Определение расстояния между компрессорными станциями

Пользуясь формулой пропускной способности газопровода

Q=105,087**, 7

Выразим длину к линейного участка между компрессорными станциями

, 8

Где – внутренний диаметр газопровода, м; и соответственно давления в начале и в конце линейного участка газопровода, МПа; -коэффициент гидравлического сопротивления; -средний по длине коэффициент сжимаемости газа =(,; - относительная плотность газа.

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

Для расчета расстояниятмежду КС можно принять ориентировочное значение средней температуры, например

=( + )/2, 9

Где –температура окружающей среды на глубине заложения газопровода; -температура газа на входе в линейный участок, которую можно принять равной 303-313 К

Давление в начале участка газопровода определяется по формуле:

=-(+=-, 10

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

Для охлаждения газа в аппаратах воздушного охлаждения (АВО) следует принимать =0,06 МПа. При отсутствии охлаждения газа =0

Потери давления могут быть приняты по табл. 1.9.

Давление в газопро-воде (избыточное), МПа	Потери давления газа на КС, МПа
На всасывании
При одноступенчатой очистке	При двухступенчатой очистке	На нагнетании
5,40	0,08	0,13	0,07
7,35	0,12	0,19	0,11
9,81	0,13	0,21	0,13

Давление в конце участка газопровода

=, 11

Где,- потери давления газа на входе КС с учетом потерь давления в подводящих шлейфах и на узле очистки газа (принимается по табл. 1.9).

Коэффициент гидравлического сопротивления определяется по формуле:

=1,05*, 12

Где -коэффициэнт гидравлической эффективности, принимается по результатам расчетов диспетчерской службы в соответствии с отраслевой методикой; при отсутствии этих данных коэффициент гидравлической эффективности принимается равным 0,95, если на газопроводе 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:

=0,067*( + , 13

где -эквивалентная шероховатость труб: для монолитных труб без внутреннего антикоррозийного покрытия принимается равной 3* м; -внутренний диаметр трубопровода, м; -число Рейнольдса, которое определяется по формуле:

=17,75*, 14

Где Q –производительность газопровода, млн. / сут.; -внутренний диаметр газопровода, м; -коэффициент динамической вязкости Па*с.

В первом приближении можно принять квадратичный режим течения газа и определить как:

= 0,067* (, 15

Коэффициент сжимаемости газа определяется по формуле:

= 1 –, 16

Где значения приведенных давления и температуры при p= и T= определяются как

=p/ ; 17

=T/T . 18

= 1- 1,68* +0,78* +0,0107* . 19

Среднее давление в газопроде

= *( + ) 20

Вычислив расстояние между КС по формуле (8) определяем требуемое число Окомпрессорных станций:

= / 22

После округления найденного числа КС до целого значения n (как правило, в большую сторону), уточняем значения расстояния межлу КС

= 23

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

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

Абсолютное давление в конце участка газопровода определяется из формулы расхода (7)

= * 24

В этом уравнении вычисляется по формуле (15) с учетом коэффициента динамической вязкости 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 и, найденные из предварительного определения расстояния между КС. Значение определяется по формуле (9)

2) По формуле (24) определяется в первом приближении значение

3) Определяется среднее давление по формуле (20)

4) По формулам (17), (18) с учетом средних значений давления и температуры определяем средние приведенные и температуру /

Для расчета конечного давления во втором приближении вычисляются уточненные значения , , и. Для этого при определении будем использовать величины средней удельной теплоемкости , коэффициента Джоуля-Томсона и коэффициента , вычисленные для значений и первого приближения.

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

=1,695+1,838* * +1,96* * 25

6) Коэффициент Джоуля-Томсона (К/МПа) вычисляется по формуле:

=* 26

7) Средняя температура газа рассчитывается по формуле:

+ +() * - * *(1- ), где 27

=0,225*, где 28

-средний на линейном участке общий коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду, Вт/( *К).

8) Коэффициент сжимаемости определяется по формуле (16)

9) Коэффициент динамической вязкости рассчитывается по формуле:

=5,1* **(1,1-0,25* ) **(1-0,104* ) * .29

10) Число Рейнольдса вычисляется по формуле (14)

11) Коэффициент сопротивления трению и коэффициент гидравлического сопротивления вычисляются соответственно по формулам (13), (12)

12) Определяем конечное давление во втором приближении по формуле (24)

13) Если полученный результат отличается от предыдущего приближения более, чем на 1% имеет смысл уточнить расчеты, выполняя третье приближение, начиная с пункта 3. Если результат удовлетворяет требованиям точности расчетов, переходим к следующему пункту.

14) Уточняем среднее давление по формуле (20)

15) Определяется конечная температура газа

= +()* - * *(1- ) (30)

На этом тепловой и гидравлический расчет участка газопровода заканчивается.

Значение коэффициента теплопередачи в выражении (28) для подземных газопроводов (без тепловой изоляции), следует определять по формуле:

* (31).

Где,

-коэффициент теплопроводности грунта, Вт/(м*К); -наружный диаметр газопровода, м;

-глубина заложения оси газопровода от поверхности грунта, м; -толщина снежного покрова, м; - коэффициент теплопроводности снежного покрова, допускается принимать в зависимости от состояния снега: снег свежевыпавший = 0,1 Вт/(м*К); снег уплотненный =0,35 Вт/(м*К);

= 0,65 Вт/(м*К)

-коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта в атмосферу, Вт/(

=6,2+ 4,2* , (32) где

-скорость ветра, м/с.

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

Для песка

*lg =-134,2+23,89* -2,389* +442,98* -0,276* ; 33

Для суглинка

34

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

35

Где -влажность грунта,%; -температура грунта на глубине заложения оси газопровода, К; -плотность грунта, т/

Расчетное значене коэффициента теплопередачи можно определить также по формуле:

,

м;

При ориентировочных расчетах допускается принимать: для песка К=1,1-2,4 Вт/(для суглинка К=1,05-1,65 Вт/(для смешанногогрунта К= 1,27-1,34 Вт/(