводится в действие от импульса выходного давления газа. Величина этого давления слагается из давления газа перед горелкой Pг (Па) и давления, необходимого для преодоления сопротивления системы газоснабжения от ГРП до наиболее отдаленной горелки Рс (Па).

Газопроводы района рассчитываются на давление Рс, Па, составляющее 25-30% от принятого перед наиболее удалённой горелкой, по формуле

Рс=(0,25÷0,3)·Рг , (43)

Рс=0,25·5000=1250

Тогда давление Рвых, Па, на выходе из предохранительного клапана определяем по формуле

Рвых=Рг+Рс+ΔРсч, (44)

Рвых=5000+1250+440,8=6690,8.

По [2,приложению 5], принимаем к установке регулятор давления с встроенным предохранительным клапаном, имеющим следующие пределы настройки от установленного выходного давления, не более: 0,5·Рвых и верхним 1,25·РвыхМПа.

Определяем потери давления , Па, в предохранительном клапане

, (45)

где ξ — коэффициент местного сопротивления ПЗК, отнесённый к скорости газа во входном сечении клапана, ξ=5;

ρ – плотность газа при температуре 5 0С, кг/м3;

ω – скорость газа на входе в ПЗК, м/с.

Определяем скорость газа, м/с, на входе в ПЗК

(46)

где То – температура газа, К0, принимаем при 0 0С, что То = 273 К0;

ТПЗК – температура газа, К0, принимаем при 5 0С, что ТПКН = 278 К0;

РПЗК – давление газа на входе в ПЗК, МПа, определяем по формуле

(47)

Определяем плотность газо-воздушной смеси r, кг/м3, на входе в ПЗК

(48)

Определяем потери давления ΔРпкн, Па, в предохранительном клапане по формуле (1.6.4)

Определяем давление газа на выходе из ПЗК, Р1, МПа, а следовательно, и во входном сечении регулятора давления газа

(49)

Определяем давление, Р2, Па, газа в выходном сечении регулятора давления

(50)

где ΔРсч — потери давления в счётчике, Па, определяем по формуле

(51)

где rв – плотность воздуха, кг/м3, принимаем rв = 1,293 кг/м3.

Принимаем к установке один счётчик СГ-ЭКВз-Т-0,75-1600/1,6, с перепадом давления в счётчике, ΔРв=600 Па,

Принимаем по[2,приложению 5], к установке регулятор давления, РК-50 пропускной способностью Vмах=2500, м3/ч.

Принятый к установке в ГРП регулятор давления РК-50 будет работать устойчиво при расчётном расходе газа ,который соответствует описанию регулятора давления РДГПК — 100.

Необходимая пропускная способность Vпск, м3/ч, установленного предохранительного клапана в ГРП при наличии перед регулятором давления предохранительного запорного клапана (ПЗК), определяют по следующей формуле

(52)

Принимаем по источнику [3], к установке КПС – 50С1 с диапазоном настройки 0,005 … 0,023 МПа.

В ГРП принимаем к установке один фильтр ФГМ — 50 и регулятор давления РК-50 со встроенным предохранительно-запорным клапаном – ПЗК, а также предохранительно сбросной клапан – КПС – 50С1, и газовый счётчик СГ-ЭКВз-Т-0,75-1600/1,6.

Описание схемы ГРП