Схемы и методики гидравлического расчета газопровода

Нормы и правила

Чтобы определить необходимое расстояние от газовой трубы, после разработки проекта жилого строения граждане Российской Федерации обращаются за соответствующим разрешением (согласованием) в местную газораспределительную организацию. Для определенного ответа нужно знать вид газопровода и какое давление применяется при его подаче. Если данные по разновидности прокладки и о давлении в трубах отсутствуют, однозначный ответ дать невозможно.

СНиП 42-01-2002 – один из закономерных результатов действия Федерального Закона РФ «О техническом регулировании» № 184, принятого в декабре 2002 года. В ноябре 2008 года было принято Постановление Правительства РФ № 858, согласно которому разрабатывались и утверждались ныне действующие своды правил. Данный СП был утвержден на законодательном уровне в актуализированной редакции и получил название СП 62.13330.2011.

Самый демократичный по стоимости вид топлива получил широкое распространение и стал общедоступным энергетическим ресурсом. Его повсеместное применение и обусловило насущную необходимость разработки нормативных документов, в котором и можно найти разрешенные дистанции.

Начиная с 2010 года СНиП, зарегистрированные Росстандартом:

• являются законодательными документами, соблюдение которых носит обязательный характер;
• проверяется надзирающими организациями, призванными обеспечить безопасность подобных сооружений;
• могут быть основанием для вынесения решения по судебному иску;
• признаются весомым поводом наложения административного взыскания по факту нарушения.

СП 62.13330.2011 регламентирует дистанции, которые необходимо соблюдать в зависимости от вида прокладки магистрального газопровода или его ответвлений и давления жидкого топлива в трубах.

Если газ поставляется в баллонах, соблюдать необходимо только предписанные нормы противопожарной безопасности. Более экономичная и объемная транспортировка в трубах предусматривает дифференцированные требования к разным видам поставок и уровня давления при их осуществлении.

Для чего необходим расчет газопровода

1. Расчет газопроводной магистрали необходим, чтобы выявить возможное сопротивление в газовой трубе.
2. Правильные вычисления дают возможность качественно и надежно подобрать необходимое оборудование для газовой конструкционной системы.
3. После произведенного расчета, можно наилучшим образом подобрать верный диаметр труб. В результате газопровод сможет осуществлять стабильное и эффективное поступление голубого топлива. Газ будет подаваться при расчетном давлении, он будет быстро и качественно доставляться во все нужные точки газопроводной системы.
4. Газовые магистрали будут работать в оптимальном режиме.
5. При правильном расчете в конструкции не должно быть излишних и чрезмерных показателей при установке системы.
6. Если расчет выполнен правильно, застройщик может финансово сэкономить. Все работы будет выполнены согласно схеме, будут закуплены только необходимые материалы и оборудование.

Почему необходимо проводить расчёт газопровода

На протяжении всех участков газопроводной магистрали проводятся расчёты для выявления мест, где в трубах вероятны появления возможных сопротивлений, изменяющих скорость подачи топлива.

Если все вычисления сделать правильно, то можно подобрать наиболее подходящее оборудование и создать экономичный и эффективный проект всей конструкции газовой системы.

Это избавит от лишних, завышенных показателей при эксплуатации и расходов в строительстве, которые могли бы быть при планировании и установке системы без гидравлического расчёта газопровода.

Появляется лучшая возможность подбора нужного размера в сечении и материалов труб для более эффективной, быстрой и стабильной подачи голубого топлива в запланированные точки системы газопровода.

Обеспечивается оптимальный рабочий режим всей газовой магистрали.

Застройщики получают финансовую выгоду при экономии на закупках технического оборудования, строительных материалов.

Производится правильный расчёт газопроводной магистрали с учётом максимальных уровней расхода горючего в периоды массового потребления. Учитываются все промышленные, коммунальные, индивидуально-бытовые нужды.

.1 Определение пропускной способности сложного газопровода

Для расчета сложной трубопроводной системы согласно рисунку 1 и данным
таблицы 1 воспользуемся методом замены на эквивалентный простой газопровод. Для
этого на основании уравнения теоретического расхода для установившегося
изотермического течения составим уравнение для эквивалентного газопровода и
запишем уравнение.

Таблица 1

Номер индекса i	Наружный диаметр Di , мм	Толщина стенки δi , мм	Длина участка Li , км
1	508	9,52	34
2	377	7	27
3	426	9	17
4	426	9	12
5	377	7	8
6	377	7	9
7	377	7	28
8	630	10	17
9	529	9	27

Рисунок 1 – Схема трубопровода

Для участка l1 запишем
формулу расхода:

 (1.1)

В узловой точке р1 газовый поток разделяется на две нитки: l2 –l4 –l6 иl3 –l5 –l7 далее в точке р6 эти ветви
объединяются. Считаем, что в первой ветке расход Q1 , а на второй ветке Q2.

Для ветви l2 –l4 –l6:

 (1.2)

 (1.3)

 (1.4)

Просуммируем
попарно (1.2), (1.3) и (1.4), получим:

 (1.5)

Для
ветви l3 –l5 –l7:

 (1.6)

 (1.7)

 (1.8)

Просуммируем
попарно (1.6), (1.7) и (1.8), получим:

 (1.9)

Выразим
из выражений (1.5) и (1.9) Q1 и Q2 соответственно:

 (1.10)

 (1.11)

Расход
по параллельному участку равен: Q=Q1+Q2.

 (1.12)

Разность
квадратов давлений для параллельного участка равна:

 (1.13)

Для
ветви l8-l9 запишем:

 (1.14)

Просуммируя (1.1), (1.13) и (1.14), получим:

 (1.15)

Из
последнего выражения можно определить пропускную способность системы. С учетом
формулы расхода для эквивалентного газопровода:

 (1.16)

Найдем соотношение, которое позволяет при заданном LЭК или DЭК найти другой геометрический размер газопровода

 (1.17)

Для того, чтобы определить длину эквивалентного газопровода, построим
развертку системы. Для этого построим все нити сложного трубопровода в одном
направлении, сохраняя структуру системы. В качестве длины эквивалентного
трубопровода примем самую протяженную составляющую газопровода от его начала до
конца, согласно рисунку 2.

Рисунок 2 – Развертка трубопроводной системы

По результатам построения в качестве длины эквивалентного трубопровода
примем длину, равную сумме участков l1 –l3 –l5 –l7 –l8 –l9. Тогда LЭК=131км.

Для расчетов примем следующие допущения: считаем, что течение газа в
трубопроводе подчиняется квадратичному закону сопротивления. Поэтому
коэффициент гидравлического сопротивления рассчитываем по формуле:

 , (1.18)

где k – эквивалентная шероховатость стенок
трубы, мм;

D –
внутренний диаметр трубы, мм.

Для магистральных газопроводов без подкладных колец дополнительные
местные сопротивления (арматура, переходы) обычно не превышают 2-5% от потерь
на трение. Поэтому для технических расчетов за расчетный коэффициент
гидравлического сопротивления принимается величина:

 (1.19)

Для
дальнейшего расчета примем , k=0,5.

Рассчитаем
коэффициент гидравлического сопротивления для всех участков трубопроводной
сети, результаты занесем в таблицу 2.

Таблица
2

Номер индекса i	Наружный диаметр Di , мм	Толщина стенки δi , мм	Коэффициент гидравлического сопротивления, λтр
1	508	9,52	0,019419
2	377	7	0,020611
3	426	9	0,020135
4	426	9	0,020135
5	377	7	0,020611
6	377	7	0,020611
7	377	7	0,020611
8	630	10	0,018578
9	529	9	0,019248

В расчетах используем среднюю плотность газа по трубопроводной системе,
которую рассчитаем из условий сжимаемости газа при среднем давлении.

Среднее давление по системе при заданных условия составляет:

 (1.20)

Для определения коэффициента сжимаемости по номограмме необходимо
рассчитать приведенную температуру и давление по формулам:

 , (1.21)

 , (1.22)

где T, p – температура и давление при рабочих условиях;

Ткр , ркр – абсолютные критическая температура и давление.

Согласно приложению В: Ткр=190,9 К, ркр =4,649 МПа.

Далее
по номограмме расчета коэффициента сжимаемости природного газа определяемz =
0,88.

Среднюю
плотность газа определим по формуле:

 (1.23)

Для
расчета расхода по газопроводу необходимо определить параметр А:

 (1.24)

Найдем
:

Найдем
расход газа по системе:

 (1.25)

 (1.26)

Гидравлический расчет газопроводов среднего и высокого давлений.

При гидравлическом расчете газопроводов среднего и высокого дав­лений, в которых перепады давления в отличие от газопроводов низкого давления значительны, изменение плотности и скорости движения газа не­обходимо учитывать.

Поэтому потери давления на преодоление сил трения в таких газопро­водах определяются по формуле:

где Р_н, Р_к – абсолютное давление газа в начале и конце газопровода, МПа:

l -длина рассчитываемого участка газопровода, км;

К_э – эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхно­сти стенки трубы, см;

d- внутренний диаметр газопровода, см;

v – коэффициент кинематической вязкости, м 2 /с;

ρ – плотность газа, кг/м 3 , при температуре 0°С и давлении 101.3 кПа;

Q – расход газа, нм 3 /ч.

Расчет с использованием приведенной формулы требует значительно­го времени и довольно затруднителен. Поэтому для расчета газопроводов среднего и высокого давлений используют номограммы, составленные для наиболее распространенных в газовой технике труб. Для однокольцевого газопровода аварийных режимов, подлежащих расчету, два: при выключе­нии участков сети слева и справа от точки питания. Так как при этом одно­кольцевой газопровод превращается в тупиковый, диаметр кольца можно определить из расчета аварийного режима при лимитированном газоснаб­жении.

Основными исходными данными для гидравлического расчета газо­проводов высокого (среднего) давления являются схема сети, расчетные расходы газа всех потребителей и перепад давления в сети, то есть разница давлений на выходе газа из ГГРП и в самой удаленной от него точке по­требления по схеме.

Расчет однокольцевой сети газопроводов проводится в следующей последовательности.

1. Составляется расчетная схема газопроводной сети, нумеруются участки, проставляются их расчетные длины, выписываются расчетные расходы га­за перед каждым сосредоточенным потребителем.

2. Производится предварительный расчет диаметра кольца по приближен­ной зависимости;

где R – удельные потери давления, Па 2 /м;

V_р – расчетный расход газа, м 3 /ч;

V_i – расчетный расход газа потребителем, м 3 /ч;

К_об – коэффициент обеспеченности;

Р_н, Р_к – абсолютные давления газа в начале и конце сети, МПа;

1_к – протяженность кольца, м;

1,1- коэффициент, учитывающий местные сопротивления;

0,59 – приближенное значение коэффициента а в формуле определе­ния расчетного расхода, когда газопровод несет путевую нагрузку.

Диаметр кольца целесообразно принимать постоянным. Если это не удается, то участки газопроводов, расположенные диаметрально противо­положно точке питания, следует принимать меньшего диаметра, но не менее0,75 диаметра головного участка.

3. Выполняют два варианта гидравлического расчета аварийных режимов при выключении головных участков справа и слева от точки питания. Оп­ределяются суммированием расчетные расходы газа каждого участка сети, начинается эта операция от конца тупика по направлению к головному ГРП. Диаметры участков корректируются так, чтобы давление газа у по­следнего потребителя не понижалось ниже минимально допустимого зна­чения. Для всех ответвлений рассчитывают диаметры газопроводов на полное использование перепада давления с подачей им газа в объеме (V_i-К_об).

4. Подбираются диаметры ответвлений к сосредоточенным потребителям при расчетном гидравлическом режиме. В случае необходимости диамет­ры отводов увеличивают до необходимых размеров.

Производим расчеты для аварийных режимов при выключении голов­ных участков 1-8 и 1-2. Узловые расходы на участках принимаем равными 0.7V_р.

При отключении участка кольцевая сеть становится тупиковой. По выбранному диаметру и расходу на участке по номограмме определяем величину удельного падения квадрата давления и давление в конце участка по формуле:

1- длина участка, м;

R_д– действительная величина удельного падения квадрата давления, Па 2 /м.

В процессе расчета выясняем, что кольцо подобранным диаметром обес­печивает необходимое давление в концевых точках.

Гидравлический расчет газопроводов среднего давления приведен в

Гидравлический расчет сложного газопровода

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «ВОРОНЕЖСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Авиационный факультет

Кафедра «НГОТ»

Специальность 130501 «Проектирование,
сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Основы теории и
проектирования энергетических систем газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

Тема «Гидравлический расчет сложного
газопровода»

Выполнил студент гр. НГД-091 А.С. Соколов

Руководитель А.И. Житенёв

Воронеж 2013

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу по дисциплине «Основы теории и проектирования
энергетических систем газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

Тема проекта «Гидравлический расчет сложного газопровода»

Студент группы НГД-091 Соколов Алексей Сергеевич

Задание №1

.        В соответствии с вариантом задания (Приложение А) составить
аналитическую зависимость для эквивалентного газопровода, представить вывод
этой зависимости с промежуточными результатами и подробными комментариями.

.        Вычислить пропускную способность сложного газопровода.

.        Рассчитать давления во всех промежуточных точках и построить
зависимости давления от продольной координаты газопровода по каждой нитке.

Задание
№2

1.      В соответствии с вариантом задания рассчитать диаметры
трубопроводной системы для обеспечения нормативных значений потерь давления.

.        Определить начальное давление, необходимое для снабжения газом
всех потребителей в соответствии с исходными данными (Приложение Б).

.        Рассчитать давление во всех промежуточных точках и построить
зависимости давления от продольной координаты газопровода по каждой нитке.

Руководитель 
А.И. Житенёв

Задание
принял студент  А.С. Соколов

Введение

. Гидравлический расчет сложного газопровода высокого
давления

.1 Определение пропускной способности сложного газопровода

.2 Оценка полученного расхода в системе

.3 Построение зависимости давления в эквивалентном
газопроводе от продольной координаты

.4 Распределение давления по участкам трубопроводной системы

. Гидравлический расчет сложного газопровода низкого давления

.1 Определение давления в узловых точках сети

.2 Определение диаметра участков распределительной сети

.3 Приведение диаметров участков сети к стандартным значениям

.4 Определение зависимости давления в сети от продольной
координаты

Заключение

Список литературы

Приложения

Динамические параметры теплоносителя

Переходим к следующему этапу расчетов – анализ потребления теплоносителя. В большинстве случаев система отопления квартиры отличается от иных систем – это связанно с количеством отопительных панелей и протяженностью трубопровода. Давление используется в качестве дополнительной “движущей силы” потока вертикально по системе.

В частных одно- и многоэтажных домах, старых панельных многоквартирных домах применяются системы отопления с высоким давлением, что позволяет транспортировать теплоотдающее вещество на все участки разветвлённой, многокольцевой системы отопления и поднимать воду на всю высоту (до 14-ого этажа) здания.

Напротив, обычная 2- или 3- комнатная квартира с автономным отоплением не имеет такого разнообразия колец и ветвей системы, она включает не более трех контуров.

А значит и транспортировка теплоносителя происходит с помощью естественного процесса протекания воды. Но также можно использовать циркуляционные насосы, нагрев обеспечивается газовым/электрическим котлом.

Специалисты в сфере проектирования и монтажа систем отопления определяют два основных подхода в плане расчёта объёма теплоносителя:

1. По фактической емкости системы. Суммируются все без исключения объёмы полостей, где будет протекать поток горячей воды: сумма отдельных участков труб, секций радиаторов и т.д. Но это достаточно трудоёмкий вариант.
2. По мощности котла. Здесь мнения специалистов разошлись очень сильно, одни говорят 10, другие 15 литров на единицу мощности котла.

С прагматичной точки зрения нужно учитывать, тот факт что наверное система отопления будет не только подавать горячую воду для комнаты, но и нагревать воду для ванной/душа, умывальника, раковины и сушилки, а может и для гидромассажа или джакузи. Этот вариант попроще.

Поэтому в данном случае рекомендуем установить 13,5 литров на единицу мощности. Умножив этот число на мощность котла (8,08 кВт) получаем расчётный объём водяной массы – 109,08 л.

Вычисляемая скорость теплоносителя в системе является именно тем параметром, который позволяет подбирать определённый диаметр трубы для системы отопления.

Она высчитывается по следующей формуле:

V = (0,86*W*k)/t-to,

где:

• W – мощность котла;
• t – температура подаваемой воды;
• to – температура воды в обратном контуре;
• k – кпд котла (0,95 для газового котла).

Подставив в формулу расчетные данные, имеем: (0.86 * 8080* 0.95)/80-60 = 6601,36/20=330кг/ч. Таким образом за один час в системе перемещается 330 л теплоносителя (воды), а ёмкость системы около 110 л.

Влияние материала труб на расчет

Для строительства газопроводов можно использовать трубы, изготовленные только из определенных материалов: стали, полиэтилена. В некоторых случаях применяются изделия из меди. Скоро будут массово использоваться металлопластиковые конструкции.

Каждая труба имеет шероховатость, что приводит к линейному сопротивлению, которое влияет на процесс перемещения газа. Причем, этот показатель значительно выше у стальных изделий, чем у пластиковых

Сегодня нужные сведения можно получить только для стальных и полиэтиленовых труб. В результате проектирование и гидравлический расчет можно выполнять только с учетом их характеристик, чего требует профильный Свод правил. А также в документе указаны необходимые для исчисления данные.

Коэффициент шероховатости всегда приравнивается к следующим значениям:

• для всех полиэтиленовых труб, причем независимо новые они или нет, — 0,007 см;
• для уже использовавшихся стальных изделий — 0,1 см;
• для новых стальных конструкций — 0,01 см.

Для каких-либо других видов труб этот показатель в Своде правил не указывается. Поэтому их использовать для строительства нового газопровода не стоит, так как специалисты горгаза могут потребовать внести коррективы. А это опять же дополнительные расходы.

Специальные программы

Ответвленные участки газопровода с разными начальными данными рассчитываются отдельно, но процедура выполняется аналогично для каждой области. Скорость потока меняется в местах сопротивления и изменения направления движения. Линейные показатели высчитываются на расчетных длинах отрезков магистрали.

Направление выбирается в зависимости от разницы напора на конце и в начале изучаемого участка. Поток идет от точки с большим давлением в сторону места с меньшим сопротивлением. Программы помогают уменьшить усилия проектировщиков тем, что начальные показатели вводятся в программу, а электроника выполняет вычисления.

Номограммы предназначаются для получения итоговых сведений путем использования таблиц, где каждая строка отвечает заданным параметрам сети.

Профессиональные

Расчеты с применением формул делают только профессиональные инженеры и технические работники. В расчетах используется большое количество данных, применяются специфические коэффициенты. Неподготовленному пользователю трудно учесть все нюансы, провести множество промежуточных расчетов для получения окончательного результата.

Профессиональный расчет подразумевает не только применение формул и числовых выражений, но и обладание специальными знаниями. Навыки не пригодятся при пользовании бесплатными расчетными программами, которые можно найти в интернете.

Бесплатные

Программы ставятся для применения на персональных гаджетах. Методики определяют диаметр, форму сечения газопровода с учетом допустимых потерь и скорости потока. Пользователю потребуется суммарное потребление газа, которое приводится в технических документах на котел, газовые плиты, колонки и другое оборудования.

Затем определяются места с возможным понижением напора. Характеризующие цифры есть в таблице паспорта, они показывают снижение напора при наибольшем потреблении. Находится величина понижения в точке врезания. Коэффициент одновременности берет в расчет совместную эксплуатацию приборов и содержится в таблицах.

Диаметр труб и коэффициент шероховатости указывается на последнем этапе. Программа предусматривает непохожие расчеты для разного давления в трубах, что нужно учитывать при включении данных.

Бесплатные онлайн программы

Старт-Проф – программа для расчета инженерных газовых коммуникаций

В этом случае пользователь подставляет требуемые сведения в графы таблицы для онлайн расчетов. Гидравлический расчет газопровода низкого давления длится несколько минут и от потребителя не требуется никаких профессиональных знаний и вычислительных навыков.

Из технических условий берутся данные:

• плотность газовой смеси;
• показатель кинетической вязкости;
• климатический температурный диапазон региона проживания.

Вариант вычислений с помощью ПК

Выполнение исчисления с использованием компьютера является наименее трудоемким — все, что требуется от человека, это вставить в соответствующие графы нужные данные.

Поэтому гидравлический расчет делается за несколько минут, причем для этой операции не потребуется большого запаса знаний, который необходим при использовании формул.

Для его правильного выполнения необходимо взять из технических условий следующие данные:

• плотность газа;
• коэффициент кинетической вязкости;
• температуру газа в своем регионе.

Необходимые техусловия получают в горгазе населенного пункта, в котором будет строиться газопровод. Собственно, с получения этого документа и начинается проектирование любого трубопровода, ведь там содержатся все основные требования к его конструкции.

Использование специальных программ является простейшим способом гидравлического расчета, исключающим поиск и изучение формул для проведения вычислений

Далее застройщику необходимо узнать расход газа для каждого прибора, который планируется подключить к газопроводу. К примеру, если топливо будет транспортироваться в частный дом, то там чаще всего используются плиты для приготовления пищи, всевозможные отопительные котлы, а в их паспортах всегда стоят нужные цифры.

Кроме того, потребуется знать количество конфорок у каждой плиты, которая будет подключена к трубе.

На следующем этапе сбора необходимых данных отбирается информация о падении давления в местах установки какого-либо оборудования — это может быть счетчик, клапан отсекатель, термозапорный клапан, фильтр, прочие элементы.

В этом случае нужные цифры найти просто — они содержатся в специальной таблице, приложенной к паспорту каждого изделия

Проектировщику следует обратить внимание на то, что должно указываться падение давления при максимальном потреблении газа

Из специальной таблицы, приложенной к паспорту изделий, можно узнать сведения о потере давления при подключении приборов к сети

На следующем этапе рекомендуется узнать, каково будет давление голубого топлива в точке врезки. Такие сведения могут содержать технические условия своего горгаза, ранее составленная схема будущего газопровода.

Если сеть будет состоять из нескольких участков, то их необходимо пронумеровать и указать фактическую длину. Кроме того, для каждого следует прописать все изменяемые показатели отдельно — это общий расход любого прибора, который будет использоваться, падение давления, другие значения.

В обязательном порядке понадобится коэффициент одновременности. Он учитывает возможность совместной работы всех потребителей газа, подключенных к сети. Например, всего отопительного оборудования, расположенного в многоквартирном или же частном доме.

Такие данные используются программой, выполняющей гидравлический расчет, для определения максимальной нагрузки на каком-либо участке или во всем газопроводе.

Для каждой отдельной квартиры или дома указанный коэффициент рассчитывать не нужно, так как его значения известны и указаны в приложенной ниже таблице:

Таблица с коэффициентами одновременности, данные из которой используются при любом виде расчетов. Достаточно выбрать графу, соответствующую конкретному бытовому прибору, и взять нужную цифру

Если на каком-то объекте планируется использовать более двух обогревательных котлов, печей, емкостных водонагревателей, то показатель одновременности всегда будет равняться 0,85. Что и нужно будет указать в соответствующей графе, используемой для расчета, программы.

Далее следует указать диаметр труб, а еще понадобятся коэффициенты их шероховатости, которые будут использоваться при строительстве трубопровода. Эти значения стандартные и их легко можно найти в Своде правил.

Многоступенчатость системы газоснабжения

Потребность создания нескольких ступеней в местной системе снабжения природным газом в т.ч. вызвана наличием потребителей, нуждающихся в поставках газообразного топлива под различным давлением.

Градация газопроводов по ступеням

• Двухступенчатые. Образованы сетями под давлением низким и средним, либо с низким и высоким;
• Трехступенчатые. Состоят из коммуникаций с давлениями высоким, средним и низким;
• Шагоступенчатые. Их формируют газопроводами с давлениями всех уровней.

Чередование магистралей с высоким и средним давлением требуется из-за значительной протяженности сетевых трубопроводов, а также из-за нескольких направлений транспортировки. В местностях со значительной плотностью населения прокладка газопроводов, проводящих газообразное горючее под высоким давлением, не рекомендуется.

Основные газопроводящие коммуникации города размещены под землей. Иначе крупных аварий на газовых сетях из-за ошибок управления автотранспортом избежать было бы невозможно

Еще одна частая причина – в районах старой застройки городские улицы недостаточно широки, чтобы протянуть под ними газоснабжающие линии высокого давления. Ведь чем выше давление перемещающегося по трубопроводу газа, тем более значительная дистанция необходима между коммуникациями и соседними постройками.

Потребность в ступенчатой схеме газоснабжения также вызвана технологическими требованиями к присоединению и монтажу газорегуляторных установок, устанавливаемых на зданиях.

Типы городских сетей согласно назначения

Территории городских районов оборудуются наиболее разветвленной сетью газоснабжающих коммуникаций.

В состав снабжающего природным газом городского комплекса входят следующие типы газопроводов:

• распределительные, проводящие газ под различным (фактически необходимым) давлением. Обеспечивают транспортировку по обслуживаемой территории;
• ответвления абонентские, снабжающие газом от распределительных магистралей  конкретных абонентов;
• внутридомовые и внутрицеховые.

Проектируемая для города схема распределительных газовых коммуникаций, направляющих газ под средним и высоким давлением, образует общую сеть. Со спецификой разработки проекта для газификации частного дома ознакомит предложенная нами статья.

Шкафной регуляторный пункт газоснабжения используется на конечных потребляющих сетях мощностью не более 1800 кубометров в час. Он способен уменьшить давление до 2 кПа

Т.е. коммунальным потребителям, котельным и промышленным объектам природный газ поставляется по общей газораспределительной сети. Построение отдельных магистральных сетей для коммунально-бытовых, либо промышленных потребителей невыгодно  с позиции экономики.

При выборе планировочных решений для городского газоснабжения учитывается планировка и размеры города, плотность населения и застройки, потребности электростанций и промышленных объектов. В расчет принимаются перспективы будущего развития города, наличие крупных препятствий (искусственных, естественных) для ведения газопроводных коммуникаций.

Расчет расхода на ограниченном участке

Если газопровод состоит из отдельных участков, то расчет суммарного расхода на каждом из них придется выполнять отдельно. Но это несложно, так как для вычислений потребуются уже известные цифры.

Определение данных с помощью программы

Зная изначальные показатели, имея доступ к таблице одновременности и к техническим паспортам плит и котлов, можно приступать к расчету.

Для этого выполняются следующие действия (пример приведен для внутридомового газопровода именно низкого давления):

1. Количество котлов умножается на производительность каждого из них.
2. Полученное значение умножается на уточненный с помощью специальной таблицы коэффициент одновременности для этого вида потребителей.
3. Количество плит, предназначенных для приготовления пищи, умножается на производительность каждой из них.
4. Полученное после предыдущей операции значение умножается на коэффициент одновременности, взятый из специальной таблицы.
5. Полученные суммы для котлов и плит суммируются.

Подобные манипуляции проводятся для всех участков газопровода. Полученные данные вводятся в соответствующие графы программы, с помощью которой выполняются исчисления. Все остальное электроника делает сама.

Расчет с использованием формул

Этот вид гидравлического расчета схож с описанным выше, то есть потребуются те же данные, но процедура будет длительной. Так как все придется выполнять вручную, кроме того, проектировщику понадобится осуществить ряд промежуточных операций, чтобы использовать полученные значения для окончательного подсчета.

А также придется уделить достаточно много времени, чтобы разобраться во многих понятиях, вопросах, которые человек не встречает при использовании специальной программы. В справедливости вышеизложенного можно убедиться, ознакомившись с формулами, которые предстоит использовать.

Расчет с помощью формул сложный, поэтому доступный не всем. На картинке изображены формулы для расчета падения давления в сети высокого, среднего и низкого давления и коэффициент гидравлического трения

В применении формул, как и в случае с гидравлическим расчетом с использованием специальной программы, есть особенности для газопроводов низкого, среднего и, конечно же, высокого давления. И об этом стоит помнить, так как ошибка чревата, причем всегда, внушительными финансовыми издержками.

Вычисления с помощью номограмм

Какая-либо специальная номограмма представляет собой таблицу, где указаны ряд значений, изучив которые можно получить нужные показатели, не выполняя вычислений. В случае с гидравлическим расчетом — диаметр трубы и толщину ее стенок.

Номограммы для расчета являются простым способом получения нужных сведений. Достаточно обратиться к строкам, отвечающим заданным характеристикам сети

Существуют отдельные номограммы для полиэтиленовых и стальных изделий. При расчете их использовались стандартные данные, к примеру, шероховатость внутренних стенок. Поэтому за правильность информации можно не переживать.

Правила выполнения расчета

Выше указывалось, что процедуру любого гидравлического расчета регламентирует профильный Свод правил с номером 42-101–2003.

Документ свидетельствует, что основным способом выполнения исчисления является использование для этой цели компьютера со специальными программами, позволяющими рассчитать планируемую потерю давления между участками будущего газопровода или нужный диаметр труб.

Любой гидравлический расчет выполняется после создания расчетной схемы, включающей основные показатели. Более того, в соответствующие графы пользователь вносит известные данные

Если нет таких программ или человек считает, что их использование нецелесообразно, то можно применять другие, разрешенные Сводом правил, методы.

К которым относятся:

• расчет по приведенным в СП формулам — это самый сложный способ расчета;
• расчет по, так называемым, номограммам — это более простой вариант, чем использование формул, ведь какие-либо исчисления производить не придется, потому что необходимые данные указаны в специальной таблице и приведены в Своде правил, и их просто нужно подобрать.

Любой из методов расчета приводит к одинаковым результатам. А поэтому вновь построенный газопровод будет способен обеспечить своевременную, бесперебойную подачу планируемого количества топлива даже в часы его максимального использования.

Гидравлический расчет газопровода: методы и способы вычисления + пример расчета

Для безопасной и безотказной работы газоснабжения его нужно спроектировать и рассчитать

Важно безупречно подобрать трубы для магистралей всех типов давления, обеспечивающих стабильную поставку газа к приборам

Чтобы подбор труб, арматуры и оборудования был максимально точным, производят гидравлический расчет трубопровода. Как его сделать? Признайтесь, вы не слишком сведущи в этом вопросе, давайте разбираться.

Мы предлагаем ознакомиться со скрупулезно подобранной и досконально обработанной информацией о вариантах производства гидравлического расчета для газопроводных систем. Использование представленных нами данных обеспечит подачу в приборы голубого топлива с требующимися параметрами давления. Тщательно проверенные данные опираются на регламент нормативной документации.

В статье предельно обстоятельно рассказано о принципах и схемах производства вычислений. Приведен пример выполнения расчетов. В качестве полезного информативного дополнения использованы графические приложения и видео-инструкции.

Выводы и полезное видео по теме

Этот ролик дает возможность понять, с чего начинается гидравлический расчет, откуда проектировщики берут нужные данные:

В следующем ролике приведен пример одного из видов компьютерного расчета:

Далее можно ознакомиться с примером расчета с использованием компьютерной программы:

Чтобы выполнить гидравлический расчет с помощью компьютера, как это позволяет профильный Свод правил, достаточно потратить немного времени на ознакомление с программой и сбор нужных данных.

Но практического значения все это не имеет, так как составление проекта — процедура гораздо более объемная и включает в себя множество других вопросов. Ввиду этого большинству граждан придется обращаться за помощью к специалистам.

Появились вопросы, нашли недочеты или можете дополнить наш материал ценной информацией? Оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы, делитесь опытом в расположенном ниже блоке.

Источник

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Как происходит снабжение газом многоквартирного дома:

Видео #2. Как устроена и как изготавливается шаровая запорная арматура для газопроводов:

Система газопровода обеспечивает исправное снабжение природным газом лишь при условии ее сбалансированности. Любые работы с газотранспортным оборудованием могут производится исключительно сотрудниками газовых служб. Посторонние вмешательства в работу газовой сети недопустимы и крайне опасны – помните это!

Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Делитесь ценными рекомендациями и  сведениями, которые будут полезны посетителям сайта. Оставляйте посты, размещайте фото по теме, задавайте вопросы.