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 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/(