Obliczanie sieci gazowych

(1)

Obliczanie sieci gazowych

Sieci pierścieniowe i rozgałęźne

Przygotował: Mateusz Słupiński, dr inż.

Prezentowane 17 grudnia 2009

Obliczanie sieci gazowej niskiego ciśnienia

Polega na takim doborze średnic przewodów, aby w godzinach szczytowego poboru

zapewnić wymagane ciśnienie przed

urządzeniem gazowym (przy zachowaniu

dopuszczalnej straty w instalacji wewnętrznej i przyłączu).

1

(2)

Obliczanie sieci rozdzielczej średniego ciśnienia

Przyjmuje się, że ciśnienie wylotowe ze stacji redukcyjnej zasilającej układ nie powinno przekraczać 300 kPa, a w najbardziej

niekorzystnym punkcie sieci nie może być mniejsze od 100 kPa.

Dyspozycyjna strata ciśnienia

Dla GZ50:

maksymalne dopuszczalne ciśnienie gazu przed urządzeniem wynosi 2,5 kPa

strata ciśnienia w przyłączu i instalacji wew. np. 0.2 kPa

Otrzymujemy dopuszczalne ciśnienie w punkcie

zasilania sieci rozdzielczej niskiego ciśnienia 2.7 kPa.

W końcowym odcinku nie może być mniejsze od minimalnego czyli 1.6 + 0.2 = 1.8 kPa.

Stąd dyspozycyjna strata na sieci wyniesie: 0.9 kPa

3

(3)

Wymagane ciśnienie gazu przed urządzeniami

Dobór średnicy

na podstawie optymalnej prędkości przepływu

DN = (4 • Q

p

/(3.14 • w

g

))

^0.5

[m]

Qp - obciążenie przewodów pod ciśnieniem ruchowym, dm³/s wg - średnia prędkość przepływu gazu, m/s

prędkość nie powinna przekraczać 4 m/s w sieci niskiego ciśnienia i 20 m/s w sieci średniego ciśnienia

5

(4)

Obliczanie spadków ciśnienia w gazociągach z rur stalowych

Wzór Biela-Lummerta

Gazociągi średniego i wysokiego ciśnienia:

p

12

-p

22

= 822.7•z•L•Q

2

•D

w-5 p1 - ciśnienie początkowe, bar (abs)

p2 - ciśnienie końcowe, bar (abs) L - długość przewodu, km,

Q - obciążenie obliczeniowe przewodu, m³/h (war. norm.) Dw - średnica wewnętrzna, mm

z - współczynnik korygujący zależny od stosunku gęstości gazu do gęstości powietrza

Obliczanie spadków ciśnienia w gazociągach z rur stalowych

Wzór Renouarda

Gazociągi niskiego ciśnienia:

p

1

- p

2

= 22760(v/0.22)

^0.22

d Q

^1.82

L D

w-4.86

[mbar]

d - gęstość względna gazu w stosunku do powietrza ν - lepkość kinematyczna gazu, cm²/s

Q - obciążenie przewodu, m³/h (war. norm.) L - długość przewodu, m

Dw - średnica wewnętrzna przewodu, mm

7

(5)

Obliczanie spadków ciśnienia Obliczania strat z nomogramu

p

2

= (p

12

- (∆p

j

L

z

))

^0.5

,

bar(abs)

∆p

j

- jednostkowy opór liniowy [bar(abs)]

²

L

z

- długość zastępcza (opcja), m

Obliczanie spadków ciśnienia w gazociągach z rur polietylenowych

Gaz w warunkach przepływu burzliwego p>100 mbar

(p

12

-p

22

)/L = 2∆ xy ,

^bar²/km, mbar/m

w = w

1

(1/p) , m/s

p1 i p2 -absolutne ciśnienie gazu początkowe i końcowe

p - absolutne ciśnienie średnie, bar L - długość przewodu, km

w - szybkość przepływu po przeliczeniu, m/s w1 - szybkość przepływu odczytana z wykresu, m/s

9

(6)

Obliczanie spadków ciśnienia Nomogram do obliczania strat

Obliczanie pierścienia zasilającego sieć średniego lub wysokiego ciśnienia

11

(7)

Schemat ustawienie zaworów

odcinających w pierścieniu zasilającym

Obliczanie przwodów niskiego ciśnienia Sieć osiedlowa - rozgałęźna

13

(8)

Obliczanie przwodów niskiego ciśnienia Sieć osiedlowa - rozgałęźna

Obliczanie głównego przewodu średniego ciśnienia

15

(9)

Obliczanie głównego przewodu średniego ciśnienia

Z głównej stacji redukcyjnej wyprowadzono przewód średniego ciśnienia zasilający trzy obwodowe stacje redukcyjne oraz zakład przemysłowy ZP. Ciśnienie gazu ziemnego w punkcie początkowym wynosi 4 bar (abs), tj. 3 bar nadciśnienia. Ciśnienie w punkcie końcowym przed zakładem przemysłowym nie powinno być niższe od 1,5 bar (abs).

Obliczanie głównego przewodu średniego ciśnienia

17

(10)

Obliczanie głównego przewodu średniego ciśnienia

Obliczenie dyspozycyjne straty ciśnienia:

Ciśnienie gazu na końcu odcinka:

Obliczanie mikrorejonu

Sieć pierścieniowa niskiego ciśnienia

Sformułowanie zadania

Obliczyć sieć pierścieniową niskiego ciśnienia, rozprowadzającą gaz ziemny o gęstości 0.78 kg/m

³

(war. norm.). Całkowite zapotrzebowanie mikrorejonu zasilanego ze stacji redukcyjnej wynosi 1400 m

³

/h (war. norm.).

19

(11)

Obliczanie mikrorejonu

Sieć pierścieniowa niskiego ciśnienia

Obliczanie mikrorejonu

Sieć pierścieniowa niskiego ciśnienia

Procedura obliczeniowa:

równomierny rozkład obciążeń wzdłuż gazociągu uwzględnienia obciążenia wydatkowanego

(obciążenie zredukowane o 50%) na danym odcinku oraz obciążenia przesyłowego

Obciążenie początkowe q0 = 166 m³/h Obciążenie przesyłowe qp = 200 m³/h

Obciążenie obliczeniowe Q0 = 166 • 0.5 + 200 = 283 m³/h

21

(12)

Obliczanie mikrorejonu

Jednostkowa dyspozycyjna strata ciśnienia

Ciśnienie maksymalne dla GZ50 w sieci

niskiego ciśnienia 27hPa, a minimalne 18hPa, daje to dyspozycyjną stratę ciśnienia 9hPa.

Jednostkowa dyspozycyjna strata ciśnienia dla półpierścienia I długości obliczeniowej 1150 m osiągnie wartość:

∆p

j

= ∆p

d

/L

s

= 9/1150 = 0.0078 , hPa/m

Obliczanie mikrorejonu

Znając obciążenia obliczeniowe

poszczególnych odcinków i jednostkowe dyspozycyjne straty ciśnienia dla pierścieni - dobieramy wstępnie średnice na podstawie nomogramów.

sprawdzamy warunek zachowania dopuszczalnego spadku ciśnienia w półpierścieniach

różnica ciśnienia pomiędzy półpierścieniami powinna być w granicy 10% (dla obliczeń metodami tradycyjnymi)

23

(13)

25

(14)

Przyłącze gazowe

Rozwiązania technologiczne

27

(15)

29

(16)

http://www.unisan.net.pl/ 31

(17)

33

(18)

References

35