книги / Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов

Суточная производительность газопровода при стандартных условиях Q (млн. м/сут) определяется по формуле:

где кн - оценочный коэффициент пропускной способности газопровода, который ориентировочно можно принять кн =0,9.

Определение расстояния между компрессорными станциями.

Пользуясь формулой пропускной способности газопровода

где DeH- внутренний диаметр газопровода, м; рн и рк - соответственно давления в начале и в конце линейного участка газопровода, МПа; Л - коэффи­ циент гидравлического сопротивления; Zcp - средний по длине коэффициент сжимаемости газа Zcp ~f{pcp,Tcp)\ А - относительная плотность газа.

Условный диаметр газопровода в зависимости от принятого рабочего давления ориентировочно можно определить по табл.1.8.

Таблица 1.8

Ориентировочные значения диаметра газопровода

Для расчета расстояния между КС можно принять ориентировочное

где Т0 - температура окружающей среды на глубине заложения газопровода; 7# —температура газа на входе в линейный участок, которую можно принять равной 303 - 313К.

Давление в начале участка газопровода определяется по формуле [84]:

где д р в ы х потери давления в трубопроводе между компрессорным цехом и узлом подключения к линейной части магистрального газопровода (без учета потерь давления в системе охлаждения транспортируемого газа); брохл- потери давления в системе охлаждения газа, включая его обвязку.

Для охлаждения 1дза в аппаратах воздушного охлаждения (АВО) следует принимать фош п0,06 МПа. При отсутствии охлаждения газа др0хгГ0

результатам расчетов диспетчерской службы в соответствии с отраслевой методикой; при отсутствии этих данных коэффициент гидравлической эффективности принимается равным 0,95, если на 1Т13опроводе имеются

устройства для периодической очистки внутренней полости трубопроводов, а при отсутствии указанных устройств принимается равным 0,92.

Коэффициент сопротивления трению для всех режимов течения газа в газопроводе определяется по формуле:

Da

где кэ - эквивалентная шероховатость труб: для монолитных труб без внутреннего антикоррозионного покрытия принимается равной 310'5 м; DeH - внутренний диаметр трубопровода, м; Re - число Рейнольдса, которое определяется по формуле:

диаметр газопровода, м; р - коэффициент динамической вязкости, Па с.

Впервом приближении можно принять квадратичный режим течения газа

иХТр определить как:

V & вн

где значения приведенных давления и температуры при р=рср и Т=ТСр определяются как

После округления найденного числа КС Ло до целого значения п (как правило, в большую сторону), уточняем значения расстояния между КС

1.5.2. Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя компрессорными станциями

Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя компрессорными станциями производится целью определения давления и температуры газа в конце рассматриваемого участка.

Абсолютное давление в конце участка газопровода определяется из формулы расхода (1.44):

коэффициента динамической вязкости р при средних значениях температуры и давления газа на линейном участке, которые определяются методом последовательных приближений.

Порядок дальнейшего расчета будет следующий:

1) Принимаются в качестве первого приближения значения Я и Zcp, найденные из предварительного определения расстояния между КС. Значение Тср определяется по формуле (1.46).

2)По формуле (1.60) определяется в первом приближении значение рк.

3)Определяется среднее давление рср по формуле (1.57).

4)По формулам (1.54) и (1.55) с учетом средних значений давления и темпе­ ратуры определяем средние приведенные давление рпр и температуру ТПР.

Для расчета конечного давления во втором приближении вычисляются

уточненные значения Тср , Я и ZCP. Для этого при определении ТСР будем использовать величины средней удельной теплоемкости Ср , коэффициента Джоуля-Томсона Д и коэффициента at , вычисленные для значений р Ср и ТСр первого приближения.

5) Удельная теплоемкость газа Ср (кДж/(кг-К)) определяется по формуле:

7) Средняя температура газа рассчитывается по формуле:

где ü - скорость ветра, м/с.

Для практических расчетов коэффициент теплопроводности грунта Лгр может быть рассчитан по следующим эмпирическим формулам:

для песка

Ю3 lg kzp =-134,2 + 23,89 ^ -2,389-7^ +442,98 р гр - 0 , 2 7 6 - ( 1 . 7 0 )

для смешанного грунта (песок, глина, суглинок, супесь, песчаник, известняк)

где согр - влажность грунта, %; Тгр - температура грунта на глубине заложения оси газопровода, К; ргр- плотность грунта, т/м3.

Расчетное значение коэффициента теплопередачи можно определить также по формуле:

1.53. Выбор типа ГПА и расчет режима работы КС

Для расчетов режимов работы КС применяются характерис­ тики ЦН, представляющие зависимость степени повышения давления политропического коэффициента полезного действия г]пол и приведенной относительной внутренней мощности

3 _

Рве ПР Рве

от приведенной объемной производительности

QTJP~ ~n' Q BC

при различных значениях приведенных относительных оборотов

сжимаемости, температура газа и объемная производительность ЦН, приведенные к условиям всасывания; R - газовая постоянная вычисленная по

Основные параметры некоторых типов ЦН приведены в табл. 1.10 [4,71].

Таблица 1.10

Основные параметры некоторых типов центробежных нагнетателей

___________ ________ при номинальном режиме работы________________

* - давления рве и рилг для работы нагнетателей по схеме двухступенчатого сжатия

Одним из универсальных видов характеристик ЦН является приведенная характеристика по методике ВНИИГАЗа (рис.1.12).

Qff - номинальная производительность ЦН при стандартных условиях, млн.м3/сут.

3)Задаваясь несколькими (не менее трех) значениями оборотов ротора в диапазоне возможных частот вращения ГПА, по формулам (1.75) и (1.76)

определяются QnP и \п/пн\пр- Полученные точки наносятся на характеристику и соединяются линией (плавная кривая a b c на рис. 1.12).

4) Определяется требуемая степень повышения давления

пересечения с горизонтальной осью, находим Qnp. Аналогично определяются Чпол и [Nj/pBc]np (рис. 1.12). Значение Qnp должно удовлетворять условию Qnp ^ Qnp mim где Qnp min - приведенная объемная производительность на границе зоны помпажа (расход, соответствующий левой границе характеристик ЦН).

5) Определяется внутренняя мощность, потребляемая ЦН

- коэффициент, учитывающий влияние системы утилизации тепла (при ее отсутствии kÿ=1); к, - коэффициент, учитывающий влияние атмосферного воздуха на мощность ГТУ; ТВозд , Твозд ~ соответственно фактическая и номинальная температура воздуха, К; р а - расчетное давление наружного (атмосферного) воздуха, МПа.

8)Производится сравнение Ne и N / . Должно выполняться условие Ne < Nj* При невыполнении этого условия следует увеличить число тн и повторить расчет начиная с пункта 2.

9)Определяется температура газа на выходе ЦН

к-1

где к - показатель адиабаты природного газа, к=1,31.