Расчёт диаметра газопровода и допустимых потерь давления
Пропускная способность газопроводов может приниматься из условий создания при максимально допустимых потерях давления газа наиболее экономичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивость работы ГРП и газорегуляторных установок (ГРУ), а также работы горелок потребителей в допустимых диапазонах давления газа. [11]
Таблица 5.8
Значение коэффициента одновременности для жилых домов
| Коэффициент одновременности Ksimв зависимости от установки | ||||
| Число | в жилых домах газового оборудования | |||
| Плита | Плита | |||
| квартир | Плита 4-конфорочная | Плита 2-конфорочная | 4-конфорочная и газовый проточный водонагреватель | 2-конфорочная и газовый проточный водонагреватель |
| 0,700 | 0,750 | |||
| 0,650 | 0,840 | 0,560 | 0,640 | |
| 0,450 | 0,730 | 0,480 | 0,520 | |
| 0,350 | 0,590 | 0,430 | 0,390 | |
| 0,290 | 0,480 | 0,400 | 0,375 | |
| 0,280 | 0,410 | 0,392 | 0,360 | |
| 0,280 | 0,360 | 0,370 | 0,345 | |
| 0,265 | 0,320 | 0,360 | 0,335 | |
| 0,258 | 0,289 | 0,345 | 0,320 | |
| 0,254 0,240 | 0,263 0,242 | 0,340 0,300 | 0,315 0,275 | |
| 0,235 | 0,230 | 0,280 | 0,260 | |
| 0,231 | 0,218 | 0,250 | 0,235 | |
| 0,227 | 0,213 | 0,230 | 0,205 | |
| 0,223 | 0,210 | 0,215 | 0,193 | |
| 0,220 | 0,207 | 0,203 | 0,186 | |
| 0,217 | 0,205 | 0,195 | 0,180 | |
| 0,214 | 0,204 | 0,192 | 0,175 | |
| 0,212 | 0,203 | 0,187 | 0,171 | |
| 0,210 | 0,202 | 0,185 | 0,163 | |
| 0,180 | 0,170 | 0,150 | 0,135 | |
| Примечания. 1. Для квартир, в которых устанавливается несколько однотипных газовых приборов, коэффициент одновременности следует принимать как для такого жечисла квартир с этими газовыми приборами. 2. Значение коэффициента одновременности для емкостных водонагревателей, отопительных котлов или отопительныхпечей рекомендуется принимать равным 0.85 независимо от количества квартир. |
Расчетные внутренние диаметры газопроводов определяются исходя из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.
Расчет диаметра газопровода следует выполнять, как правило, на компьютере с оптимальным распределением расчетной потери давления между участками сети.
При невозможности или нецелесообразности выполнения расчета на компьютере (отсутствие соответствующей программы, отдельные участки газопроводов и т.п.) гидравлический расчет допускается производить по приведенным ниже формулам или по номограммам (СП-42-101-2003) составленным по этим формулам.
Расчетные потери давления в газопроводах высокого и среднего давления принимаются в пределах категории давления, принятой для газопровода.
Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удаленного прибора) принимаются не более 1800 Па, в том числе в распределительных наружных газопроводах 1200 Па, в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах — 600 Па.
Значения расчетной потери давления газа при проектировании газопроводов всех давлений для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых предприятий и организаций коммунально-бытового обслуживания принимаются в зависимости от давления газа в месте подключения с учетом технических характеристик принимаемого к установке газового оборудования, устройств автоматики безопасности и автоматики регулирования технологического режима тепловых агрегатов.
Падение давления на участке газовой сети можно определять:
- для сетей среднего и высокого давлений по формуле
(5.9)
где PH — абсолютное давление в начале газопровода, МПа; РK— абсолютное давление в конце газопровода, МПа; Р0 = 0,101325 МПа; λ — коэффициент гидравлического трения; l — расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м; d — внутренний диаметр газопровода, см; ρ0 — плотность газа при нормальных условиях, кг/м3; Q0 — расход газа, м3/ч, при нормальных условиях;
- для сетей низкого давления по формуле
(5.10)
где РH— давление в начале газопровода, Па; РK — давление в конце газопровода, λ, l, d, ρ0, Q0— обозначения те же, что и в предыдущей формуле.
Коэффициент гидравлического трения λ определяется в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса,
(5.11)
где ν — коэффициент кинематической вязкости газа, м2/с, при нормальных условиях; Q0,, d — обозначения те же, что и в предыдущей формуле, и гидравлической гладкости внутренней стенки газопровода, определяемой по условию
(5.12)
где Rе — число Рейнольдса; п— эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, принимаемая равной для новых стальных — 0,01 см, для бывших в эксплуатации стальных — 0,1 см, для полиэтиленовых независимо от времени эксплуатации — 0,0007 см; d — обозначение то же, что и в предыдущей формуле.
В зависимости от значения Rе коэффициент гидравлического трения λ определяется:
- для ламинарного режима движения газа Rе< 2000
(5.13)
- для критического режима движения газа Rе = 2000—4000
(5.14)
- при Rе> 4000 — в зависимости от выполнения условия (5.13);
- для гидравлически гладкой стенки (неравенство (5.13) справедливо):
- при 4000 <Rе< 100000 по формуле
(5.15)
- при Rе> 100000
(5.16)
- для шероховатых стенок (неравенство 5.13) несправедливо) при Rе> 4000
(5.17)
где п — обозначение то же, что и в формуле (5.12); d — обозначение то же, что и в формуле (5.10).
Расчетный расход газа на участках распределительных наружных газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа, следует определять как сумму транзитного и 0,5 путевого расходов газа на данном участке.
Падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная арматура и др.) допускается учитывать путем увеличения фактической длины газопровода на 5—10 %.
Для наружных надземных и внутренних газопроводов расчетную длину газопроводов определяют по формуле
(5.18)
где l — действительная длина газопровода, м; — сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода; d — обозначение то же, что и в формуле (5.10); λ — коэффициент гидравлического трения, определяемый в зависимости от режима течения и гидравлической гладкости стенок газопровода по формулам (5.13) - (5.17).
Расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10 %.
При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не более 7 м/сдля газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов высокого давления.
При выполнении гидравлического расчета газопроводов, проведенного по формулам (5.11)—(5.18), а также по различным методикам и программам для электронно-вычислительных машин, составленным на основе этих формул, расчетный внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле
(5.19)
где d — расчетный диаметр, см; А, В, т, т1 — коэффициенты, определяемые по таблицам 5.9 и 5.10 в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода; Q0 — расчетный расход газа, м3/ч, при нормальных условиях; ΔРУД — удельные потери давления (Па/м — для сетей низкого давления, МПа/м — для сетей среднего и высокого давления), определяемые по формуле
(5.20)
— допустимые потери давления (Па — для сетей низкого давления, МПа— для сетей среднего и высокого давления); L — расстояние до самой удаленной точки, м.
Таблица 5.9
Значение показателя А
| Категория сети | А |
| Сети низкого давления | 106/(162π2)=626 |
| Сети среднего и высокого давления | Р0/(Рт162π2), P0=0,101325 МПа, Рт — усредненное давление газа (абсолютное) в сети, МПа. |
Таблица 5.10
Значение показателя В
| Материал | В | т | т1 |
| Сталь | 0,022 | 2 | |
| Полиэтилен | 0,3164 (9πν)0,25 = 0,0446, ν — кинематическая вязкость газа при нормальных условиях, м2/с. | 1,75 | 4,75 |
Внутренний диаметр газопровода принимается из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший — для стальных газопроводов и ближайший меньший — для полиэтиленовых.