Расчет рациональных характеристик работы ГРС

 

е - основание натурального логарифма, е = 2,718.

 

 

 

 

 

Определяем приведенные температуру и давление газа, Тпр и Рпр ,

 

 

 

 

где Рср. и Тср. - соответственно средние давление и температура газа, МПа и К;

Ркр.см. и Ткр.см. - соответственно критические давление и температура газа, МПа и К.

 

 

Определяем коэффициент сжимаемости газа в зависимости от Рпр и Тпр .

 

Z = 0,9

 

Для определения пропускной способности газопровода или его участка при установившемся режиме транспорта газа, без учета рельефа трассы, пользуются формулой, q, млн.м3/сутки,

 

 

где dвн – внутренний диаметр газопровода, мм;

Рн и Рк – соответственно начальное и конечное давления участка газопровода, кгс/см2;

λ – коэффициент гидравлического сопротивления (с учетом местных сопротивлений по трассе газопровода: трение, краны, переходы и т.д.). Допускается принимать на 5% выше λтр;

Δ – относительный удельный вес газа по воздуху;

Тср – средняя температура газа, К;

ℓ - длина участка газопровода, км;

Ζ – коэффициент сжимаемости газа;

Из предыдущей формулы выражаем Рк, , кгс/см2,

 

 

 

 

Гидравлический расчет выполняем в следующей последовательности. Определяем число Рейнольдса, Re,

 

 

 

где qсут - суточная пропускная способность участка газопровода, млн.м3/сут;

dвн - внутренний диаметр газопровода, мм;

D - относительная плотность газа;

m - динамическая вязкость природного газа; кгс·с/м2;

 

 

 

Так как Re >> 4000, то режим движения газа по трубопроводу турбулентный, квадратичная зона.

Коэффициент сопротивления трения для всех режимов течения газа определяется по формуле, λтр ,где КЭ – эквивалентная шероховатость (высота выступов, создающих сопротивление движению газа), КЭ = 0,06 мм

 

 

 

 

 

Определяем коэффициент гидравлического сопротивления участка газопровода с учётом его усреднённых местных сопротивлений, λ ,

 

 

 

где Е - коэффициент гидравлической эффективности, Е = 0,95.

 

 

 

Определяем давление в конце участка газопровода:

 

 

 

 

Вывод: Полученное значение давления соответствует эксплуатационному значению (1,66мПА) на конечном участке газопровода, что подтверждает возможность контроля методом математических расчетов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Проверочный механический расчет газопровода-отвода

Цель  расчета: определить толщину стенки газопровода и проверить наличие  осевых сжимающих напряжений, возникающих  при эксплуатации газопровода.

Исходные данные [3]:

Наружный диаметр газопровода, Dн, мм 530 х 11

Давление в газопроводе, Р, кгс/см2 55

категория прокладки IV

Коэффициент условий работы трубопровода, m 0,9

Коэффициент надежности по материалу, К1 1,4

Коэффициент надежности по назначению трубопровода, Кн

Определяем расчетное  сопротивление растяжению (сжатию), R 1, кгс/см2

где R1н – нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений, которое следует принимать минимальному значению временного сопротивления.

Определяем расчетную  толщину стенки , см

где n = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке.

Полученную величину толщины  стенки трубопровода округляем до ближайшей  большей величины по сортименту труб. Принимаем толщину стенки 8 мм.

Определяем продольное осевое напряжение, GпрN, МПа

где αt – коэффициент линейного расширения металла труб, αt = 1,2 · 10-6

Е– переменный параметр, модуль упругости, Е= 2,1 · 106 кг/см2

∆t– расчетный температурный перепад, ∆t = 50ºС

Dв – внутренний диаметр газопровода.

Знак «-» указывает  на наличие продольных осевых напряжений.

Определяем коэффициент, учитывающий двухосное напряженное  состояние по формуле (4):

Определяем толщину стенки по формуле:

Реальный размер толщины стенки газопровода 11 мм. В случае выбора трубы другой марки стали, с другими прочностными характеристиками необходимо расчет повторить.

Вывод: определили толщину стенки газопровода и проверили осевые сжимающиеся напряжения, возникающие при эксплуатации участка газопровода. Рассчитав данные параметры, возможно проконтролировать целостность и исправность трубопровода, без помощи контрольно-измерительных приборов.

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курcовой работе приведена характеристика основного и вспомогательного оборудования ГРС, технологических процессов, рассмотрены вопросы учета количества газа и автоматизации на ГРС.

Стабильная и безотказная работа ГРС во многом зависит от правильной эксплуатации оборудования и быстрого действия обслуживающего персонала при аварийных ситуациях. Обслуживающий персонал ГРС должен быстро отреагировать и предпринять соответствующие действия по ликвидации аварии на ГРС.

Важнейшим моментом стабильной и безаварийной работы предприятия является четкое выполнение правил охраны труда обслуживающим персоналом при эксплуатации и выполнении ремонтных работ оборудования ГРС.

В работе приведены расчеты, которые могут  служить примером для контроля работы ГРС. В случае неисправности контрольно-измерительных  приборов расчеты могут служить  достойной альтернативой для  контроля оборудования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Данилов А.А. Автоматизированные газораспределительные станции: Справочник. – СПб.: Химиздат, 2004.
2. Крылов Г.В., Степанов О.А. Эксплуатация и ремонт газопроводов и газохранилищ: Учебник для учреждений сред. Проф. Образования. – М.: Академия, 2000
3. Паспорт оборудования ГРС Калининградского ЛПУМГ

Филиал ОАО «Газпромтрансгаз», 2001.