Расчет магистрального газопровода

1. Расчет магистрального газопровода

Практическое занятие 4
Этап 1. Расчет физических
свойств газа. Определение
числа компрессорных станций.

2. Исходные данные для технологического расчета

Компонентный состав газа, %: (из исходных данных
практического занятия 1)
Годовая пропускная способность
QГ, млрд.м3/год;
Протяженность трассы
L, км;
Данные о грунте:
- тип грунта
(песок; суглинок; смешанный);
- температура грунта на глубине оси tO, °C;
- влажность грунта
ωГР, %;
- плотность грунта
ρГР, т/м3;
Температура воздуха
tВОЗД, °C;
Высота расположения КС
над уровнем моря
H, м;
Тип привода
Нагнетатель

3. Дополнительные сведения

Наружный диаметр газопровода
Dн=1420 мм;
Толщина стенки трубы
δ=
Глубина заложения над верхом трубы
h=1м;
Снеговой покров
отсутствует;
Скорость ветра
=5 м/с;
мм;
Температура газа на входе
в линейный участок
tН=35 °C;
Коэффициент эффективности
E=0,95.

4.

1.1 Выбор рабочего давления
Современные газопроводы работают с рабочим
(избыточным) давлением 75 кгс/см2.
При этом абсолютное давление на нагнетании РНАГ
центробежного нагнетателя (ЦН) не должно превышать
76 кгс/см2 (76 0,0981=7,456 МПа).
1.2 Выбор давления на входе в компрессорный цех
Анализ характеристик ЦН показывает, что давление на
всасывании ЦН лежат в пределах 4,93...52,8 кгс/см2.
Значение PВС принимаем по таблице 5 для
соответствующего типа ЦН .

5. 1.3 Расчет характеристик транспортируемого газа (по данным практического задания 1)

Плотность (кг/м3)
n
Молярная масса (кг/кмоль)
n
СТ ai СТ i
MГ ai MГ i
Псевдокритическое
давление (МПа)
Псевдокритическа
я температура (К)
n
n
i 1
PПК ai PКР i
i 1
Газовая постоянная
(Дж/(кг·К)
R
R
MГ
i 1
TПК ai TКР i
i 1
Относительная плотность
газа по воздуху
СТ
ВОЗД

6.

1.4 Средние давления и температура в первом
приближении
PСР
2
PК2
PH
3
PH PК
;
ТСР
TН TО
2
1.5 Приведенные давления и температура в
первом приближении
P
PПР СР
PПК
TСР
TПР
TПК

7.

1.6 Средний коэффициент сжимаемости
2
Z 1 A1 PПР A2 PПР
A1 0,39
2,03
TПР
3,16
2
TПР
1,09
3
TПР
0,1812 0,2124
A2 0,0423
2
TПР
TПР

8. 1.7 Коэффициент гидравлического сопротивления

ТР
0,2
2 kЭ
0,067
;
D
ТР
2 .
E
1.8 Среднее ориентировочное расстояние между
компрессорными станциями
2
5
2
2
K
D
P
P
Н
К
/КС 2
Q ZСР TСР
1.9 Ориентировочное число КС,
которое округляется до целого nКС
1.10 Уточненное среднее расстояние
между КС
n0
КС
L
/КС
L
.
nКС

9. 1.11 Коэффициент теплопроводности грунта λГР (ВТ/(м·К) рассчитывается по формулам:

для песка (34)
2
103 lg гр 134,2 23,89 гр 2,389 Tгр 442,98 гр 0,276 гр
для суглинка (35)
103 lg гр 711,8 8,25 гр 2,48 Tгр 17,2 гр
для смешанного грунта (36)
2
103 lg гр 920,27 13,9 гр 3,26 Tгр 18,6 гр 0,36 гр

10. 1.12 Коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта в атмосферу В (ВТ/(м2·К)

1.12 Коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта в
атмосферу В (ВТ/(м2·К)
в 6,2 4,2 ,
где
- скорость ветра , м/с.
1.13 Эффективная глубина заложения трубопровода, м
h0Э
1 сн
,
h0 гр
в сн
где
h0 – глубина заложения оси трубопровода от
поверхности грунта , м
DН
h0 h .
2

11. 1.14 Средний коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду KСР (Вт/(м2·К)

KСР
2
гр
Dн
0,65
Dн
h0Э