Расчет заводского межцехового разветвленного газопровода низкого давления

sasha(зделано).dwg

Схема ГРП газопровода завода
Условные обозначения: 1 - газопровод со стороны городских сетей; 2
- показывающие манометры и термометр соответственно; 4 - отбор газа к отопительной котельной или ПТЭЦ; 5 - продувочная свеча; 6 - основная задвижка; 7 - щитовой записывающий расходомер; 8 - отключающая задвижка; 9 - фильтр для дополнительного улавливания пыли; 10 - предохранительный запорный клапан(ПЗК); 11 - РД; 12 - задвижка регулирующая; 13
- отключающие задвижки;
- отбор газа для коммунально-бытовых целей; 16 - предохранительный сбросной клапан(ПСК); 17 - продувочная линия; 18 и 19 - соответственно щитовые приборы для записи давления и температуры; 20 - газопровод к городским сетям.
Схема межцехового газопровода завода
Вотопление= 1761нм³ч
Ввод газа из магистрального газопровода
--Газопровод среднего давления
--Газопровод низкого давления

GAZ .doc

Произвести расчет заводского межцехового разветвленного газопровода низкого давления. В качестве исходных данных заданы производственные (часовые) нагрузки чехов комунально-бытовая и отопительная годовые нагрузки. Задано число цеховых потребителей (расчетных участков). В соответствии с ситуационным планом на каждом расчетном участке задано число поворотов трубы газопровода а также число задвижек и конденсатоотводчиков. Также оговорены сорт топлива (r0) и давление на вводе в высокую сторону (Р0) и на отдаление (Рк).
Годовой расход газа на отопл. 106 нм3
Годовой расход газа кбыт. 106 нм3
Производственный максимально-часовой
расход газа зимой нм3час
Количество поворотов на участке
Количество конденсатоотводчиков на участке
Количество задвижек на участке
Давление на вводе Рн ати
Давление у последнего цеха мм вод. ст.
Предохранительный клапан
Счетчик или диафрагма
Летняя нагрузка (май-август) = 02В3+05В2+03В5
Построение годового графика потребления
газа и определение его расчетных часовых расходов
Для определения суммарного годового расхода газа в целом по объекту газоснабжения нужно подсчитать также годовой расход газа на производственные нужды. Такой расход подсчитывается исходя из заданных зимних и летних часовых расходов газа цехами и числа часов их работы в каждом месяце года. Расчет выполняется в соответствии с табл.1.
Расход газа на производственные нужды летом:
Расход газа на производственные нужды зимой:
Расход газа по месяцам на производство Таблица1
Кол-во рабочих часов
Расход газа за месяц нм3
Суммарный расход газа на производство за год:
Зная расчетный годовой расход газа на производство Впр можно рассчитать суммарный расход газа на данном объекте газоснабжения:
Для составления графика годового расхода газа нужно знать распределение по месяцам потребление газа на коммунально-бытовые нужды и отопление.
Распределение по месяцам годового количества газа расходуемое на отопление и на коммунально-бытовые нужды
Используя данные таблиц 1 и 2 состовляем сводную таблицу 3 на основании которой строится годовой график расхода газа объектом газоснабжения. Этот график дает наглядное представление о структуре потребления газа по всему объекту и распределение расхода газа по месяцам года.
Суммарный расход газа объектом газоснабжения по месяцам нм3. Таблица 3
Промышленное потребление
Для наглядности изобразим графически распределение газа по месяцам (рис1).
Пользуясь данными таблицы 3 определяем максимально-часовой расход газа в зимний и минимально часовой расход в летний период.
Максимальный часовой расход газа на отопление:
Максимальный часовой расход газа на кб нужды :
Где - месячный расход газа соответственно на отопление и кб нужды для месяца максимального расхода газа (из табл.3).
- число дней в месяце.
- средняя температура внутри отапливаемого помещения (+18oC).
- средняя температура наружного воздуха в расчетном месяце (-7 oC).
- максимальная расчетная температура для данного месяца (-18 oC).
- коэф. определяющий долю максимального суточного расхода газа на кб нужды в приделах недели.
- коэф. определяющий долю максимального суточного расхода газа на кб нужды в приделах зимних суток.
Минимальный часовой расход газа на кб нужды :
где - месячный расход газа на кб нужды для месяца минимального расхода газа (из табл.3).
- коэф. определяющий долю минимального суточного расхода газа на кб нужды в приделах недели.
- коэф. определяющий долю минимального суточного расхода газа на кб нужды в приделах летних суток.
Результаты всех расчетов сводим в таблицу 4.
Сводная таблица расходов газа по объекту Таблица4
Выбор общей схемы подачи газа заданным потребителям и составление расчетной схемы
Составляем общую схему газопровода на которую впоследствии нанесем полученные в ходе расчета диаметры участков. На схеме указываем территорию завода расположение цехов промразводки каналы и другие подземные сооружения присоединяемые к системе заводского газоснабжения коммунальные и коммунально-бытовые потребители газа (столовые ясли школы и т.п.). На основании этого производим правильный выбор места ввода газа на территорию промышленного предприятия определяем необходимость и месторасположение центральных и цеховых ГРП сгруппировываем для присоединения к ним потребителей газа выбираем трассу общезаводского газопровода размещаем на ней водоотделители задвижки и т.п. Система газопровода тупиковая низкого давления.
Определяем часовое количество газа проходящее через рассматриваемое сечение коэффициент 125 учитывает возможность подключения к данному трубопроводу других потребителей газа. Имеем:
Схема иллюстрирующая расход газа часовой по участкам приведена ниже
Имеем на первом участке:
На 2345 соответственно имеем:
Сводная таблица для построения расчётной схемы Таблица5
По результатам расчетов строим расчетную схему рис2
Гидравлический расчет межцехового газопровода низкого давления
Из расчетной схемы (рис.1) видно что расчетный расход газа Vдо ГРП убывает в направлении от первого к последнему рассматриваемому участку. Соответственно этому диаметр участков должен либо уменьшаться (при сохранении задаваемой скорости газа) или оставаться неизменным. Во втором случае будет наблюдаться уменьшение скорости газа по его ходу к последнему расчетному участку.
Расчет участков газопровода после ГРП сводиться к подбору их диаметров с тем чтобы при этом наиболее полно выполнялись условия:
·значение всех участков после ГРП не должно превышать 05hк;
·общий перепад давления должен по возможности равномерно распределяться между отдельными участками межцехового газопровода и
·диаметры смежных участков нужно уменьшать в направлении от ГРП (без значительных скачков).
Принимаем скорость газа w = 12 мс
Для более наглядного расчета составим таблицу в которую внесем все расчетные величины:
- - нм3 расчетный расход газа;
- - м принятый диаметр;
- - коэф.местных сопротивлений;
- - сумма коэф.потерь;
- - условное увеличение длинны участка вследствии наличия местных сопротивлений;
- - фактическая длинна;
- - приведенная длинна;
- - потери давления (где ρ=083 кгм3 – плотность для дашавского газа);
- - потеря напора на участке;
-=15·10-6 м2с – кинематическая вязкость газа:
Расчет диаметров участков трубопровода низкого давления.
Определим диаметр трубы необходимый для транспорта нужного количества газа при скорости в трубе около 10 мс.
Диаметр тубы на первом участке:
Для 2345 участка соответственно:
Из стандартного сортамента труб выбираем соответственно для каждого участка. 1 и 2 участок D1.2 =400мм=04м; 345 участки D3.4.5=350мм=035м.
Значение Рейнольдса для 1 и 2-го участка :
Значение Рейнольдса для 34 и 5-го участка:
Зная Re получим λэ коэффициенты сопротивлений для всех участков:
для 345 участков имеем:
Определим - условную длину;
Соответственно для 345 участка:
Зная значении коэффициенты местных сопротивлений определим потерю давления на участках;
Для сварных отводов при повороте на 90º значения коэффициента местного сопротивления в зависимости от величины диаметра представлены в таблице 6: Таблица 6
Для задвижек со степенью открытия 34 значения коэффициента местного сопротивления в зависимости от величины диаметра представлены в таблице 7 :
Для наглядности изобразим распределение местных сопротивлений по участкам Таблица 8
Количество поворотов =053 (D>300мм)
Количество конденсато-отводчиков
Сумма всех местных сопротивлений на участке Σ
Условное увеличение длины участков из-за наличия местных сопротивлений
Приведенная длинна участка:
Потери давления на участках :
Зная приведенные длины участков найдем падение давления на участках:
Результаты проведенных расчетов сведём в таблицу
Сводная таблица расчета газопровода низкого давления Таблица 9
Вид местных сопроти-
Расчёт местных сопротивлений
Правильность расчёта межцехового газопровода низкого давления проверяется при выполнении соотношения:
р≤05hк hk- давление у последнего цеха (1мм. в. ст.=981Па)
+384+8744+152+558≤ 05·100·981 т.е. 370 ≤ 490;
Таким образом можно сделать вывод что расчёт выполнен верно.
Где рат- атмосферное давление 1 бар =100000Па
Р2=рат+hк+р=100000+981+370=101351Па=101351 бар.
Гидравлический расчет газопровода среднего давления (от ввода до ГРП) а также подбор фильтров и регуляторов давления
При подборе диаметра газопровода на участке до ГРП особых ограничений по перепаду давлений нет. Однако с целью поддержания максимальной скорости газа и экономии металла будем выбирать минимально возможный диаметр. Необходимый запас давления перед РД создадим исходя из требуемого значения давления за ним и учитывая вероятность снижения в эксплуатации начального давления по сравнению с заданным. Такой запас можно считать достаточным если давление перед РД будет равно :
Известно что отношение для определенного вида газа и характера движения зависит только от объема проходящего газа и диаметра газопровода.
При расчете значения А для области гидравлической шероховатости используем формулу предварительно задавшись диаметром газопровода d=100 200 мм взяв d=150 мм:
При длине участка менее 1000м от ввода до ГРП установка фильтра не обязательна в нашем случае l=200м.
Коэффициент местного сопротивления на предохранительном клапане пк=5.
Коэффициент местного сопротивления на конденсатоотводчике к=2.
Коэффициент местного сопротивления при повороте (3шт) и на задвижках (5) выбираем по приведенным ранее значениям в зависимости от диаметра: п=049 и з=046 (таблица 6 и 7 ).
Значения местных коэффициентов на фильтре счётчике или диафрагме не учитываются.
Таким образом значение суммарного коэффициента местных сопротивлений =пк+к+Σп+Σз=5+2+3·049+5·046=1077.
Значение lэ для газопроводов среднего и высокого давления зависит только от величины условного диаметра таблица 10:
Условное увеличение длины участка вследствие наличия местных сопротивлений =13·1077=1401м.
Фактическая длина =200м.
Приведенная длина =1401+200=3401 м.
Полученное давление практически совпадает с указанному выше промежутку(при d=150мм и d=250мм сильно выходят за рамки дорустимых значений):
В настоящее время для расходов газа больше 800 нм3час на ГРП промышленных предприятий повсеместно используются регуляторы давления типа РДУК-2 с пилотом Казанцева:
РДУК-2-35: dкл=35мм; пропускная способность VГ=1000нм3ч;
РДУК-2-50: dкл=50мм; пропускная способность VГ=1400нм3ч;
РДУК-2-100: dкл=100мм; пропускная способность VГ=2700; 6000нм3ч;
РДУК-2-200: dкл=140мм; пропускная способность VГ=12000нм3ч.
Все регуляторы давления РДУК-2 пригодны для установки на давление за собой в интервале 0005–6 ати.
Для нахождения расчётной пропускной способности намеченного к установлению РД применяем формулу:
Vр пр=Vт· нм3час где
(р)т=1 ат (р2)т=11ат [1];
р=р=370 Па р2=101351 Па (ρо)т=073;ρо=083кгм3 (см. выше приведенный расчет).
Окончательно принимаем РДУК-2-35 с клапаном диаметром 35мм паспортная пропускная способность Vг=1000 нм3ч.
Регулятор давления подбирают так чтобы загрузка была не более 85% и не менее 10%.
В нашем случае Vр пр должен быть не менее Vmin= 01·Vг=01·1000=100 нм3ч но не более Vmax=085 Vг=085·1000=850 нм3ч. Таким образом выбранный нами регулятор давления пригоден для установки в ГРП.
Был произведен расчет общезаводского газопровода с заданными нагрузками Вкб (на коммунально-бытовые нужды) Вот (на отопление) В1 В2 В3 В4 В5 (по цехам завода соответственно) и давлениями вначале газопровода и у последнего цеха. В результате расчета мы определили расходы газа по объекту газоснабжения (Впр в месяц и в год) а также общий расход газа по объекту. Далее был предложен ситуационный план (согласно заданию) на котором указаны месторасположение цехов расчетные участки отводы задвижки конденсатоотводчики и т.д . Согласно ситуационному плану строилась общая расчетная схема на которой указываются длины участков и расходы газа (объемные) проходящие через определенные сечения газопровода (А1).
После этого расчета был произведен гидравлический расчет межцехового газопровода низкого давления. В результате этого расчета были подобраны диаметры труб газопровода с учетом условий равномерного распределения потерь по участкам газопровода постепенным уменьшением диаметров при продвижении к последнему потребителю тупикового газопровода и суммы всех потерь не превышающей половины конечного давления в газопроводе.
Окончанием расчета является гидравлический расчет газопровода среднего давления (от ввода до ГРП) а также подбор регулятора давления. В результате этого расчета определили диаметр трубопровода до ГРП с учетом условия ограничения по давлению. Затем приступили к выбору регулятора давления для ГРП. При подборе РД была определена его пропускная способность также в соответствии с ограничением по загрузке был выбран РД и просчитаны его max и min загрузки.
На этом расчет газопровода был закончен
Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий. Несенчук А. П. Тимошпольский В. И. Мн. «Высшая Школа» 1989г.
Методическое пособие.
Промышленные теплотехнологии (машиностроительное и металлургическое производство). Несенчук А. П.
Промышленные теплотехнологии (методика и инженерные расчеты оборудования высокотемпературных технологий машиностроительного и металлургического производства). Несенчук А. П. Тимошпольский В. И. Мн. «Высшая Школа» 1995г. ч3.

Содержание.doc

Построение годового графика потребления
газа и определение его расчетных часовых расходов 5
Выбор общей схемы подачи газа заданным
потребителям и составление расчетной схемы 10
Гидравлический расчет межцехового
газопровода низкого давления 12
Гидравлический расчет газопровода среднего давления
подбор фильтров и регуляторов давления 18